Lightning Network: le Bitcoin à grande échelle

Charles-Henry Monchau, Syz

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Parmi les sujets évoqués lors du sommet Bitcoin 2022, le Lightning Network, une surcouche de la blockchain censée permettre au bitcoin de devenir un moyen de paiement courant.

Malgré les nombreuses critiques formulées à l’encontre du Bitcoin (bulle spéculative, emprunte carbone, etc.) force est de constater que la plus importante des cryptomonnaies est devenue un actif financier incontournable. L’ «or digital» est même considéré comme une éventuelle monnaie de réserve par certaines banques centrales (cf. Allnews du 8/3/2022: Vers un nouvel ordre monétaire?).

Pourtant, le Bitcoin semble pour l’instant faillir en tant que moyen de paiement courant et ce pour les raisons suivantes:

  • La lenteur du réseau lors du traitement des transactions: 7 transactions par seconde en moyenne, soit très loin des volumes des réseaux de paiement tels que Visa ou Mastercard. Il ne s’agit pas d’une faiblesse de la blockchain mais plutôt d’une conséquence de la décentralisation du système. Mais si l’adoption du Bitcoin se poursuit, le système va vite arriver à saturation;  
  • Le coût de traitement des transactions: sur la blockchain Bitcoin, les frais de transaction sont forfaitaires. Cette caractéristique rend ce réseau intéressant pour les sommes importantes (on peut transférer des millions de dollars pour quelques dollars de frais) mais inefficient pour les petites sommes;
  • La consommation énergétique qui en découle est devenue très élevée;
  • Du fait de l’intérêt limité d’utilisation du Bitcoin en tant que moyen de paiement, la principale cryptomonnaie attire principalement les spéculateurs et des HODLERs, qui préfèrent tabler sur la hausse du bitcoin plutôt que son utilisation quotidienne (un sandwich acheté pour 0.04 BTC en 2013 en voudrait aujourd’hui $1,500. Il valait mieux se priver du sandwich…).   

Pourtant, à partir de 2021, un petit pays d’Amérique du Sud, le Salvador a pu adopter le Bitcoin en tant que moyen de paiement usuel. D’autres, tels que le Nigéria, l’Afrique du Sud et le Brésil ont suivi et ce grâce à une extension du protocole bitcoin: le «Lightning Network».

Qu’est-ce que le Lightning Network?

Afin d’apporter une solution aux limites du Bitcoin, un groupe de programmeurs a décidé d’établir un canal de paiement (couche 2 ou «layer 2») au-dessus de la chaine principale de la blockchain Bitcoin (couche 1 ou «layer 1»). Cette solution permet d’alléger considérablement la blockchain du Bitcoin et le processus de validation, augmentant considérablement la vitesse des transactions et réduisant fortement le coût. Tout cela en restant fidèle aux principes du Bitcoin, à savoir la promotion de la confidentialité et de la sécurité.

Les améliorations par rapport à la couche 1 du Bitcoin sont flagrantes:

  • Ce système autorise jusqu’à 25 millions de transactions potentielles par seconde;
  • La validation d'une transaction est quasi instantanée;
  • Les frais de validation sont de l'ordre de quelques centimes et proportionnels aux montants transférés;
  • Des sommes minuscules peuvent être transférées ce qui rend donc possible les micropaiements.
Comment cela fonctionne?

Le principe fondamental du système Lightning Network est de pouvoir effectuer des transactions en bitcoins sans avoir besoin du «minage», ce processus de validation qui implique des milliers d’ordinateurs constituant le réseau Bitcoin. Seuls deux types de transactions sont publiées sur le réseau bitcoin et ensuite vérifiées et enregistrées dans la blockchain: celles qui ouvrent et alimentent des canaux de paiement («channels») entre des membres du réseau Lightning et celles qui effectuent le solde net des échanges ayant eu lieu entre eux sur une certaine période. Le processus est donc considérablement allégé sans perdre en sécurité.

Il s’agit de l’équivalent d’un compte ouvert auprès de l’hôtel où vous séjournez en vacances: vous alimentez un compte en début de séjour, profitez des prestations de l’hôtel en mettant les dépenses sur la chambre que vous occupez puis réglez le solde des dépenses en toute fin de séjour.

Ces canaux de paiement peuvent être ouvert par tous ceux qui le souhaitent, et ce avec qui vous le voulez. Ils sont alimentés en satoshis (SAT), soit en unités de 0,00000001 bitcoin (BTC). Tous ces échanges se font en parallèle à la chaîne principale.

Tout comme la blockchain Bitcoin, la sécurité est assurée par un système d’incitations économiques pour faire fonctionner le dispositif. Mais contrairement au Bitcoin, il ne s’agit pas d’un processus de minage du type «Proof-of-work» mais d’un processus cryptographique dit «anti-triche»: si l’un des deux membres d’un canal essaye de tricher, il perd automatiquement tous ses fonds et c’est la partie lésée qui récupère la totalité des satoshis présents sur le canal.

Le processus est en place depuis 2018, semble fonctionner et a été jusqu’à lors relativement peu attaqué d’un point de vue technique. Il cohabite avec la blockchain Bitcoin. En quelque sorte, il est logique de continuer à effectuer de gros paiements via le Bitcoin (1ère couche) et d’utiliser le Lightning Network (2ème couche) pour les petits montants. Pour faire une analogie avec la Finance 1.0, le 1er est votre compte bancaire, le 2ème votre carte de débit.

Le développement du Lightning Network

Alors qu’il a suscité beaucoup de critiques et de scepticisme lors de son lancement, le réseau se développe rapidement. Mais comme tout progrès technologique, la principale barrière au développement est ce que l’on appelle la difficulté d’adoption. Le réseau n’est utile que si un nombre élevé de personne décide de l’adopter.

Car c’est bien l’objectif ultime de ce projet. Aujourd’hui des dizaines de millions de personne sont en possession de bitcoins mais très peu utilise la cryptomonnaie dans les transactions. A terme, il s’agit donc d’inciter plus d’un milliard de personnes à effectuer leurs transactions en bitcoins (ou plutôt en satoshis).

Lightning Labs, une des principales sociétés de développement du Lightning Network, souhaite accélérer l’adoption de ce réseau adossé au Bitcoin. Pour ce faire, deux stratégies possibles. La 1ère, c’est l’intégration de la technologie dans des applications déjà active dans les cryptomonnaies telles que Coinbase, Robin Hood ou Cash App aux Etats-Unis. Certaines de ces sociétés ont d’ailleurs fait des annonces importantes dans ce sens lors du sommet Bitcoin 2022 de Miami. Ainsi, Robinhood a annoncé la semaine dernière vouloir intégrer son «crypto wallet» au Ligthning network.

Deuxième axe de développement du Lightning Network: développer des outils pour les développeurs qui créeront les applications facilitant l’adoption du réseau. C’est l’objectif de la co-fondatrice de Lightning Labs, Elizabeth Stark, fournir des logiciels qui vont accélérer le mouvement d’adoption. Ainsi, l’application Strike App a été développée pour faciliter des micropaiements instantanés. Son installation sur votre téléphone depuis l’Apple Store et la connexion avec votre carte bancaire prend moins de 2 minutes. Autres start-ups actives dans ce domaine: Zebedees, BlueWallet, Wallet of Satoshi, Breez, etc. Un véritable écosystème de wallets, applications, outils de développement, etc. s’est créé autour de ce projet (cf. ci-dessous).  

Mais il y a bien d’autres fonctionnalités que les paiements. Le Lightning Network est un service «peer-to-peer» qui fonctionne en 1:1 mais aussi en 1:50, 1:10,000, etc. Il permet d’effectuer des micropaiements en lien avec des réseaux sociaux tels que Twitter de rémunérer tous ceux avec qui vous interagissez.

Depuis des années, les nombreux fans du bitcoin ont mis en avant une de ses principales fonctionnalités: permettre au milliard de personnes des pays émergents qui n’ont pas de compte bancaire d’avoir accès à l’inclusion financière. Avec le Lightning network, cette vision semble désormais possible: les utilisateurs ont accès au micropaiement (couche 2) et leur épargne (la fraction de bitcoin dans la couche 1) n’est pas dévaluée par l’hyperinflation.

Mais ce réseau permet également de créer via de nouvelles couches des systèmes de messagerie, de vidéo-streaming ou encore de VPNs à très grande échelle et libres de toute censure. Il permet également d’échapper du cadre de l’internet et donc de toutes les publicités qui y sont liés. Autre fonctionnalité: le SSID («Self-Sovereign Identity») qui est en quelque sorte une identité universelle vous permettant d’accéder à des sites web et distributeurs en lignes sans avoir à révéler tous les détails de votre identité (adresse, date de naissance, etc.) En quelque sorte, le Ligthning network a le potentiel de devenir le de facto moyen de paiement pour accéder aux services et ressources du web.    

Conclusion

Afin que les cryptomonnaies puissent être accessibles à tous, un moyen de paiement ultra-rapide, facile d’utilisation et très peu couteux est nécessaire. Le Lightning network, une «surcouche» de la blockchain Bitcoin, pourrait permettre de faciliter le déploiement du bitcoin comme moyen de paiement à l’échelle planétaire.

Toutefois, le Lightning network n’est qu’au début de sa phase de développement. Les sites bitcoinvisual.com et 1ml.com permettent de suivre les progrès de déploiement du réseau. A ce jour, un peu plus de 80,000 «channels» (canaux de paiement) sont en activité ce qui semble très peu. Mais c’est précisément à ce stade de développement que l’activité de la communauté Bitcoin peut jouer un rôle. Le soutien apporté par des acteurs existants (RobinHood, Cash App) et le déploiement de nouvelles applications (Strike, etc.) pourraient permettre d’aller outre le «pain of adoption» qui a empêché de si nombreux progrès technologiques d’atteindre la taille critique.

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