Comment fonctionne le réseau Lightning : explication simple

Bitcoin : Bigger Blocks or Lightning Network ?

Pendant le chaud été 2017, le bitcoin (BTC) a atteint la barre astronomique des 3 000 dollars. La popularité du réseau grandissait de jour en jour, main dans la main avec la cotation, et la communauté s'est heurtée à un dilemme de longue date : la limitation de la taille des blocs de la blockchain de Bitcoin.

Satoshi Nakamoto avait en effet fixé la taille des blocs à 1Mo, effectivement trop faible pour le volume de transactions que le réseau devait et pouvait garantir en cas d'adoption plus importante. La communauté, confrontée à la nécessité de faire évoluer Bitcoin, s'est divisée en deux voies :

- La première voie proposait d'augmenter la taille des blocs. Dans un premier temps à 8MB, puis à 32.

- La seconde voie proposait une solution plus complexe, impliquant une modification du protocole pour mettre en place des Segregated Witnesses (SegWit). Cette modification a légèrement augmenté la taille des blocs, mais a introduit la technologie révolutionnaire du Lightning Network

En réalité, les deux solutions étaient valables, mais l'augmentation de la taille des blocs aurait éliminé tous ces nœuds complets individuels fonctionnant sur des appareils dont le matériel est peu performant, érodant ainsi la décentralisation du réseau.

Il faut savoir en effet qu'un nœud complet Bitcoin nécessite peu de matériel et peut être maintenu sur n'importe quel ordinateur disposant d'une connexion internet, c'est ce qui fait de Bitcoin le réseau le plus sécurisé et distribué au monde.

Les deux voies qui viennent d'être évoquées ont conduit à une véritable bifurcation de la " voie Bitcoin ". D'ailleurs, le jargon technique "fork" dérive précisément de cette division de la chaîne en deux chemins distincts. D'un côté, il y avait les gros blocs, de l'autre, la technologie SegWit. Une question s'est alors posée : quelle chaîne devait continuer à s'appeler Bitcoin ? Ce dilemme a été résolu directement par les échanges centralisés, en continuant à appeler Bitcoin le réseau adoptant la technologie SegWit, et Bitcoin Cash le réseau avec les blocs les plus grands.

Naviguer dans le Lightning Network Technicisms

Le Lightning Network est apparu comme la solution aux défis posés par la limite de taille des blocs de Bitcoin. Il fonctionne par le biais de canaux, qui correspondent techniquement à des adresses multi-signatures sur la blockchain de Bitcoin. Ainsi, le déplacement de BTC au sein du canal nécessite deux signatures, l'une de l'expéditeur et l'autre du destinataire.

A travers des mécanismes techniques que nous explorerons prochainement, le canal tient une sorte de comptabilité, déterminant le solde de BTC pour chaque partie impliquée à travers l'échange de transactions signées.

Il est crucial de savoir que ces transactions signées restent en tant que telles : elles ne sont pas écrites dans la blockchain tant que le canal n'est pas fermé. Il faut imaginer les transactions comme de simples bouts de papier, signés par les deux parties, où il est écrit "De ce canal contenant 10 BTC, Marco a droit à 6 BTC et Sara a droit à 4 BTC". En réalité, le canal est très rarement fermé et les bitcoins circulent grâce à l'échange de ces bouts de papier métaphoriques. Le Lightning Network garde la trace des débits et des crédits de chacun, les réglant lorsque le canal est fermé en inscrivant la transaction sur la blockchain de Bitcoin.

La théorie des six degrés de séparation dans Bitcoin

Le Lightning Network rappelle le concept de la théorie des six degrés de séparation en sémiotique et en sociologie. Selon cette théorie, toute personne peut être reliée à toute autre personne par une chaîne de connaissances et de relations, avec un maximum de cinq intermédiaires. En exploitant cette théorie, le monde entier pourrait facilement être connecté. En pratique, le Lightning Network fonctionne sur la base de connexions indirectes. Les utilisateurs n'ont pas besoin d'établir des canaux directs avec tout le monde, mais peuvent utiliser des canaux avec des contacts communs. Ainsi, Sara, bien qu'elle n'ait pas de canal ouvert directement avec Claudia, pourra toujours envoyer ses BTC facilement, rapidement et en toute sécurité par l'intermédiaire de Marco, l'ami commun avec lequel elles ont toutes deux un canal direct ouvert.

Preserving-Security : The Role of Disincentives in the Lightning Network

Pour les plus courageux, entrons maintenant dans la technique.

Comment un canal du Lightning Network est-il ouvert ? Paradoxalement, pour ouvrir un canal, une transaction de clôture est préparée. Ainsi, avant même d'ouvrir le canal, le réseau et les deux utilisateurs savent déjà comment le fermer. Cela exclut les actions frauduleuses potentielles ou les inconvénients résultant de la nécessité de signatures multiples (disparition du signataire ou menace de non-signature de la transaction), qui rendraient impossible la fermeture sécurisée du canal.

Si les signataires décident de déposer 5 BTC chacun en crypto-monnaies, ils signeront une transaction de clôture qui répartira équitablement les 10 BTC du canal. Une fois que les parties auront échangé cette transaction, elles ouvriront le canal.

Pour transférer de la valeur, de nouvelles transactions de clôture seront créées dans lesquelles l'une des parties modifiera les valeurs initiales des BTC. Par exemple, si le canal comprenait 5 BTC pour Marco et 5 BTC pour Sara, lorsque Sara devra payer 1 BTC à Marco, elle construira une transaction de clôture (écrire sur le bordereau) qui retournera 6 BTC à Marco et 4 à Sara. La transaction sera également signée par Marco et sera conservée par les deux parties.

Le défi consiste maintenant pour Marco à s'assurer que Sara se débarrasse de la transaction originale, celle qui distribue 5 BTC à chacun. Si Sara décide d'annuler cette transaction, elle fermera le canal et Marco perdra les BTC que Sara lui a versés.

Comment Marco peut-il s'assurer que Sara détruise cette ancienne transaction ? Eh bien, il ne peut pas. La transaction est un simple fichier que les utilisateurs peuvent stocker indéfiniment, faire des copies, cacher. Essayons donc de comprendre comment le Lightning Network garantit la sécurité.

Il faut savoir que les transactions Bitcoin peuvent inclure des conditions, à la fois temporelles et pratiques. D'ailleurs, une condition est toujours incluse dans la transaction de clôture. Si la question était complexe, ici nous la compliquons encore plus.

Dans la première transaction de clôture maintenue par Sara, où 5 BTC chacun seront distribués, deux conditions sont insérées : 5 BTC sont donnés immédiatement à Marco, et les 5 autres sont soumis à deux conditions : ils iront soit à Sara dans les 24 heures, soit à Marco s'il révèle un mot-clé connu des deux.

De cette façon, en supposant qu'après une série de transactions Sara reçoit 3 BTC et Marco 7 BTC. Si Sara décide d'écrire l'ancienne transaction sur la blockchain, Marco a 24 heures pour se protéger, révéler le mot-clé, activer la condition et prendre les 5 BTC restants sans que rien n'aille à Sara

Évidemment, Marco a aussi la transaction originale qui distribue 5 BTC par côté, mais il n'a aucune raison de l'utiliser puisqu'il a droit à 7 BTC au lieu de 5.

Dans tout cela, le réseau agit de manière autonome et active les mesures de sécurité de son propre chef. Il n'est pas nécessaire que Marco soit collé à son PC pour surveiller que Sara n'écrive pas la transaction.

Par essence, quiconque tente de frauder la contrepartie finit par perdre tous les BTC du canal, même ceux auxquels il a droit. Il s'agit d'une astuce intelligente qui n'efface pas les anciennes transactions signées mais décourage leur utilisation.

Relever les défis : Critiques et difficultés dans l'utilisation du réseau Lightning

Tout cela est formidable, n'est-ce pas ? Comme nous l'avons mentionné, pour bénéficier d'une sécurité totale, une présence constante en ligne est nécessaire pour se protéger des actions malveillantes de l'autre partie. Dans l'exemple mentionné, la fenêtre de 24 heures sert d'illustration, mais les parties peuvent convenir de périodes différentes. Cela exige un certain degré de vigilance, car les participants doivent être attentifs pendant la période convenue afin de préserver leurs propres intérêts.

Un autre aspect critique concerne la conservation des transactions de clôture. Si l'une des parties devait la perdre, son recours se limiterait à l'espoir que l'autre partie génère une nouvelle transaction. Ce scénario s'écarte du principe fondamental qui sous-tend la création de la blockchain : établir un environnement dans lequel la confiance dans les autres est minimisée.

Pour un utilisateur qui n'a pas l'intention de confier sa précieuse BTC à des tiers, ces deux questions critiques ne peuvent pas être ignorées. Cependant, en s'appuyant sur des services tiers, il est possible d'effectuer des transactions sur le Lightning Network sans avoir à se préoccuper de ces questions. Le compromis consiste à utiliser des portefeuilles de garde, dans lesquels nous ne sommes pas le propriétaire du portefeuille, mais utilisons un portefeuille géré par un tiers qui offre ce service et gère les différents problèmes critiques mentionnés pour nous.

Le conseil est toujours d'utiliser ces portefeuilles de garde avec prudence, en y chargeant uniquement la quantité de BTC que vous souhaitez dépenser à court terme.

Si la différence entre les portefeuilles dépositaires et non dépositaires n'est pas claire pour vous, veuillez lire ce guide approfondi.

Dernières réflexions sur le réseau Lightning

Nous avons donc tenté de passer brièvement en revue le fonctionnement du Lightning Network, en omettant toutefois de nombreux détails techniques. On comprendra qu'il ne s'agit pas d'une technologie intuitive, mais pour les utilisateurs les plus enthousiastes et les plus curieux, elle vaut la peine d'être approfondie. 

À mesure que la popularité de Bitcoin augmente, il en va de même pour les commerçants qui acceptent les paiements en BTC via le Lightning Network et je dois admettre qu'il est passionnant de tester cette technologie de première main. 

Une vitesse qui fait honte aux blockchains les plus rapides et une facilité d'utilisation inégalée (en utilisant des portefeuilles de dépôt), le tout couronné par la liberté totale d'échanger de la valeur en toute sécurité d'un bout à l'autre du monde. Dépenser des BTC est officiellement possible et cette technologie permet de le faire même pour des montants minuscules.

À ce jour, cette couche supplémentaire de Bitcoin semble offrir officiellement la solution au problème de la taille des blocs sans compromettre les aspirations des petits opérateurs qui souhaitent maintenir un nœud complet pour décentraliser notre bien-aimé Bitcoin.