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Layer 2 : tout ce qu’il faut savoir sur les séquenceurs

David Rajaonary

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(Episode 2 sur 5) Nous avons parlé des rollups dans le premier volet de cette série consacrée aux couches secondaires d’Ethereum. Aujourd’hui nous allons voir comment ils fonctionnent, et surtout, qui coordonne le ballet des transactions entre la chaîne principale et les chaînes secondaires. Ce chef d’orchestre, c’est le séquenceur. C’est lui qui reçoit, ordonne et soumet les transactions à la chaîne principale.

Le séquenceur est trop important pour qu’on ne lui consacre pas un article entier. Découvrons ensemble comment celui-ci fonctionne concrètement sur un rollup tel qu’Optimism, le premier à avoir introduit cette innovation.

💡Les points-clés

  • Le séquenceur reçoit, ordonne et soumet les transactions d’Optimism (ou d’un autre rollup) à la chaîne principale d’Ethereum.
  • Il garantit la sécurité et la disponibilité des transactions, mais ne sont pas à l’abri d’une panne technique.
  • Pour l’heure, tous les séquenceurs sont centralisés.
  • Les séquenceurs décentralisés arrivent, ce qui permettra d’augmenter la décentralisation, la performance et l’interopérabilité des rollups !

 

1. Qu’est-ce qu’un séquenceur ?

Le séquenceur est le “cerveau” au cœur d’un rollup comme Arbitrum ou Optimism. Comme son nom l’indique, c’est le séquenceur qui reçoit les transactions des utilisateurs et les ordonne dans des lots qui sont ensuite soumis à la chaîne principale (layer 1) d’Ethereum.

A l’heure actuelle, Arbitrum et Optimism possèdent chacun un seul séquenceur. Raison pour laquelle on parle d’un séquenceur “centralisé” 🖥️.

Un exemple de la vie de tous les jours vous permettra de saisir son importance 😉.

Imaginons que vous êtes un étudiant dans une classe et que vous vouliez rendre un devoir à votre professeur. Le devoir consiste à résoudre un problème mathématique et à montrer tes calculs. Voici ce que vous devez faire :

  • Vous envoyez votre solution au séquenceur, qui joue le rôle d’un assistant du professeur. Il reçoit les solutions de tous les étudiants de la classe et les met dans une boîte.
  • Le séquenceur prend la boîte et la donne au professeur, qui la place sur son bureau. C’est ce qu’on appelle la chaîne de transactions : c’est l’endroit où le professeur stocke les boîtes qu’il reçoit des séquenceurs.
  • Le séquenceur ouvre la boîte et regarde les solutions des élèves. Dans le bureau du professeur, il vérifie que les calculs sont corrects et qu’ils respectent les règles du problème. Il note le résultat final de chaque solution sur un papier. Il appelle ce papier la racine d’état : c’est un résumé qui indique l’état du problème après chaque solution.
  • Le séquenceur prend le papier et le donne au professeur, qui le place sur une étagère. C’est ce qu’on appelle la chaîne d’engagement d’état : c’est l’endroit où le professeur stocke les papiers qu’il reçoit des séquenceurs.
En clair, vous voyez donc que le séquenceur fait trois choses :
  • Il reçoit les solutions des élèves (les transactions des utilisateurs)
  • Il regroupe ces solutions dans une boîte et la donne au professeur (il publie ces transactions dans la chaîne de transactions canonique d’Ethereum)
  • Il publie les résultats finaux des solutions sur un papier et le donne au professeur (il publie les racines d’état intermédiaires dans la chaîne d’engagement d’état).

 

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2. “EVM compatible” : pourquoi est-ce important d’avoir un séquenceur bâti avec les mêmes outils qu’Ethereum ?

Comme vous le savez sans doute, Ethereum repose sur une communauté de développeurs très active et très compétente.

Depuis des années, ils utilisent et réutilisent la même boîte à outils :

  • SOLIDITY / VYPER : les deux langages de programmation principaux pour créer des smart contracts, avec de nombreux outils associés (par exemple Ethers, Hardhat, dapp, slither).
  • MACHINE VIRTUELLE ETHEREUM (EVM) : la machine virtuelle la plus populaire pour les blockchains, dont le fonctionnement interne est bien maîtrisé par rapport aux autres machines virtuelles alternatives ✍️.
  • GO-ETHEREUM (GETH) : l’implémentation la plus répandue du protocole Ethereum, qui représente plus de 75 % des nœuds du réseau. C’est un logiciel très robuste 💪, très testé et très fiable 👌

Comme Arbitrum et Optimism utilisent Ethereum comme couche 1, il serait dommage de ne pas profiter de tous ces outils existants !

Cela faciliterait la vie des développeurs, qui n’auraient pas besoin d’apprendre une nouvelle technologie. L’argument de l’expérience développeur est souvent avancé, mais il y a un autre aspect important à considérer : la sécurité.

La sécurité est primordiale dans le domaine des blockchains.

On ne peut pas se permettre de faire des erreurs quand on manipule l’argent des autres. En modifiant légèrement les outils existants, au lieu de tout recréer à partir de zéro, on peut conserver la plupart des propriétés de sécurité du logiciel original.

L’audit devient alors plus simple, car il suffit de vérifier les différences par rapport à la version initiale, au lieu de revoir tout un code qui peut contenir plus de 100 000 lignes 😄.

C’est Optimism qui, le premier, a repris chaque élément de la boîte à outils Ethereum pour bâtir son séquenceur, devenant ainsi le premier layer 2 EVM-compatible.

 

3. Séquenceurs centralisés : quels sont les risques ?

Vous savez maintenant ce qu’est un séquenceur d’un rollup : c’est le logiciel qui reçoit, ordonne et soumet les transactions à la chaîne principale d’Ethereum.

Pour qu’une transaction soit soumise à la chaîne principale, elle doit être signée par un certain nombre de parties autorisées, qui peuvent être des utilisateurs, des opérateurs de rollups ou des vérificateurs. Les multisignatures sont donc un moyen de renforcer la sécurité et la décentralisation des séquenceurs.

Mais vous vous dites peut-être qu’il y a un risque à dépendre d’un seul séquenceur qui pourrait être malhonnête ou défaillant. Vous avez raison, car s’ils fonctionnent, tout n’est pas parfait 😥.

Exemple avec Arbitrum :

Ou encore Optimism :

Ou enfin zkSync Era :

Il existe plusieurs solutions pour cela, mais l’une des plus intéressantes est celle des séquenceurs partagés. Qu’est-ce que c’est ? C’est un réseau qui s’occuperait de séquencer les transactions pour plusieurs rollups à la fois 💡.

L’avantage des séquenceurs partagés, c’est qu’ils permettent d’augmenter la décentralisation, la sécurité et la performance des rollups. Comment ? En séparant deux fonctions essentielles : l’ordre et l’exécution des transactions :
  • L’ordre, c’est le fait de déterminer dans quel ordre les transactions doivent être traitées.
  • L’exécution, c’est le fait de vérifier que les transactions sont valides et de mettre à jour l’état du système.

En général, ces deux fonctions sont assurées par le même nœud, ce qui implique un coût élevé en termes de ressources. Mais avec les séquenceurs partagés, on peut les répartir entre différents acteurs, ce qui réduit le coût et accroît l’efficacité 🫡!

 

4. Astria, Espresso et Radius : les séquenceurs décentralisés, nouveau défi des rollups

Il existe plusieurs projets qui travaillent sur des séquenceurs partagés, comme Astria, Espresso ou Radius. Chacun a ses propres caractéristiques et avantages, mais ils partagent la même vision : rendre le Web3 plus rapide, moins cher et plus ouvert.

Concrètement, voici comment ça marche :

  • Le séquenceur partagé reçoit les transactions des utilisateurs de différents rollups et les regroupe dans des lots. Il publie ces lots sur la chaîne principale d’Ethereum, qui sert de couche de disponibilité des données (DA). Cela garantit que les données sont accessibles à tous et ne peuvent pas être modifiées.
  • Il publie également les racines d’état intermédiaires, qui sont des résumés cryptographiques qui indiquent l’état du système après chaque transaction. Il les publie sur une autre chaîne, qui sert de couche d’engagement d’état (SE). Cela permet aux nœuds de vérifier que le séquenceur respecte les règles du protocole et ne triche pas.
  • Les nœuds complets des rollups peuvent alors télécharger les transactions et les racines d’état intermédiaires à partir des couches DA et SE. Ils peuvent choisir de ne traiter qu’un sous-ensemble des transactions, selon leurs préférences. Ils peuvent aussi détecter et signaler toute fraude commise par le séquenceur ou par les utilisateurs.

On voit que les séquenceurs partagés offrent une plus grande flexibilité et une meilleure scalabilité aux rollups. Surtout, ils permettent aussi d’améliorer l’interopérabilité entre les rollups.

 

Nous voici rendus à la fin de ce deuxième volet de notre série consacrée aux layer 2. Dans le prochain épisode de cette série, nous découvrirons ensemble tout ce qu’il faut savoir sur les Rollups de type zk (et zkEVM)💡, les concurrents des rollups optimistes à l’image d’Arbitrum et Optimism.


Sources : Bankless, Paradigm Research, Paradigm Research


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David Rajaonary

David Rajaonary

David est analyste financier indépendant, et décrypte chaque dimanche pour vous l’actualité de la crypto et de la finance de la semaine. Il écrit régulièrement quelques papiers pour analyser des acteurs clés de la DeFi, des stablecoins et des monnaies numériques de banques centrales.

Diplômé en Finance et Comptabilité, David exerce depuis 10 ans dans l’Audit, le Conseil en management et l’Analyse financière. Ses premiers pas dans la crypto datent de 2020, avec l’étude de projets de monnaies numériques de banque centrale (MNBC) et de registres distribués (blockchains privées).

Depuis, David écrit régulièrement sur la percée des projets Ripple (XRP), Stellar Lumens (XLM) et Chainlink (LINK). Dans ses articles, il vous montre comment ces projets blockchain s’immiscent et transforment silencieusement le monde bancaire et celui de l'investissement.

Paiements transfrontaliers, transferts d’argent, bancarisation des populations vulnérables, prêts, tokénisation de titres financiers, tokénisation de biens immobiliers, lutte contre la fraude, sécurité … sont le fil conducteur de ses articles.

(Petit disclaimer : il s’exprime à titre personnel et son traitement de l’actualité ne constitue en rien des conseils d’investissement, ni des incitations à acheter ou à vendre des cryptomonnaies. Les prises de position, critiques et conclusions sont établies toujours dans le respect des principes d’éthique et de transparence journalistiques)

Quand il ne rédige pas sur la crypto, David aime explorer l’histoire de l’Art africain et des civilisations arabes.

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