Une  blockchain de couche 1 est un réseau de base qui tient son propre registre, ses propres règles de consensus, son ensemble de validateurs ou de mineurs, son actif natif et sa logique de transition d’état.  Bitcoin, Ethereum, Solana, et Avalanche sont des exemples de couche 1, même si leurs architectures diffèrent. Les utilisateurs soumettent directement leurs transactions au réseau de base, et ses nœuds déterminent si ces transactions sont valides et quel historique ordonné devient canonique.

La couche 1 est importante parce qu’elle définit l’environnement final de sécurité et de règlement des actifs et des applications qui s’y appuient. La chaîne de base contrôle la production de blocs, les frais, la  disponibilité des données, les règles d’exécution et les mises à jour. Les systèmes de couche 2 peuvent déplacer l’exécution hors d’une couche 1, mais ils continuent de dépendre d’un réseau de base choisi pour une combinaison de données, de preuves, de résolution des litiges ou de règlement.

Qu’est-ce qu’une blockchain de couche 1 ?

Une  blockchain de couche 1 est un réseau blockchain de base qui traite et règle les transactions au moyen de son propre système de consensus. Elle définit les règles fondamentales de validation des transactions, de production des blocs, de frais et de sécurité du réseau. Sa monnaie native sert généralement à payer les frais de transaction et à récompenser les validateurs ou les mineurs.

La couche 1 décrit le rôle architectural d’une blockchain, et non sa vitesse ou sa qualité. Bitcoin, Ethereum, Solana et d’autres réseaux de couche 1 utilisent des conceptions différentes pour les paiements, les  contrats intelligents, l’évolutivité et les applications, mais chacun conserve son propre état de blockchain au lieu de s’appuyer sur une autre chaîne pour le règlement final.

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Comment fonctionne une blockchain de couche 1 ?

Une blockchain de couche 1 traite les transactions par l’intermédiaire de son propre réseau de nœuds et de ses règles de consensus.

1. Les utilisateurs soumettent des transactions : un portefeuille signe une transaction et la diffuse sur le réseau.

2. Les nœuds vérifient la transaction : les nœuds contrôlent les signatures, les soldes, les frais et les autres règles du protocole avant de l’accepter.

3. Un bloc est proposé : un mineur ou un validateur regroupe les transactions valides dans un nouveau bloc.

4. Le réseau atteint un consensus : le mécanisme de consensus de la blockchain détermine quel bloc intègre la chaîne acceptée.

5. Le réseau met à jour son état : les nœuds appliquent les transactions et enregistrent les soldes, les données de contrats et les autres changements d’état qui en résultent.

Les couches 1 à contrats intelligents, comme Ethereum et Solana, exécutent aussi du code applicatif dans le cadre de ce processus. Leurs environnements d’exécution déterminent la manière dont les contrats s’exécutent, dont les frais sont prélevés et dont les données applicatives sont mises à jour.

Quels sont les exemples de blockchains de couche 1 ?

Un réseau est qualifié de couche 1 parce qu’il maintient son propre consensus et son propre registre canonique, et non parce qu’il suit un modèle d’exécution unique. Ces exemples illustrent cette diversité.

• Bitcoin : il utilise la  preuve de travail et un modèle de sorties de transaction non dépensées pour assurer un règlement monétaire sans environnement d’exécution de contrats intelligents à usage général.

• Ethereum : il associe la  preuve d’enjeu à l’ Ethereum Virtual Machine, ce qui permet aux applications et aux actifs de partager une même couche d’état programmable.

• Solana : elle s’appuie sur un consensus pondéré par l’enjeu et sur un environnement d’exécution parallèle conçu pour traiter simultanément des transactions accédant à des comptes indépendants.

• Avalanche : son réseau principal coordonne des chaînes intégrées aux fonctions distinctes et prend en charge le déploiement de blockchains personnalisées grâce à son architecture élargie.

• Sui : son modèle de données orienté objet permet de traiter en parallèle des transactions indépendantes, tandis que les objets partagés exigent un ordonnancement coordonné.

Quels sont les principaux avantages et cas d’usage des blockchains de couche 1 ?

Les blockchains de couche 1 fournissent les règles de base en matière de sécurité, de données, d’exécution et de règlement sur lesquelles s’appuient les applications et les actifs.

1. Règlement natif : les paiements et les transferts d’actifs deviennent définitifs selon le consensus propre au réseau, au lieu de dépendre d’une autre blockchain ou d’un registre de comptes centralisé.

2. État programmable partagé : les couches 1 à contrats intelligents permettent aux plateformes d’échange, aux marchés de prêt, aux  stablecoins, aux  NFT, aux jeux et aux systèmes de gouvernance d’interagir sur une même machine d’état.

3. Infrastructure de jetons et d’applications : les développeurs peuvent émettre des actifs, déployer des contrats, créer des standards applicatifs et recourir aux systèmes natifs de frais et de validateurs sans avoir à construire un réseau de base.

4. Conception de protocole indépendante : une couche 1 peut optimiser son environnement d’exécution, son marché de frais, ses règles de validateurs, son modèle de données et son processus de mise à jour pour une charge de travail donnée.

Quelles sont les limites et les risques des blockchains de couche 1 ?

Une couche 1 doit équilibrer capacité, coût de vérification, décentralisation et souplesse de mise à jour. Améliorer une dimension peut créer des tensions ailleurs.

1. Espace de blocs limité : une forte demande peut faire augmenter les frais, retarder l’inclusion ou provoquer l’échec de transactions lorsque le réseau ne peut pas traiter immédiatement chaque requête.

2. Exigences plus élevées pour les nœuds : des blocs plus volumineux, une exécution plus rapide et un état croissant peuvent accroître les coûts de bande passante, de stockage, de mémoire et de matériel des validateurs.

3. Concentration du consensus et des clients : un groupe de validateurs, un pool de minage, un client logiciel ou un hébergeur dominant peut créer un risque de censure, de panne ou de défaillance corrélée.

4. Risques liés au protocole et aux applications : des bugs de consensus, des mises à jour non sécurisées, des attaques de ponts et des contrats vulnérables peuvent nuire aux utilisateurs même après que le réseau a finalisé une transaction.

En quoi une couche 1 diffère-t-elle d’une couche 2 ?

Une couche 1 assure le consensus de base et tient le registre canonique. Une  couche 2 traite les transactions en dehors de l’environnement d’exécution de base, puis ancre les résultats sur la couche 1 par la publication de données, des preuves ou des mécanismes de contestation. Les rollups peuvent réduire le coût par transaction et augmenter la capacité, mais ils ajoutent des séquenceurs, des ponts, des systèmes de preuves, des règles de retrait et des dépendances contractuelles qui n’existent pas dans un transfert direct sur une couche 1.

La distinction tient à la dépendance en matière de règlement, et non à l’image de marque. Une chaîne applicative dotée de son propre ensemble de validateurs et sans relation de règlement imposée peut être une autre couche 1 ou une chaîne latérale. Un rollup qui publie des données et règle les litiges sur Ethereum relève de la couche 2, même si les utilisateurs interagissent rarement avec Ethereum directement. Les utilisateurs doivent identifier où se produisent réellement l’exécution, la disponibilité des données, le consensus et le règlement final.

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