Introduction

Avec le développement continu de la technologie blockchain, Bitcoin a évolué au-delà d'être simplement une cryptomonnaie. Son écosystème ne cesse de s'agrandir et de se approfondir. L'écosystème de mise à l'échelle de Bitcoin comprend une variété de solutions de couche 2 et d'applications, qui améliorent la vitesse et l'efficacité des transactions Bitcoin et soutiennent des domaines émergents tels que les contrats intelligents, la finance décentralisée (DeFi) et les jetons non fongibles (NFT). Ces innovations ont élargi les cas d'utilisation de Bitcoin, allant au-delà du stockage de valeur et des paiements peer-to-peer pour répondre à des besoins plus complexes et diversifiés, contribuant ainsi à faire progresser l'ensemble de l'industrie de la blockchain.

Cependant, avec cette expansion, des problèmes de sécurité ont progressivement émergé. De nouvelles technologies et applications apportent plus de risques et de défis potentiels. Assurer la sécurité du système tout en améliorant la fonctionnalité est devenu une préoccupation critique. Les vulnérabilités de sécurité, les incidents d'attaque et les défauts techniques menacent non seulement la sécurité des actifs des utilisateurs, mais également la stabilité et la fiabilité globales du réseau Bitcoin. Dans cet article, ScaleBit, sous l'égide de BitsLab, se penchera sur le développement de l'écosystème en expansion de Bitcoin, les incidents de sécurité auxquels il est confronté et les perspectives d'amélioration de la sécurité. En analysant les solutions technologiques actuelles et les défis de sécurité, le but est de fournir des informations précieuses et des recommandations pour le développement continu de l'écosystème Bitcoin, en veillant à ce qu'il reste hautement sûr et fiable alors qu'il se développe.

L'écosystème étendu de Bitcoin

Qu'est-ce que l'écosystème étendu de Bitcoin?

L'écosystème étendu de Bitcoin fait référence aux différentes solutions et écosystèmes d'application développés autour du réseau fondamental de Bitcoin. Alors que Bitcoin a été initialement conçu principalement pour les paiements de pair à pair et comme réserve de valeur, les progrès de la technologie blockchain ont incité la communauté Bitcoin et les développeurs à explorer des moyens d'améliorer sa fonctionnalité. Ces efforts se concentrent sur les contrats intelligents, la finance décentralisée (DeFi), les jetons non fongibles (NFT) et des solutions d'évolutivité des transactions plus efficaces.

Comment fonctionne l'écosystème étendu de Bitcoin?

L'écosystème étendu de Bitcoin fonctionne grâce à diverses technologies de mise à l'échelle et protocoles construits sur ou à côté du réseau principal Bitcoin. Ces innovations permettent à Bitcoin de prendre en charge une gamme plus large d'applications. Les technologies critiques au sein de l'écosystème comprennent :

(1) Réseau Lightning

Le Lightning Network est l'une des solutions Layer 2 les plus matures et les plus largement utilisées pour Bitcoin. En établissant des canaux de paiement, il déplace un grand nombre de petites transactions hors chaîne, ce qui augmente considérablement la vitesse des transactions Bitcoin et réduit les frais de transaction.

Tendances:
L'infrastructure du Lightning Network évolue continuellement, avec une expérience utilisateur améliorée et un nombre croissant de commerçants soutenant les paiements Lightning.

Défis:
La gestion de la liquidité et l'efficacité du routage restent des domaines nécessitant une optimisation supplémentaire, en particulier pour les scénarios de transaction à forte valeur.
Ces efforts mettent en évidence le potentiel de Bitcoin à transcender ses limites initiales et à embrasser un rôle plus polyvalent au sein de l'écosystème de la blockchain.

(2) Réseau Liquid (LQ)

Le Liquid Network est une sidechain construite sur la plateforme blockchain open source Elements, conçue pour permettre des transactions plus rapides entre les bourses et les institutions. Gouverné par une fédération distribuée d'entreprises Bitcoin, d'échanges et d'autres parties prenantes, le Liquid Network utilise un mécanisme de liaison à deux voies pour convertir BTC en L-BTC et vice versa.

Liquid prend en charge les transactions confidentielles et la tokenisation, ce qui le rend adapté aux applications d'entreprise. Si Bitcoin est la couche de valeur d'Internet, et le Lightning Network sert de réseau de paiement pair à pair au sein des systèmes financiers basés sur Bitcoin, alors Liquid agit comme la couche financière, ajoutant un support multi-actifs et des outils financiers tels que des titres et des matières premières.

Par rapport à Lightning, Liquid facilite des transactions plus importantes et plus complexes, telles que l'émission et le commerce d'actifs (par exemple, des titres et des stablecoins). Alors que Lightning assure principalement la confidentialité grâce à des transactions hors chaîne, Liquid offre des fonctionnalités de transaction confidentielle intégrées qui obscurcissent les montants des transactions et les types d'actifs. Lightning excelle dans les paiements à petite échelle et les transactions quotidiennes, tandis que Liquid est mieux adapté à la finance institutionnelle, à l'émission d'actifs et aux transactions transfrontalières.

Plus de 50 échanges ont adopté le Liquid Network, permettant des milliards de dollars de transactions. Cela démontre son efficacité dans l'amélioration de l'utilité du Bitcoin pour le trading institutionnel. Le Liquid Network permet des délais de règlement plus rapides pour les échanges, améliorant la liquidité du marché et permettant aux institutions de fonctionner de manière plus sûre et plus efficace.

(3) Cadre Rootstock (RBTC)

Depuis sa création en 2015, Rootstock (RSK) est la sidechain Bitcoin la plus ancienne, avec son mainnet lancé en 2018. Rootstock est capable de combiner la sécurité Proof-of-Work (PoW) de Bitcoin avec la fonctionnalité de contrat intelligent d'Ethereum. En tant que solution Bitcoin Layer 2 open source compatible avec l'EVM, Rootstock offre un point d'entrée pour un écosystème croissant d'applications décentralisées (dApps) tout en s'efforçant de réaliser une confiance totale.

Comme Liquid, Rootstock utilise un mécanisme de peg à double sens, permettant des échanges transparents entre BTC et RBTC. RBTC est la monnaie native de la blockchain RSK et est utilisée pour rémunérer les mineurs afin de traiter les transactions et exécuter des contrats. Alors que Liquid se concentre sur des transactions rapides et privées et l'émission d'actifs, Rootstock étend les capacités de Bitcoin aux écosystèmes DeFi et dApp grâce à des contrats intelligents.

Au moment de la rédaction, la valeur totale verrouillée (TVL) de Rootstock dépasse

170 million, avec une capitalisation boursière de

380 millions.

(4) Réseau B²

Le réseau B² se compose d'une architecture à deux couches comprenant une couche Rollup et une couche de disponibilité des données (DA), redéfinissant la façon dont les utilisateurs perçoivent les solutions de couche 2 de Bitcoin.

Couche Rollup (ZK-Rollup):
Le réseau B² utilise un cadre ZK-Rollup avec une solution zkEVM pour exécuter des transactions et générer des preuves au sein du réseau de couche 2. Les transactions des utilisateurs sont traitées et stockées dans la couche Rollup, où les états des utilisateurs sont également maintenus. Les propositions de lots et les preuves de connaissance nulle générées sont transmises à la couche de disponibilité des données pour le stockage et la vérification.

Couche de disponibilité des données:
La couche DA comprend le stockage distribué, les nœuds B² et le réseau Bitcoin. Elle gère le stockage permanent des données Rollup, valide les preuves de connaissances nulles et exécute les confirmations finales sur Bitcoin.

Stockage distribué :
Le stockage distribué est un composant essentiel du réseau B², servant de référentiel pour les transactions ZK-Rollup et leurs preuves associées. Grâce au stockage décentralisé, le réseau renforce la sécurité, réduit les points de défaillance uniques et garantit l'immutabilité des données.

Pour garantir la disponibilité des données, B² écrit un script Tapscript dans chaque bloc Bitcoin sur le réseau Bitcoin. Ce script ancre le chemin de données du Rollup et la preuve de connaissance nulle stockée dans un stockage décentralisé, garantissant la validité des données. Ce processus est rentable, produisant six transactions par heure. Les utilisateurs vérifient les données en comparant les transactions et les données de script Taproot sur Bitcoin Layer 1, garantissant la fiabilité ultime des données Rollup.

Cette conception innovante améliore l'infrastructure de la couche 2 de Bitcoin, permettant des solutions évolutives et sécurisées tout en exploitant la robustesse du réseau Bitcoin.

(5) Protocole Stacks (STX)

Lancé sur son mainnet en 2018 sous Blockstack, Stacks est devenu une solution de couche 2 leader pour Bitcoin.

Stacks se connecte directement à Bitcoin, permettant la création de contrats intelligents, dApps et NFT sur le réseau Bitcoin. Cela étend considérablement les capacités de Bitcoin, le transformant d'un simple magasin de valeur en une plateforme plus polyvalente. Stacks utilise un mécanisme de consensus unique appelé Proof of Transfer (PoX), qui lie sa sécurité directement à Bitcoin sans nécessiter de modifications de Bitcoin lui-même.

Avec une valeur totale bloquée (TVL) dépassant 99 millions de dollars, Stacks dispose d'une infrastructure bien établie et d'une communauté de développeurs en rapide croissance, consolidant sa position en tant qu'acteur clé de l'écosystème Bitcoin Layer 2.

(6) Babylone

Babylon envisage d'étendre la sécurité de Bitcoin pour protéger le monde décentralisé. En exploitant trois aspects clés de Bitcoin - le service d'estampillage temporel, l'espace de bloc et la valeur des actifs, Babylon transmet la sécurité de Bitcoin à de nombreuses chaînes de Proof-of-Stake (PoS), créant ainsi un écosystème plus solide et unifié.

Le protocole de mise en jeu de Bitcoin de Babylon utilise une approche de mise en jeu à distance qui surmonte les limites de l'absence de fonctionnalité de contrat intelligent de Bitcoin. Cela est réalisé grâce à des innovations cryptographiques, des avancées de protocole de consensus et une utilisation optimisée du langage de script Bitcoin. Le protocole permet aux détenteurs de Bitcoin de miser en toute sécurité leur BTC sans passer par des chaînes PoS tout en fournissant à ces chaînes des garanties de sécurité complètes. Cela élimine la nécessité de relier, d'emballer ou de détenir le BTC mis en jeu.

L’une des principales caractéristiques de Babylon est son protocole d’horodatage BTC, qui horodate les événements d’autres blockchains sur Bitcoin, garantissant ainsi que ces événements bénéficient de la sécurité d’horodatage de Bitcoin, tout comme les transactions Bitcoin. Cela permet de tirer parti de Bitcoin en tant que serveur d’horodatage. Le protocole d’horodatage BTC facilite les retraits rapides des mises, la confiance composable et la réduction des coûts de sécurité, maximisant ainsi la liquidité pour les détenteurs de bitcoins.

Conçu comme un plugin modulaire, le protocole est compatible avec divers algorithmes de consensus PoS et constitue une couche fondamentale pour la construction de protocoles de réinitialisation robustes. La conception innovante de Babylon améliore l'utilité de Bitcoin tout en renforçant la sécurité de l'écosystème décentralisé.

Incidents de sécurité dans l'écosystème d'expansion de Bitcoin

En octobre 2023, une vulnérabilité potentielle de sécurité a été identifiée dans la solution de mise à l'échelle de Bitcoin, le Lightning Network. Le développeur Antoine Riard a divulgué les détails de la vulnérabilité après sa découverte.

Cette vulnérabilité, appelée « attaque de remplacement cyclique », présente un risque pour la sécurité des fonds circulant à travers le réseau Lightning. Cela pourrait entraîner des retards ou des échecs de transaction, entraînant potentiellement des pertes de fonds au sein des canaux du réseau Lightning.

Cet incident souligne que la sécurité doit toujours être une priorité absolue dans l'écosystème de mise à l'échelle en évolution rapide. Les développeurs et la communauté doivent continuellement surveiller et améliorer les solutions de mise à l'échelle existantes pour se prémunir contre les menaces potentielles à la sécurité et assurer la sécurité des fonds des utilisateurs.

Perspective de sécurité pour l'expansion de l'écosystème Bitcoin

Malgré les progrès importants réalisés par l'écosystème de mise à l'échelle de Bitcoin pour améliorer l'efficacité des transactions et la diversité fonctionnelle, sa sécurité nécessite encore des améliorations constantes. Cette section explorera les orientations futures du développement et les défis de la sécurité dans l'écosystème de mise à l'échelle de Bitcoin.

L'écosystème d'expansion de Bitcoin vise à résoudre les problèmes de débit des transactions de la chaîne principale tout en maintenant la sécurité et la décentralisation.

Modèles de confiance pour les transactions hors chaîne:
L'écosystème d'expansion de Bitcoin tire parti des technologies hors chaîne pour améliorer la vitesse des transactions. Les développeurs doivent s'assurer que les mécanismes de confiance pour les transactions hors chaîne sont suffisamment robustes. Par exemple, les canaux de paiement bidirectionnels dans le réseau Lightning nécessitent une technologie multi-signature et des processus de fermeture de canal sécurisés pour éviter le gel ou la perte de fonds.

Confidentialité et Transparence:
Le Lightning Network permet de réaliser des transactions de canal en toute confidentialité, renforçant ainsi la confidentialité des utilisateurs et augmentant les défis réglementaires et le risque de comportements malveillants. Les réseaux de couche 2 doivent équilibrer la confidentialité et la transparence en divulguant sélectivement certains enregistrements de transaction pour améliorer la conformité réglementaire.

Expérience utilisateur et sécurité:
La complexité de l'écosystème d'expansion augmente la difficulté des opérations utilisateur. Par exemple, la gestion des canaux dans le réseau Lightning peut être peu conviviale pour les utilisateurs ordinaires, ce qui augmente le risque d'erreurs opérationnelles. L'écosystème d'expansion de Bitcoin peut résoudre ces problèmes en concevant des interfaces plus conviviales et en simplifiant les outils pour améliorer l'expérience utilisateur et réduire les risques de sécurité.

Conclusion

L'écosystème de mise à l'échelle de Bitcoin, grâce à diverses solutions de couche 2 et protocoles innovants, a considérablement amélioré les fonctionnalités et l'efficacité des transactions du réseau Bitcoin, favorisant le développement de domaines émergents tels que les contrats intelligents, la DeFi et les NFT.

Cependant, au fur et à mesure que l’écosystème continue de se développer, des problèmes de sécurité sont progressivement apparus et doivent faire l’objet d’une attention particulière de la part des développeurs et de la communauté. À l’avenir, alors que l’écosystème de mise à l’échelle de Bitcoin s’efforce d’augmenter le débit des transactions et de diversifier les applications, il doit continuellement renforcer les mécanismes de sécurité, optimiser l’expérience utilisateur, équilibrer la confidentialité et la transparence, et assurer un développement plus large et plus robuste basé sur la décentralisation et la sécurité.

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