Qu'est-ce qu'une blockchain Layer 1 ?

La décentralisation constitue la caractéristique clé des monnaies virtuelles telles que Bitcoin (BTC), mais l'absence d'autorité centrale n'implique pas pour autant un fonctionnement désordonné. Bien au contraire : l’analyse de l’architecture technique des réseaux crypto révèle une organisation et une sophistication remarquables. Les cryptomonnaies reposent sur des protocoles robustes et autonomes pour assurer des transferts pair-à-pair (P2P) sécurisés. Pour de nombreux projets, la blockchain Layer 1 (L1) constitue la base de l’architecture logicielle, ce qui en fait le point de départ idéal pour explorer cette technologie complexe et innovante.

Qu'est-ce qu'une blockchain Layer 1 ?

Les blockchains Layer 1 forment la couche fondamentale de l’architecture des cryptomonnaies. Pour comprendre la notion de Layer 1, il faut d’abord considérer ces protocoles logiciels décentralisés, qui font office de garants et d’arbitres des règles applicables aux projets crypto. Le code d’un protocole L1 établit les standards que les ordinateurs, appelés nœuds, doivent suivre afin de diffuser, vérifier et inscrire de nouvelles transactions sur le registre public de paiement en toute sécurité. Ces spécifications de codage rassemblent toutes les instructions essentielles qui régissent le fonctionnement d’une cryptomonnaie.

Parce que les blockchains L1 se situent à la base de l’architecture d’une cryptomonnaie, on les qualifie fréquemment de couche fondamentale ou de couche de base. Lorsqu’ils abordent la notion de Layer 1, les développeurs emploient souvent les termes « mainnet » et L1 de manière interchangeable, dans la mesure où le protocole L1 regroupe tous les éléments essentiels au bon fonctionnement d’une cryptomonnaie. Cette dimension structurante fait des blockchains L1 l’élément clé pour appréhender le fonctionnement des cryptomonnaies dans leur essence.

Comment fonctionnent les blockchains Layer 1 dans la crypto ?

Chaque cryptomonnaie s’appuie sur des standards de codage et des protocoles propres pour faire fonctionner son réseau, mais toutes les blockchains L1 nécessitent un mécanisme de consensus afin d’établir la confiance entre les opérateurs de nœuds décentralisés. Ces mécanismes de consensus reposent sur des algorithmes avancés pour définir et appliquer les règles de traitement des paiements crypto.

La blockchain Bitcoin, par exemple, utilise le consensus proof-of-work (PoW) : les ordinateurs rivalisent pour résoudre des équations algébriques complexes toutes les 10 minutes, afin d’enregistrer de nouveaux transferts BTC sur le registre de paiement. À l’inverse, des blockchains L1 comme Ethereum (ETH) et Solana (SOL) fonctionnent sur la base du consensus proof-of-stake (PoS), où les nœuds immobilisent de la cryptomonnaie sur la blockchain pour obtenir le droit de valider des transactions. Pour inciter les opérateurs à participer, aussi bien les réseaux PoW que PoS récompensent les nœuds qui publient des blocs via la cryptomonnaie native du protocole.

Au-delà de l’algorithme de consensus, les blockchains L1 intègrent des mécanismes de sécurité supplémentaires dans leur code, afin de garantir l’intégrité des processus et de dissuader les comportements malveillants. De nombreuses blockchains PoS appliquent des politiques de « slashing », sanctionnant les opérateurs de nœuds qui ne respectent pas leurs engagements en confisquant leur cryptomonnaie mise en jeu. Bitcoin, par exemple, exige que les opérateurs de nœuds attendent plusieurs confirmations indépendantes pour valider un transfert de BTC avant de l’inscrire au registre définitif.

Les blockchains L1 gèrent également les frais de transaction (gas fees) et le calendrier d’émission de la cryptomonnaie native. La blockchain L1 de Bitcoin réduit automatiquement la quantité de BTC mise en circulation environ tous les quatre ans lors du « halving ». À l’opposé, la L1 d’Ethereum dispose d’un mécanisme dynamique d’émission et de « burn » d’ETH, où la blockchain ajoute ou retire automatiquement de l’ETH en circulation selon l’activité du réseau. Depuis la mise à niveau EIP-1559, Ethereum brûle une partie des frais versés par les utilisateurs afin de contrôler l’inflation de l’ETH.

Exemples de blockchains Layer 1

Bitcoin a posé les bases du modèle de blockchain L1, et des centaines de cryptomonnaies ultérieures ont adopté leur propre chaîne L1 sur ce modèle. Aujourd’hui, la plupart des cryptomonnaies les plus répandues s’appuient sur des blockchains L1 pour assurer la sécurité de leur réseau, illustrant concrètement le concept de Layer 1.

Bitcoin est la première et la plus importante des cryptomonnaies, lancée par le cryptographe pseudonyme Satoshi Nakamoto. Sa blockchain L1 utilise un algorithme de consensus PoW énergivore, où les nœuds rivalisent toutes les dix minutes pour résoudre des problèmes mathématiques et inscrire de nouvelles transactions.

Ethereum, deuxième cryptomonnaie par capitalisation, est un projet qui permet aux développeurs tiers de créer des applications décentralisées (dApps) sur son protocole L1. À l’origine, Ethereum utilisait un consensus PoW inspiré de celui de Bitcoin. Mais après la mise à niveau « Merge », la L1 Ethereum a migré vers le consensus PoS, illustrant l’évolution des technologies Layer 1.

Litecoin (LTC) a été conçu comme une cryptomonnaie P2P rapide et économique. Bien que son algorithme L1 diffère de celui de Bitcoin, Litecoin repose également sur le consensus PoW.

Solana s’inscrit dans la catégorie des blockchains dites « concurrentes d’Ethereum », qui proposent des services similaires à ceux d’Ethereum mais se distinguent par des vitesses de confirmation plus rapides ou des frais de transaction réduits. La L1 PoS de Solana est reconnue pour son débit élevé, capable de traiter plusieurs dizaines de milliers de transactions par seconde (TPS).

Cardano est une autre blockchain L1 PoS de la catégorie des concurrents d’Ethereum. Fondée par Charles Hoskinson, ancien développeur d’Ethereum, Cardano privilégie la recherche technologique validée par des pairs et invite les développeurs tiers à bâtir des dApps sur sa L1.

Quelles sont les limites des protocoles Layer 1 ?

Malgré leur rôle fondamental dans le traitement sécurisé et efficace des transactions crypto, les blockchains L1 présentent souvent une flexibilité limitée. Leur algorithme est volontairement déterministe pour garantir que chaque participant respecte les mêmes règles. Si cette rigidité apporte prévisibilité et sécurité, elle freine également l’innovation et la montée en charge.

Vitalik Buterin, cofondateur d’Ethereum, a résumé le problème de scalabilité des L1 à travers le « trilemme de la blockchain » : selon lui, il est impossible d’optimiser simultanément la décentralisation, la sécurité et la scalabilité. Néanmoins, les développeurs sur des L1 comme Ethereum poursuivent leurs efforts en matière de solutions de montée en charge, notamment le « sharding », qui fragmente la blockchain principale en unités de données plus petites et indivisibles. L’objectif est de limiter les besoins de stockage pour chaque nœud, tout en augmentant la rapidité et l’efficacité du réseau.

Autre limite majeure : la faible interopérabilité des L1 avec d’autres projets blockchain. Chaque L1 dispose d’un système autonome et de spécificités propres, rendant difficile — voire impossible — le transfert sécurisé de tokens entre différentes L1 ou l’interaction avec des applications sur plusieurs réseaux. Cette limitation, appelée « problème d’interopérabilité », a conduit certains projets comme Cosmos et Polkadot à concentrer leurs efforts sur la communication inter-blockchain (IBC).

Layer 1 versus Layer 2 : la différence fondamentale entre ces couches blockchain

Aux débuts de la crypto, la notion de L1 n’existait pas, car toutes les blockchains remplissaient des rôles similaires : traitement des transactions et sécurisation du réseau. Mais l’apparition de nouvelles cryptomonnaies bâties sur ces couches de base a nécessité une distinction avec les protocoles émergents, d’où l’introduction du terme Layer 2 (L2).

L2 désigne tout projet crypto s’appuyant sur la sécurité d’une blockchain L1. Les L2 tirent souvent parti de la décentralisation de L1 majeures comme Ethereum pour proposer de nouveaux cas d’usage ou améliorer la scalabilité de la couche de base. Par exemple, les réseaux L2 comme Arbitrum, Optimism et Polygon s’appuient sur Ethereum pour offrir des transactions plus rapides et des frais réduits. L’utilisation de ces L2 implique le transfert des actifs numériques vers la couche secondaire, avant la finalisation sur le mainnet Ethereum.

Les L2 peuvent proposer leurs propres cryptomonnaies, mais il s’agit alors de « tokens », distincts des « coins » natifs aux L1. Un token n’existe que sur une blockchain L1, tandis qu’une coin fait partie intégrante du protocole L1. Les tokens complètent l’écosystème Layer 1, alors que les coins sont le moyen de paiement fondamental de la blockchain. À titre d’exemple, les tokens L2 les plus connus sont MATIC de Polygon, ARB d’Arbitrum et OP d’Optimism.

Conclusion

Les blockchains Layer 1 forment l’infrastructure essentielle de l’écosystème crypto : elles assurent les protocoles de base qui rendent possibles les transactions pair-à-pair décentralisées et sécurisées. La compréhension de la notion de Layer 1 est indispensable à toute personne qui s’intéresse à la crypto. Du proof-of-work pionnier de Bitcoin au consensus proof-of-stake innovant d’Ethereum, en passant par les performances de Solana, les blockchains L1 jouent un rôle déterminant dans l’instauration de la confiance et de la sécurité dans les réseaux décentralisés.

Malgré des défis structurels, tels que le trilemme blockchain et les questions d’interopérabilité, les innovations ne cessent de progresser, notamment avec le sharding ou les protocoles de communication inter-blockchain. La distinction entre L1 et L2 illustre l’évolution des architectures blockchain : les couches de base garantissent sécurité et décentralisation, tandis que les couches secondaires améliorent la scalabilité et introduisent de nouvelles fonctionnalités. À mesure que l’écosystème crypto se structure, la compréhension de Layer 1 demeure essentielle pour saisir les fondements technologiques du futur décentralisé de la finance et des applications numériques.

FAQ

Qu’est-ce que Layer 1 et Layer 2 dans la blockchain ?

Layer 1 est le réseau blockchain principal, comme Bitcoin ou Ethereum. Layer 2 désigne une structure secondaire construite sur Layer 1 pour optimiser la scalabilité et l’efficacité.

Solana est-elle une Layer 1 ou une Layer 2 ?

Solana est une blockchain Layer 1. Elle traite et confirme directement ses transactions sur la chaîne principale.

Qu’est-ce qu’une blockchain Layer 3 ?

Les blockchains Layer 3 sont des réseaux spécialisés construits sur les Layers 1 et 2, offrant des solutions sur mesure pour des applications spécifiques et améliorant la scalabilité ainsi que les fonctionnalités.

XRP est-elle une Layer 1 ou une Layer 2 ?

XRP est une blockchain Layer 1. Elle a été conçue pour des paiements institutionnels rapides et économiques, en mettant l’accent sur la scalabilité et la conformité réglementaire.