Qu’est ce que le réseau Lightning (Lightning Network)? | Guide du débutant

Le Lightning Network a été l’un des sujets les plus chauds de l’année 2019. Il s’agit d’une solution pour scaler (s’adapter à une plus forte demande) le Bitcoin. Elle s’est rapidement développée lors du marché baissier de 2018. Aujourd’hui, cette technologie est assez mature pour que tout le monde puisse l’utiliser dans la pratique. Qu’est-ce que le réseau Lightning (Lightning Network) et comment fonctionne-t-il ? Cet article est un guide pour débutants.

Histoire du Lightning Network

Le Lightning Network est en fait un concept assez ancien. On en parlait déjà en 2009 lorsque les premières versions du code Bitcoin ont été publiées. A cette époque, Satoshi Nakamoto avait déjà décrit les canaux de paiement.

L’idée du canal de paiement de Nakamoto a été développée plus en profondeur et dans différentes directions entre 2011 et 2015. De nombreux développeurs et sociétés de haute technologie ont participé à ces développement dans le monde entier. Toutefois, aucun consensus final n’a été trouvé. Si vous voulez en savoir plus sur l’historique des canaux de paiement vous pouvez lire cet article.

Le concept du Lightning Network est né en 2015. Thaddeus Dryja et Joseph Poon ont publié le premier livre blanc du Lightning Network intitulé The Bitcoin Lightning Network : Scalable Off-Chain Instant Payments (février 2015).

Le livre blanc du Lightning Network a présenté une idée nommée: le canal de paiement Poon-Dryja. Le concept donne la possibilité de mettre à jour un canal de paiement indéfiniment et cela dans les deux directions. Les contrats HTLC (Hashed Timelock Contracts) faisaient également partie intégrante du Lightning Network.

En même temps, les discussions sur l’évolutivité de Bitcoin ont explosées. Deux grandes conférences ont eu lieu fin 2015 à Montréal et à Hong Kong. Poon et Dryja ont présenté leur idée lors de ces conférences et ont reçu un soutien important de la part de la communauté Bitcoin.

Le développement du réseau Lightning Network ces dernières années

Le Lightning Network est un projet open source, tout comme le Bitcoin. C’est pourquoi différentes entités ont développé leurs propres versions du Réseau Lightning. ACINQ, Blockstream et Lightning Labs ont été les développeurs les plus importants. Ils ont également coopéré au cours du processus et ont développé ensemble les spécifications du Réseau Lightning.

Blockstream a commencé à développer le Lightning Network avec un langage de programmation appelé C. Ils ont donc nommé la version de Blockstream: le c-lightning.

Lightning Labs est une société technologique fondée en 2016. Thaddeus Dryja et Joseph Poon, dont nous avons déjà parlé, en sont les fondateurs avec Elizabeth Stark et Olaoluwa Osuntokuni.

Beaucoup de personnes lient la technologie du Lightning Network à Elizabeth Stark, qui a été, au cours des dernières années, une conférencière active dans plusieures conférences sur le Bitcoin. Elizabeth Stark est actuellement la directrice de Lightning Labs. Elle est aussi active sur Twitter sous le pseudo @starkness.

La mise en œuvre de la technologie Lightning Network a aussi nécessité quelques modifications du code du programme Bitcoin. La plus importante d’entre elles, nommée SegWit (Segregated Witness), a été mise en œuvre en 2017.

Le Lightning Network est passé de la théorie à la pratique entre fin 2017 et début 2018. Un jalon a été franchi le 28 décembre 2017, quand Alex Bosworth (développeur chez Lightning Labs) a réussi à payer sa facture de téléphone en utilisant le Lightning Network.

Blockstream et Lightning Labs ont publié début 2018 leurs premières versions du code du programme Lightning Network, ce qui a permis à d’autres de se joindre au réseau et de commencer à le tester. Le Lightning Network est un réseau de nœuds exécutant le logiciel requis, tout comme dans le réseau Bitcoin.

Lightning Labs a publié une version bêta de son implémentation LN en mars 2018, ce qui a été une étape majeure. L’entreprise a également réuni à l’époque 2,5 millions de dollars de fonds supplémentaires. L’un des investisseurs était Jack Dorsey, PDG de Twitter, qui est un fan connu du Bitcoin et de la technologie Lightning Network.

Comme mentionné ci-dessus, Lightning Network est en pratique un réseau mondial d’ordinateurs (serveurs). Il a connu une croissance rapide au cours de l’année écoulée, avec un taux de croissance de 10 % par mois. Il y a plus de 9.600 nœuds dans le réseau au moment où cet article est écrit avec plus de 31.000 canaux de paiement ouverts. Le Lightning Network a une capacité de plus de 830 bitcoins.

Vous pouvez consulter les statistiques du LN sur 1ML.com/statistics.

Passons maintenant à la technologie qui se cache derrière le Lightning Network. Comment les transactions sont-elles envoyées ?

Le Lightning Network est une solution de couche 2

Le Lightning Network a été développé en raison de problèmes d’augmentation des capacités du réseau Bitcoin. Cette discussion dure depuis des années – comment augmenter la capacité du réseau Bitcoin ? Bitcoin est une technologie vieille de plus de 10 ans et a donc ses limites.

Le débat sur cette augmentation des capacités a divisé les gens en deux camps.

1. La première option est d’augmenter la taille du bloc de la chaîne de blocs Bitcoin. Les partisans de Bitcoin Cash ont choisi cette option et ont sorti leur devise du Bitcoin en août 2017.

2. La deuxième option est de déplacer la plupart des transactions hors du réseau Bitcoin. C’est ce qu’on appelle une solution hors chaîne ou de couche 2.

Le Lightning Network est basé sur l’idée de la seconde option. L’architecture ressemble à ceci : (source)

Comme vous pouvez le voir, le LN n’est qu’un des protocoles ajoutés en « haut » de la chaîne de blocs Bitcoin. C’est ce qu’on appelle la couche 2. La couche 3 concerne le logiciel et l’API pour les utilisateurs finaux, tels que les programmes de trading et les portefeuilles.

L’idée derrière le Lightning Network est d’offrir un réseau alternatif pour les petites transactions (également les micropaiements). Ceux-ci surchargent actuellement le réseau. En théorie, on peut aussi faire de grosses transactions dans le Lightning Network, mais cela nécessite une capacité supérieure à celle que nous avons aujourd’hui.

Le LN permet à deux portefeuilles d’effectuer des transactions entre eux sans avoir à effectuer d’entrées au registre dans la chaîne de blocs Bitcoin. La Blockchain Bitcoin a un temps de bloc moyen de 10 minutes. Il est impossible de l’utiliser pour acheter une tasse de café et d’attendre 2-3 blocs pour confirmer l’achat. Dans la pratique, la chaîne de blocs Bitcoin peut traiter moins de 10 transactions par seconde.

Lorsque les transactions sont déplacées hors de la chaîne de blocs, cette restriction de 10 minutes est également supprimée. Les transactions envoyées dans le Lightning Network se font presque en temps réel.

Qu’est-ce que le Lightning Network ?

Creusons un peu plus dans le réseau actuel. Comment les transactions sont-elles envoyées ? Tout d’abord, vous devez comprendre comment fonctionne le Bitcoin. Veuillez vous référer à cet article pour plus d’informations : Guide d’initiation au Bitcoin.

Le réseau Bitcoin se compose de dizaines de milliers d’ordinateurs, appelés nœuds. Chaque nœud exécute le logiciel Bitcoin, et n’importe qui peut configurer un nœud à tout moment en le téléchargeant. Par conséquent, le réseau est sans permission.

Le Bitcoin utilise le protocole Gossip pour annoncer les transactions sur le réseau. C’est comme les ragots dans la vie réelle : chaque nœud transmet les informations dont il dispose à tous les autres nœuds auxquels il est connecté. Par conséquent, tous les nœuds stockent exactement les mêmes informations tout le temps.

Le Lightning Network se compose également de nœuds, mais ils exécutent le logiciel LN. C’est aussi un réseau sans permission car le logiciel Lightning Network est open source. N’importe qui peut configurer un nœud et rejoindre le réseau.

C’est là que les similitudes s’arrêtent.

Dans le Lightning Network, chaque nœud est un peu différent. Le propriétaire du nœud décide de la capacité qu’il veut offrir. Chaque nœud a également fixé un prix pour chaque transaction qui passe par lui.

Si vous configurez un nœud dans le réseau Lightning, vous devez décider du nombre de canaux que le nœud a ouverts. Ensuite, la capacité est décidée en empilant des Bitcoins. Le propriétaire du nœud doit effectuer une transaction Bitcoin dans le portefeuille du nœud. Ces Bitcoins fourniront un débit.

C’est la raison pour laquelle le LN a une capacité limitée. Si vous essayiez d’envoyer 100 Bitcoins à travers le réseau, vous auriez des problèmes pour trouver suffisamment de débit à partir des nœuds.

Les transactions du Lightning Network sont envoyées d’une manière différente par rapport au réseau Bitcoin et aussi par rapport à Internet. Lorsque vous établissez une connexion Internet, le protocole sous-jacent transmet votre demande à un serveur à la fois.

Le Lightning Network utilise plutôt ce qu’on appelle le routage à la source et le routage en oignon. Lors de l’envoi d’une transaction, un itinéraire optimal est calculé en fonction de l’état du réseau. Cela signifie un itinéraire qui est le plus rapide et le moins cher.

Une fois l’itinéraire sélectionné, il est enveloppé comme des couches dans un oignon. D’où le nom de routage de l’oignon. Lorsque la transaction avance, chaque nœud ne voit que la couche supérieure de l’itinéraire. Le reste des couches est crypté et caché.

Andreas Antonopoulos a tweeté sur ce fait. Personne ne sait combien de transactions il y a dans le Lightning Network, et c’est génial ! Vérifiez aussi le lien dans son tweet.

Paiements par le Lightning Network

Le Lightning Network concerne les canaux de paiement, qui ont été mentionnés plus tôt dans cet article. Le LN ajoute également des contrats intelligents à ce mix.

La vidéo ci-dessous explique les transactions du Lightning Network d’une manière simple.

Puisque le Lightning Network a déjà des milliers de nœuds, il y a également de nombreux canaux. Le réseau profite toujours des canaux existants. Lorsqu’un nouveau nœud rejoint le Lightning Network, le propriétaire peut choisir vers quels nœuds il ouvre des canaux.

Il y a une grosse idée fausse à ce sujet qu’il faut éliminer. Si vous achetez une tasse de café avec le LN, vous n’ouvrez pas un canal entre vous et le café. Dans la pratique, votre logiciel de portefeuille et le logiciel de portefeuille du café sont à la fois dans le Lightning Network et déjà connectés. Chaque utilisateur du LN n’est pas un nœud. Tout comme vous n’êtes pas non plus un noeud dans le réseau Bitcoin.

Les transactions se déplacent d’un nœud à l’autre comme présenté dans l’image suivante.

Si Béatrice fait un achat dans le Bar à jus de Jérémie, ses Bitcoins sont envoyés à Romain en premier. Romain reçoit ces Bitcoins pour lui et envoie ensuite une quantité égale de Bitcoins au Bar à jus.

C’est la raison pour laquelle vous ne pouvez pas effectuer une transaction 10 BTC à travers un nœud avec une capacité de seulement 1 BTC. Le nœud prend le Bitcoin qu’il reçoit, puis fait suivre une quantité égale de bitcoins de son portefeuille. Par conséquent, chaque nœud n’a que la capacité qu’il a de Bitcoins stockés pour chaque canal.

Le Lightning Network du point de vue de l’utilisateur final

Jetons un coup d’oeil au Lightning Network en pratique. Comment utiliser ce réseau et envoyer des Bitcoins? Faut-il ouvrir et fermer manuellement des connexions et trouver des nœuds ?

Si vous voulez tester le Lightning Network, vous pouvez le faire par exemple avec l’application Tippin.me. Il y a beaucoup de guides disponibles en ligne, nous n’allons donc pas nous étendre sur le sujet.

Dans un premier temps, vous devez télécharger un portefeuille Lightning Network. Le portefeuille de Satoshi, Eclair et Bluewallet sont les plus populaires en ce moment.

Ensuite, vous effectuez une transaction de votre portefeuille Bitcoin au portefeuille du LN. Il s’agit d’une transaction Bitcoin normale qui nécessite généralement 2-3 confirmations, soit environ 30-40 minutes. Cette transaction ouvre un canal vers le Lightning Network. Certains portefeuilles le montrent et demandent à l’utilisateur de fermer le canal lorsqu’il quitte le réseau.

Une fois que vous avez des Bitcoins dans votre portefeuille LN, vous pouvez les utiliser pour effectuer des paiements. Généralement vous cliquez sur l’icône « foudre », une fenêtre contextuelle s’ouvre avec un code QR. Vous pouvez envoyer des fonds de votre portefeuille LN à ce portefeuille LN en le numérisant.

Le Lightning Network est un réseau de satoshis. Un satoshi est la plus petite unité du réseau Bitcoin – cent millionième d’un seul bitcoin (0.0000000001 BTC). Au lieu de dire « Cela coûte 0.000……. BTC » vous dites « Cela coûte 3000 satoshi. »

Le réseau Lightning Network est presque gratuit parce qu’un grand nombre de nœuds sont exploités sans qu’aucun frais ne soit exigé. Les transactions sont quasi en temps réel – il ne s’agit que de quelques secondes.

Recevoir de l’argent n’est pas difficile non plus. Dans le Lightning Network, vous créez une facture Lightning, qui comprend votre adresse et le montant exact. Par conséquent, le récepteur ne peut pas payer trop peu (ou trop cher).

Les portefeuilles LN sont déjà si simples qu’ils ne nécessitent aucune compétence technique supplémentaire de la part de l’utilisateur final. Vous pouvez envoyer et recevoir des paiements LN aussi facilement que vous le feriez dans le réseau Bitcoin. La seule différence est que l’adresse du Lightning Network est une chaîne de caractères beaucoup plus longue.

Voici quelques captures d’écran de Bluewallet.

Lorsque vous souhaitez quitter le Lightning Network, il vous suffit d’effectuer une transaction à partir du portefeuille LN vers votre portefeuille Bitcoin. À ce stade, votre registre LN est mis à jour dans la chaîne de blocs Bitcoin. Combien de Bitcoins vous avez transférés sur le réseau et combien sont revenus. C’est aussi simple que ça.

La façon dont cette sortie est présentée dépend un peu du logiciel. Dans Eclair, vos fonds LN sont automatiquement renvoyés dans votre portefeuille Bitcoin lorsque vous fermez le canal de paiement. Bluewallet utilise une solution tierce pour renvoyer vos fonds vers la chaîne Bitcoin.

L’avenir du Lightning Network

Le Lightning Network est déjà là, il n’y a aucun doute là-dessus. La situation était totalement différente au début de 2018, mais nous avons assisté à un développement massif au cours des 12 derniers mois. Il y a aussi de plus en plus de portefeuilles disponibles. Sans oublier que le Lightning Network fonctionne réellement comme prévu !

Il y a aussi des sceptiques qui ne voient pas LN comme la solution ultime. L’un d’eux est Roger Ver, qui est le porte-parole de Bitcoin Cash. Sa cryptomonnaie a choisi de résoudre le problème de capacité en augmentant la taille du bloc.

Il est vrai, que le Lightning Network n’a rien d’extraordinaire. Si vous avez essayé Ripple XRP par exemple, vous savez que la transaction est effectuée en moins de 10 secondes.

Le Lightning Network fait évoluer la capacité du Bitcoin de 2009 à 2019… quand il sera pleinement opérationnel. Le réseau est toujours en mode bêta avec une capacité limitée.

Certains sceptiques craignent que le Lightning Network ne soit dominé par de grandes institutions. Et si les plus grandes banques rejoignent le LN et ouvrent des canaux avec des nœuds de grande capacité ? Ensuite, toutes les grosses transactions passeraient par leurs serveurs.

En ce moment, il faut un certain temps pour que la transaction passe du réseau Bitcoin au réseau Lightning. Vous n’obtiendrez le meilleur de cette solution que si vous gardez votre portefeuille pré-provisionné.

Si vous marchez jusqu’à un magasin avec un portefeuille LN vide, vous devez de toute façon attendre 30 minutes pour la tasse de café. Ce problème sera probablement résolu à l’avenir par les exploitants de portefeuilles.

Il y a encore une chose que nous devons mentionner. Le protocole Lightning Network n’est pas seulement une solution d’augmentation des capacités pour le Bitcoin. D’autres devises avec une base de code similaire peuvent également en profiter. C’est le cas de Litecoin, qui a également activé SegWit.

Il existe également d’autres solutions hors chaîne sur le marché pour augmenter les capacités, comme Ethereum Plasma et Raiden Network. Stellar développe également ses propres solutions Lightning Network.

Le Lightning Network est une technologie très intéressante, qui a commencé à prendre de l’ampleur en 2019. Chaque passionné de crypto devrait apprendre comment cela fonctionne et essayer le réseau dans la pratique ! Téléchargez un portefeuille LN et faites quelques transactions.

Nous vous recommandons également de regarder la vidéo suivante (en Anglais) d’Andreas Antonopoulos.

Et vous, allez-vous aussi utiliser le réseau Lightning Network? Dites-le moi dans les commentaires!

Photos : Capture d’écran Youtube , Capture d’écran Twitter, Capture d’écran Apple Store.