Drivechains: La balle d’argent pour les problèmes de scalabilité du Bitcoin ou une boîte de Pandore de nouveaux risques ?

Une proposition majeure visant à augmenter les fonctionnalités du réseau Bitcoin fait le tour de Twitter et suscite des débats passionnés parmi les développeurs.

Avec la programmabilité et la scalabilité de Bitcoin relativement limitées comparées à d’autres blockchains, une façon d’améliorer les capacités du protocole est d’utiliser les « Drivechains ». Cette addition prometteuse mais complexe à l’écosystème Bitcoin permet la création de sidechains liées au réseau principal Bitcoin mais restant séparées et fonctionnant indépendamment avec leurs propres règles et fonctionnalités.

Définie par les BIP 300 et BIP 301, cette mise à jour soft fork est proposée par Paul Sztorc et vise à créer un mécanisme de sidechain natif pour Bitcoin. La sidechain permettra à Bitcoin d’être « sans confiance » relié à des chaînes séparées.

Aujourd’hui, nous examinerons ce mécanisme de scalabilité, ce qu’il offre au réseau Bitcoin et pourquoi il suscite tant de controverse dans l’industrie. Alors, commençons !

Qu’est‑ce que le Drivechain ?

Introduit pour la première fois en 2015, le Drivechain propose une méthode de mise à l’échelle de Bitcoin en utilisant des sidechains. Les sidechains fonctionnent côte à côte, possèdent généralement leurs propres pièces uniques et tirent typiquement leur sécurité de la blockchain avec laquelle elles sont parallèles. Par exemple, Stacks est une blockchain de couche 2 qui emprunte sa sécurité à la blockchain Bitcoin mais possède son propre jeton unique appelé STX.

Les Drivechains, quant à eux, sont des sidechains spéciales, appelées chaînes enfants, qui ne possèdent pas d’actif natif mais l’empruntent à la chaîne parente. Ainsi, les Drivechains permettraient aux utilisateurs de Bitcoin de verrouiller des BTC dans ces drivechains en utilisant un peg bidirectionnel décentralisé, qui utilise une preuve cryptographique pour créer des altcoins avec leurs propres caractéristiques uniques.

Ces chaînes fonctionnent comme des blockchains indépendantes et sont ensuite minées en fusion par les mineurs Bitcoin, de la même manière que la sidechain RSK est minée en fusion.

En ce qui concerne la mise en œuvre du Drivechain, elle nécessite l’activation d’un soft fork avec seulement des changements minimes à la couche de base. Si quelque chose ne se passe pas bien, les changements peuvent également être retirés. En suivant cette voie, Sztorc vise à empêcher la fragmentation de Bitcoin causée par les hard forks résultant de désaccords de consensus, comme cela s’est produit en 2017 lors de la mise à jour SegWit, qui a donné naissance à Bitcoin Cash.

Ainsi, les drivechains permettent à Bitcoin d’adopter les fonctionnalités et cas d’usage les plus souhaités ou les plus réussis des chaînes altcoin existantes sans modifier la conception centrale de Bitcoin.

De cette façon, les Drivechains offriraient aux mineurs des frais supplémentaires et augmenteraient le taux de hachage et la sécurité du réseau. Elles permettraient également de nouvelles fonctionnalités et cas d’usage tels que les stablecoins, les jetons de sécurité, la finance décentralisée (DeFi) et les jetons non fongibles (NFT), construits sur et soutenus par Bitcoin, qui ont connu une adoption massive sur Ethereum et d’autres chaînes altcoin. En permettant l’expérimentation sur Bitcoin sans nuire à la blockchain L1 de base, les Drivechains ont le potentiel de rendre Bitcoin intéressant.

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Comment fonctionne le Drivechain ?

Le fonctionnement des Drivechains repose sur l’utilisation de sidechains et d’un peg bidirectionnel pour le déplacement de Bitcoin.

Pour le peg bidirectionnel, les Drivechains utilisent des preuves de Vérification Simplifiée des Paiements (SPV) qui permettent aux utilisateurs d’envoyer des BTC vers et depuis une sidechain. Cette méthode sert à vérifier si une transaction se trouve sur la blockchain Bitcoin sans stocker la blockchain elle‑même, comme le ferait un nœud. C’est une forme de client léger qui ne conserve que les en‑têtes de blocs au lieu des blocs complets.

Pour déplacer du Bitcoin, l’actif cryptographique est d’abord verrouillé dans une adresse spéciale sur la chaîne. Une fois verrouillé, la sidechain recherche cette transaction et, lorsqu’elle est détectée, crée une quantité appropriée de jetons natifs de la sidechain.

Ce jeton altcoin pourrait posséder n’importe quelles caractéristiques, fonctionnalités ou compromis qui ne sont pas possibles sur la couche un de Bitcoin. De plus, ils peuvent bénéficier de blocs plus rapides et de frais réduits.

Maintenant, pour convertir les jetons de la sidechain en BTC sur la chaîne ou pour transférer des BTC de retour vers la blockchain Bitcoin, une preuve SPV de possession sur la sidechain est de nouveau requise.

La sidechain valide d’abord la transaction de retrait sur la sidechain elle‑même et s’assure qu’il s’agit bien d’une transaction valide sur la couche de base, qui paie les pièces stockées dans l’adresse spéciale.

Cette validation se produit à la fois sur la sidechain et sur la transaction de retrait. Une fois terminée, les fonds sont gelés sur la sidechain, et la transaction est soumise aux mineurs de la blockchain Bitcoin pour vérifier qu’il s’agit d’une dépense valide. L’actif cryptographique du retrait serait alors envoyé à une adresse spéciale, à laquelle tous les mineurs s’accordent par vote.

Les propositions : BIP 300 et 301

Le PDG et fondateur de Layer 2 Labs, Sztorc, est un chercheur et développeur Bitcoin bien connu qui travaille sur les drivechains depuis 2015.

Sa société, Layer 2 Labs, a levé une levée de fonds seed de 3 millions de dollars en déc. 2022 auprès d’investisseurs providentiels pour apporter les drivechains et d’autres technologies innovantes à Bitcoin. « Nous croyons que les drivechains ont le potentiel d’éliminer les altcoins, d’augmenter l’adoption de Bitcoin et de fournir le catalyseur de l’hyperbitcoinisation », a déclaré l’entreprise dans un communiqué à l’époque.

Sztorc a présenté le concept de drivechains dans les BIP 300 et 301, qui ont été proposés pour la première fois il y a six ans en 2017. Les BIP, ou Bitcoin Improvement Proposals, contiennent des spécifications techniques sur l’introduction de changements dans le code du protocole Bitcoin et sont discutés au sein de la communauté Bitcoin.

Voyons maintenant ces propositions :

BIP 300

Le développeur Bitcoin Core Luke Dashjr a récemment soumis un brouillon préliminaire pour implémenter les drivechains. La proposition de brouillon comprend 17 commits et se concentre sur la réimplémentation des drivechains en utilisant un modèle similaire à l’UTXO.

Selon un message dans le dépôt Bitcoin Core sur GitHub, l’objectif principal du changement est de créer une nouvelle version des drivechains avec une conception inspirée de la façon dont Bitcoin suit les transactions et la propriété. Au lieu de créer une base de données séparée pour les sidechains, cette méthode exploiterait les structures de bases de données existantes pour une approche plus propre et plus révisable, a déclaré Dashjr.

À l’heure actuelle, la proposition ne peut pas être déployée sous sa forme actuelle et laisse place à un développement supplémentaire, à des changements importants supplémentaires, et éventuellement à un changement d’approche basé sur les retours de la communauté.

BIP 301

Cette proposition déverrouillerait le « blind merged mining » pour les sidechains. Dans le merged mining classique, un mineur mine simultanément pour deux blocs ou plus, en exploitant le même algorithme de hachage pour collecter les frais sur les deux chaînes.

While most miners are involved in some form of merged mining, they must explicitly choose to run the sidechain’s software. Blind merged mining eliminates this need by letting a third party run the sidechain, receive its fees, and later pass on those funds to miners as BTC transaction fees.

Alors que la plupart des mineurs participent à une forme de merged mining, ils doivent explicitement choisir d’exécuter le logiciel de la sidechain. Le blind merged mining élimine cette nécessité en permettant à un tiers d’exécuter la sidechain, de recevoir ses frais, puis de transmettre ces fonds aux mineurs sous forme de frais de transaction BTC.

Le débat

La conversation autour des drivechains a repris sur les réseaux sociaux récemment, une nouvelle vague de Bitcoiners montrant un intérêt renouvelé pour revisiter les idées de Sztorc. Les drivechains offrent plusieurs avantages, mais bien sûr, elles ne sont pas exemptes de compromis à considérer.

Déjà, il y a eu une controverse autour des Ordinals, qui ont introduit les NFT sur Bitcoin en tirant parti de certaines des nouvelles capacités offertes par les scripts de dépense Taproot du récent soft fork Taproot. Cependant, contrairement aux Ordinals très populaires, les drivechains ne nécessitent pas d’actif nouveau ; elles peuvent être utilisées strictement pour des usages BTC, comme des transactions plus privées et évolutives.

Selon Sztorc, les Drivechains visent à résoudre deux problèmes clés de Bitcoin, la plus grande cryptomonnaie par capitalisation boursière. Premièrement, elles cherchent à combattre l’innovation stagnante qui a affecté Bitcoin depuis sa création. Deuxièmement, elles visent à empêcher la dispersion des efforts causée par les défis de mise en œuvre des changements dans la blockchain Bitcoin.

Cette incapacité à changer pour innover est perçue comme un problème « d’hétérogénéité », ce qui implique que les développeurs principaux refusent de modifier Bitcoin en raison de divers facteurs. Ainsi, en implémentant le Drivechain, l’idée est de permettre à quiconque de construire de manière permissionless sur Bitcoin, apportant innovation et nouvelles fonctionnalités qui peuvent échouer sans compromettre la couche de base.

La scalabilité est un autre problème qui pourrait être résolu avec le Drivechain, permettant la création de sidechains avec des tailles de blocs plus importantes et l’intégration directe des utilisateurs.

En plus d’attirer davantage d’utilisateurs, ces sidechains ajouteraient de la valeur à l’écosystème Bitcoin sous forme de jetons construits sur Bitcoin qui généreraient plus de frais pour les mineurs. Les Drivechains permettront également l’application de concepts tels que zk‑SNARKs, des blocs de taille supérieure, des scripts Turing‑complets, MimbleWimble, les signatures en anneau de Monero, ou d’autres, sur différentes sidechains, créant un marché libre pour la mise en œuvre de toutes sortes d’idées dans Bitcoin.

Les partisans du Drivechain soutiennent que les sidechains ainsi que les applications et jetons qui y sont construits sont des moteurs nécessaires des frais de transaction pour les mineurs Bitcoin, car sans eux, les mineurs Bitcoin pourraient un jour se retrouver dans une situation non rentable.

Le fait est que la plupart des revenus des mineurs Bitcoin proviennent des récompenses de blocs, qui sont la quantité de nouveaux BTC émis par le protocole sous forme de subvention. Cette subvention de bloc diminue à un rythme constant, et vers 2140, aucun BTC ne sera plus libéré comme subvention par le protocole. Ainsi, les mineurs dépendront entièrement des frais de transaction comme source de revenus d’ici là.

Ainsi, avec la diminution de cette subvention de bloc, les frais de transaction devront de plus en plus compenser les revenus que les mineurs perçoivent actuellement sous forme de récompenses de blocs. C’est là que les drivechains peuvent aider à créer du trafic sur Bitcoin et, par conséquent, des frais de transaction qui seront finalement versés aux mineurs Bitcoin.

Cependant, les drivechains impliquent un compromis de sécurité sous la forme du blind merged mining pour sécuriser le drivechain et le mécanisme de peg. Dans ce cadre, les mineurs n’ont pas besoin d’exécuter un nœud drivechain mais peuvent tout de même collecter tous les frais de transaction en contractant simplement avec quelqu’un d’autre qui exécute un nœud complet de drivechain.

Selon le développeur Bitcoin Core Dashjr, les drivechains rendraient une attaque hypothétique de 51 % contre Bitcoin beaucoup plus grave car, en plus de conspirer pour inverser la blockchain, les mineurs auraient également le pouvoir de voler les pièces des utilisateurs.

« Avec l’état actuel de la centralisation du minage, à mon avis, il serait assez stupide d’envoyer des bitcoins vers un drivechain », a écrit récemment Dashjr. « Il existe de meilleures façons de brûler des bitcoins ou de faire des dons aux mineurs. »

Cependant, le développeur a déclaré rester « neutre » sur les Drivechains, et s’il y a suffisamment de soutien communautaire, elles devraient être disponibles pour ceux qui souhaitent les utiliser.

BitMEX, de son côté, a qualifié les aspects techniques du mécanisme de peg‑out de « controversés » et a indiqué que ce « brouillon de proposition embrasse la réalité selon laquelle, sous tout système de peg‑out connu… les mineurs Bitcoin pourraient soit censurer des données, falsifier des données, ou coopérer avec l’administrateur et voler le Bitcoin de la sidechain. » Mais en même temps, il a noté que « une utilisation accrue des sidechains pourrait potentiellement être positive pour l’utilité de Bitcoin. »

En plus des inquiétudes concernant le vol de fonds par les mineurs, les opposants aux drivechains soutiennent également que le merge mining rendra les nœuds plus coûteux et le minage moins rentable. En revanche, les mineurs gagneront des frais supplémentaires, et le blind merge mining est uniquement optionnel.

Les critiques du Drivechain soutiennent en outre qu’il s’agit d’une attaque contre Bitcoin et simplement d’un moyen d’introduire des « shitcoins » sur Bitcoin qui n’apporteront pas beaucoup d’utilité à la plus grande cryptomonnaie. Mais les défenseurs affirment que ces critiques sont simplement réticents au changement.

Réflexions finales

Comme nous l’avons vu, il existe de nombreux conflits autour des Drivechains, qui sont des blockchains secondaires interagissant avec une blockchain principale et visant à offrir une meilleure expérience utilisateur. Cependant, ce n’est pas un développement nouveau et cela fait des années qu’on en discute.

Du côté positif, les Drivechains aideront le réseau Bitcoin à se scaler efficacement, permettront une expérimentation permissionless et renforceront l’adaptabilité. Avec cette mise à jour, les utilisateurs de Bitcoin bénéficieront d’un accès optionnel à des fonctionnalités telles que les mesures de confidentialité, les contrats intelligents et des jetons supplémentaires, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux cas d’usage et produits innovants au sein de l’écosystème Bitcoin.

Cependant, cela n’est pas sans problèmes, car cela nécessiterait un soft fork pour être implémenté et pourrait inclure des vulnérabilités ainsi qu’une complexité accrue. Mais avec une seule mise à jour, les drivechains pourraient permettre le développement futur sur Bitcoin sans nécessiter d’autres changements à la couche de base.

Plus tôt cette année, lorsque les Ordinals ont commencé à gagner en traction, un débat similaire a éclaté dans la communauté Bitcoin, mais jusqu’à présent, ils constituent la majorité des transactions Bitcoin.

À présent, la proposition Drivechain, selon Sztorc, est « inévitable » et sera finalement activée, car elle paie des frais aux mineurs et permet l’intégration directe de fonds aux sidechains sur Bitcoin. Mais pour l’instant, la communauté débat vigoureusement de la proposition, et il reste à voir si et quand elle sera finalement activée.

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