Arbitrum : de quoi s’agit-il et comment ça marche ? – BeinCrypto France

Contrairement aux idées reçues, la mise à jour The Merge n’a pas réduit les frais de gaz Ethereum. Heureusement, de nombreuses entreprises crypto ont développé des protocoles visant à rendre les transactions ETH moins coûteuses et plus rapides. L’un de ces protocoles est Arbitrum, une solution layer 2 qui promet d’alléger ce lourd fardeau qui pèse sur Ethereum. 

Avant de vous faire découvrir Arbitrum et ses fonctionnalités, penchons-nous sur le fonctionnement des solutions L2 d’Ethereum.

Table des matières

  • Que veut-on dire par solution layer 2 ?
  • Arbitrum, késako ?
  • Comment ça marche ?
    • Le protocole Optimistic Rollup
    • Le bridge Arbitrum 
  • Les fonctionnalités d’Arbitrum
  • Ses risques et ses inconvénients
  • Comment utiliser Arbitrum ?
    1. Connectez votre wallet crypto au bridge Arbitrum
    2. Déposez des ETH sur Arbitrum
    3. Ajoutez le réseau Arbitrum à votre wallet
    4. Accédez aux dApps
  • Arbitrum vs Optimism : une comparaison détaillée
    • La vérification des preuves de fraude
    • La dépendance d’Optimism vis-à-vis d’Ethereum
    • Les bridges et les tokens
  • Arbitrum : meilleure solution layer 2 sur Ethereum ?
  • Questions fréquentes (FAQ)

Que veut-on dire par solution layer 2 ?

Les solutions layer 2 (couche 2) sont des protocoles qui fonctionnent au-dessus du réseau principal Ethereum (layer 1). Ces dernières ont pour but de réduire les frais de transactions et la congestion de la blockchain Ethereum.

Vous n’êtes pas sans savoir que la scalabilité est l’un des plus grands problèmes de la blockchain Ethereum. Sur la layer 1, on peut atténuer ce problème d’évolutivité en augmentant le TPS (nombre de transactions par seconde). Cependant, étant donné l’état actuel du réseau, les développeurs doivent sacrifier soit la sécurité soit la décentralisation, voire les deux, pour atteindre une scalabilité optimale. 

Ethereum 2 devrait apporter des modifications importantes à la sécurité de la layer 1. Cependant, cela prendra du temps, alors que le réseau a besoin de solutions immédiates. En septembre 2022, les développeurs ETH 2 ont déployé The Merge, une mise à jour historique qui a transformé Ethereum en une blockchain Proof of Stake. Ceci dit, le réseau doit passer par plusieurs étapes avant de terminer sa transition.

À court terme, cependant, on peut utiliser des solutions comme les Optimistic rollups ou les Zero-Knowledge (ZK) rollups pour mettre à l’échelle la couche 2 d’Ethereum. Parmi ces solutions layer 2, on peut citer Arbitrum, un rollup d’extension L2 appelé Optimistic Rollup.

En termes simples, les Optimistic rollups supposent que tous les nouveaux ajouts à la blockchain sont valides tant qu’ils ne sont contestés par un participant dans un délai d’environ une semaine. De leur côté, les ZK-rollups s’appuient sur des preuves cryptographiques pour vérifier les nouveaux blocs. Ainsi, ils ne nécessitent pas de validateurs, ce qui en fait l’une des technologies L2 les plus innovantes. Cependant, ces rollups sont plus compliqués que les Optimistic rollups et ne sont pas suffisamment développés. 

Les rollups, qui signifient littéralement “cumuls”, font partie des solutions layer 2 les plus utilisées en ce moment. Ce sont des smart contracts (contrats intelligents) qui valident un grand nombre de transactions en dehors de la blockchain (off-chain), et qui ne renvoient qu’une petite quantité de données sur le réseau principal. Leur objectif est d’éviter que le calcul et le stockage d’état (un arbre de données de toutes les transactions effectuées sur la blockchain) ne congestionnent le réseau principal.

Arbitrum, késako ?

Arbitrum

Arbitrum est une solution layer 2 qui améliore les capacités des smart contracts d’Ethereum. Elle contribue à augmenter le débit de transaction et l’évolutivité globale, tout en ajoutant des fonctionnalités de confidentialité supplémentaires. 

Disons, par exemple, que vous souhaitez utiliser l’une des bourses crypto décentralisées (DEX) sur Ethereum. Pour ce faire, vous devrez payer des frais de transactions au réseau Ethereum. Étant généralement élevés, ces frais pourraient vider votre wallet crypto et minimiser vos bénéfices. Surtout si vous effectuez plusieurs transactions par jour. Pour les réduire, vous pouvez accéder au DEX de votre choix et acheter les tokens que vous souhaitez via un protocole layer 2 comme Arbitrum. Résultat ? des transactions rapides et moins coûteuses.

En effet, Arbitrum permet aux développeurs d’exécuter la machine virtuelle Ethereum (EVM) telle qu’elle est, les smarts contracts, et les transactions sur une couche secondaire, tout en bénéficiant de la sécurité de la layer 1 d’Ethereum.

L’objectif premier de la plateforme est de corriger certains des problèmes de la technologie des contrats intelligents d’Ethereum, notamment la faible efficacité et les coûts d’exécution élevés, qui risquent d’altérer l’expérience utilisateur. Plus important encore, Arbitrum aide les utilisateurs d’Ethereum à réduire considérablement les frais de transactions.

Comme expliqué plus haut, Arbitrum utilise des Optimistic rollups pour enregistrer les transactions soumises sur la chaîne principale d’Ethereum, avant de les exécuter sur une sidechain de couche 2. Cela permet d’obtenir des résultats précis tout en tirant parti des avantages inhérents à la blockchain Ethereum. En s’appuyant sur Arbitrum, les plateformes basées sur Ethereum réduisent à la fois leurs charges de stockage et de calcul. C’est pourquoi de nombreuses dApps Ethereum sont disponibles sur les solutions layer 2 comme Arbitrum.

Arbitrum appartient à Offchain Labs, une société de développement informatique basée à New York. Le projet est dirigé par Ed Felten, Steven Goldfeder et Harry Kalodner, cofondateurs d’Offchain Labs. Ed Felten est professeur d’informatique à l’université de Princeton. Steven est docteur en informatique, tandis que Harry est actuellement doctorant à l’Université de Princeton.

Comment ça marche ?

Pour récapituler, Arbitrum traite les transactions Ethereum via un protocole appelé Optimistic Rollup. Il s’agit d’une solution layer 2, basée sur la blockchain principale Ethereum (layer1) qui améliore les fonctionnalités des smart contracts. Arbitrum gère la majeure partie du traitement des transactions et envoie une sorte de récapitulatif au réseau principal Ethereum. De cette façon, le protocole augmente considérablement le débit et l’efficacité du réseau. 

À l’image des autres blockchains, Arbitrum peut être rejoint par des nœuds individuels. Les nœuds complets aident à accumuler les transactions de la couche 1, tandis que les nœuds de validation servent à surveiller l’état de la blockchain. Les récompenses des agrégateurs qui soumettent des transactions à la layer 1 sont payées en ETH. Tous les autres participants, y compris les validateurs, reçoivent une partie des frais de transactions des utilisateurs.

Arbitrum inclut également un mécanisme de contestation des blocs de rollups. Ce dernier permet aux autres validateurs de vérifier l’exactitude d’un bloc et de le contester s’ils estiment qu’il est incorrect. Dans le cas où un validateur fait preuve de malhonnêteté, il risque de perdre son dépôt initial. Ce système de sanctions a pour objectif de garantir l’intégrité de tous les validateurs du réseau.

Autre point important, Arbitrum dispose de sa propre machine virtuelle. Baptisée Arbitrum Virtual Machine (AVM), celle-ci fonctionne sur EthBridge et s’occupe de l’exécution des contrats intelligents d’Arbitrum. En outre, elle convertit automatiquement les contrats intelligents compatibles avec Ethereum afin de les exécuter.

Maintenant que vous comprenez les mécanismes de base d’Arbitrum, découvrons ensemble le fonctionnement du protocole Optimistic Rollup.

Le protocole Optimistic Rollup

En termes simples, le protocole Optimistic Rollup permet d’exécuter les transactions Ethereum en dehors de la blockchain. Les rollups utilisent leurs propres infrastructures et moyens afin d’alléger la charge de travail du réseau Ethereum 2.

La particularité de ces protocoles de rollups est la manière dont ils traitent les données. En effet, ces derniers peuvent exécuter les transactions off-chain et transmettre les données au réseau principal d’Ethereum. Le protocole Optimistic Rollup s’appuie sur des “preuves de fraude”, qui supposent que les données publiées sont toujours valides, à moins qu’elles ne soient contestées.

Ainsi, n’importe quel validateur peut créer des blocs de rollups et confirmer la validité d’autres blocs. Le terme rollup, qui signifie cumul, fait référence à la façon dont les informations publiques peuvent aider à reconstruire l’historique complet de la blockchain à partir d’un journal optimisé.

Les Optimistic rollups d’Arbitrum peuvent être exécutés par le biais d’une sidechain (chaîne latérale) propriétaire. Les sidechains sont des blockchains secondaires connectées à une blockchain principale (en l’occurrence Ethereum). Arbitrum rassemble les transactions par lots. Ensuite, il les exécute sur sa sidechain avant de renvoyer leurs données vers le registre de la blockchain Ethereum. En effet, le protocole Arbitrum n’a besoin que d’un seul validateur honnête par lot de transactions pour assurer le bon fonctionnement de son réseau.

Arbitrum assure que les transactions confirmées par ce mécanisme seront horodatées avec la garantie “AnyTrust”, qui signifie que tous les validateurs les ont approuvées. Notons également que les validateurs doivent placer des ETH en staking avant de pouvoir vérifier les transactions. En verrouillant leur crypto, ces derniers sont incités et encouragés à agir de façon honnête.

Arbitrum

Le bridge Arbitrum 

Arbitrum One Bridge est un pont crypto qui permet à quiconque d’envoyer des tokens ERC-20, y compris ETH, à Arbitrum One, une solution layer 2 visant à améliorer la scalabilité d’Ethereum. Pour l’utiliser, vous devez simplement y connecter votre wallet Ethereum. Vous pouvez utiliser MetaMask ou n’importe quel portefeuille crypto compatible.

La plupart des grandes plateformes DeFi, y compris Aave, Balancer, 1inch, Band Protocol et Curve, utilisent déjà Arbitrum ou envisagent de le faire pour améliorer leur débit et réduire leurs frais de transactions. Vous pouvez consulter cette page pour voir toutes les dApps Ethereum disponibles sur la layer 2 Arbitrum.

Les fonctionnalités d’Arbitrum

Comme vous l’aurez remarqué, Arbitrum propose des fonctionnalités intéressantes, notamment : 

  • Une philosophie optimiste : comme son nom l’indique, le protocole Rollup Optimistic est “optimiste”. En effet, Arbitrum part toujours du principe que les transactions sont valides jusqu’à preuve du contraire. Ensuite, ses validateurs publient des blocs de rollups et vérifient la validité des autres blocs. Tant qu’il y aura au moins un validateur honnête pour chaque lot de transactions, le réseau continuera de fonctionner correctement.
  • Une compression efficace des données : Arbitrum traite plusieurs smart contracts Ethereum comme un seul objet, ce qui simplifie le processus de rollups. Une fois ces transactions traitées, les seules données renvoyées à la L1 d’Ethereum sont les calldata. Celles-ci contiennent les hachages des blocs de rollups validés et non pas ceux des blocs réels. Étant donné que les données d’appel sont plus petites que les transactions dont elles dérivent, elles peuvent être traitées plus facilement par le réseau principal Ethereum.
  • Les sous-groupes de validateurs : Cette fonctionnalité s’adresse aux dApps basées sur Arbitrum. En effet, les développeurs ont la possibilité de confier le travail de consensus à des sous-groupes de validateurs. Notons toutefois que ces validateurs ne doivent pas être impliqués dans d’autres dApps Arbitrum. Contrairement au réseau principal d’Ethereum, où les validateurs doivent s’occuper de toutes les transactions, cette fonctionnalité d’Arbitrum minimise au maximum la communication entre les nœuds. Cela se traduit par des vitesses de traitement plus rapides et une plus grande résilience aux attaques.

Les rollups Optimistic offrent plusieurs avantages au réseau Ethereum, mais ils ont aussi leurs inconvénients. Par exemple, Arbitrum permet de contester les transactions dans un délai d’une semaine, ce qui est assez long. En cas de litige, les transactions qui se trouvent dans des lots suspects doivent attendre jusqu’à une semaine avant d’être validées.

Ses risques et ses inconvénients

Tout comme n’importe quelle autre blockchain de smart contracts, Arbitrum est exposé à des risques de sécurité. Dans le cas d’une faille des contrats intelligents régissant la plateforme, les utilisateurs risquent de perdre leurs fonds. 

Afin de donner suffisamment de temps aux validateurs de détecter les fraudes, Arbitrum impose un délai de contestation de sept jours. Bien que ce délai soit trop long, il est nécessaire pour assurer la sécurité des Optimistic rollups. Il existe également des services tiers qui proposent de retirer les fonds plus rapidement moyennant des commissions. Parmi ces services, on peut citer Hop Protocol que vous pouvez découvrir dans ce guide.

Mis à part cela, les premiers utilisateurs d’Arbitrum ont rencontré des problèmes de liquidité sur les dApps. Il s’agit cependant d’un problème tout à fait compréhensible, puisque la plateforme en est encore à ses débuts.

Comment utiliser Arbitrum ?

Pour utiliser Arbitrum, vous pouvez soit y accéder via des dApps comme Aave ou 1inch, soit connecter votre portefeuille crypto directement au bridge Arbitrum.

Rappelons que l’objectif principal de la plateforme est d’envoyer des jetons ERC-20 du réseau principal Ethereum au réseau Arbitrum. Ce, afin de réduire les frais de transactions Ethereum qui peuvent parfois atteindre des niveaux astronomiques.  

Pour vous montrer comment utiliser Arbitrum, nous allons connecter un wallet crypto au pont et utiliser les applications disponibles sur le portail.

1- Connectez votre wallet crypto au bridge Arbitrum

Tout d’abord, accédez au pont Arbitrum, puis connectez-le avec votre wallet. Parmi les portefeuilles crypto pris en charge par le pont, on peut citer : MetaMask, WalletConnect et Coinbase Wallet.

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2- Déposez des ETH sur Arbitrum

Une fois votre wallet connecté, vérifiez que vous êtes bien sur le réseau ETH.

Ensuite, sélectionnez le token que vous souhaitez déposer sur Arbitrum, puis saisissez le montant à transférer. Si tout est bon, cliquez sur “Deposit”.

Arbitrum One Bridge

Vous recevrez alors une notification d’Arbitrum, indiquant que la transaction prendra dix minutes et que vous ne pourrez pas transférer vos fonds vers Ethereum pendant huit jours.

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Vous devrez ensuite confirmer la transaction depuis votre wallet crypto. Notez cependant que les frais de transactions Ethereum sont assez élevés. Ce, quel que soit le montant de la transaction. Dépenser 30 € pour transférer 10 € n’est pas très malin. C’est pourquoi vous devez toujours vérifier les frais de gaz avant de confirmer la transaction.

En fonction du wallet que vous utilisez, vous devriez recevoir une notification qui ressemble à ça :

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3- Ajoutez le réseau Arbitrum à votre wallet

Assurez-vous également d’ajouter le réseau Arbitrum à votre portefeuille crypto. En effet, une fois que vous aurez transféré vos tokens via le pont, vous ne les verrez plus sur le réseau ETH. Vous devrez donc ajouter le réseau Arbitrum à votre wallet, Pour ce faire, cliquez simplement sur le bouton “Add L2 Network“, qui se trouve en haut à droite.

Cependant, si vous souhaitez ajouter le réseau de façon manuelle, vous devez le faire à partir de votre wallet crypto.

Pour cela, cliquez sur l’extension MetaMask, puis sélectionnez le réseau principal Ethereum (en haut). Ensuite, cliquez sur “Add Network“, puis entrez les informations suivantes :

  • Nom du réseau : Arb1
  • RPC : https://arb1.arbitrum.io/rpc
  • Chain ID : 42161
  • Symbole de la crypto : ETH
  • URL de l’explorateur du bloc :
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Votre wallet vous demandera alors si vous souhaitez ajouter le réseau Arbitrum. Cliquez donc sur “Approve“.

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Vous devrez également autoriser Arbitrum à changer le réseau de votre portefeuille crypto.

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4- Accédez aux dApps

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Vous pouvez explorer le portail Arbitrum One pour découvrir toutes les dApps Ethereum disponibles sur la layer 2. Une fois votre dApp choisie, connectez-y votre wallet, puis choisissez le réseau ETH.

Disons par exemple, que vous souhaitez utiliser 1inch.

Si vous allez sur l’application et que vous connectez votre wallet crypto, vous pouvez facilement switcher vers Arbitrum pour réduire vos frais de gaz.

Ainsi, plutôt que d’effectuer toutes vos transactions directement sur la blockchain Ethereum, vous pouvez opter pour Arbitrum. Vous pouvez également l’utiliser pour vous connecter à vos DEX préférés et faire des économies sur les frais de transactions.

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Arbitrum vs Optimism : une comparaison détaillée

La technologie des rollups a été créée par l’équipe Optimism. Les développeurs d’Arbitrum ont ensuite ajouté des modifications au code open source d’Optimism pour lancer leur propre réseau.

Bien que leur objectif soit le même, Optimism et Arbitrum sont deux solutions layer 2 différentes. Voici quelques-unes de leurs principales différences :

  • La vérification des preuves de fraude
  • La dépendance d’Optimism vis-à-vis d’Ethereum
  • Les bridges et les tokens

La vérification des preuves de fraude

La plus grande différence entre Optimism et Arbitrum est l’utilisation de preuves de fraude à cycle unique. En effet, Arbitrum utilise des preuves de fraude à plusieurs cycles.

Le système single-round fraud-proof (FP) d’Optimism s’appuie sur la layer 1 pour finaliser les transactions sur la layer 2. Ce système garantit une vérification immédiate du FP, mais il s’avère plus coûteux. En effet, l’exécution de la L1 coûte plus de gaz et les frais de la L2 sont limités par le bloc de gaz L1.

Arbitrum, en revanche, utilise une approche plus détaillée pour vérifier les preuves de fraude. Il s’appuie sur un système FP à plusieurs cycles pour se focaliser sur un seul point de refus de transaction. Cela se traduit par de meilleures performances au niveau du réseau. Étant donné que les transactions L2 ne peuvent pas être entièrement exécutées sur la L1, la limite de bloc de gaz de la layer 1 n’est pas importante.

La dépendance d’Optimism vis-à-vis d’Ethereum

Optimism et Arbitrum sont tous deux basés sur les Optimistic rollups, car ils s’appuient sur le consensus de la majorité des validateurs Ethereum pour traiter correctement les transactions. Cependant, si Ethereum fait l’objet d’une refonte majeure du consensus, la réexécution de la transaction L1 entraînerait des états finaux divergents.

En outre, Optimism utilise la machine virtuelle Ethereum (EVM). Il s’agit d’un bac à sable virtuel contenant des règles de consensus pour l’utilisation du réseau par chaque nœud responsable de l’exécution des contrats intelligents.

De son côté, Arbitrum a sa propre AVM (Arbitrum Virtual Machine), ce qui signifie qu’il n’est pas confronté à ce type de problèmes. Certes, le protocole doit traduire les codes des dApps basés sur EVM en AVM, mais il s’agit d’un processus automatique.

Pour générer le bytecode OVM, Optimism ne peut être utilisé qu’avec un compilateur Solidity. Un bytecode qui s’exécute sur une machine virtuelle et qui est compilé à partir d’un code source.

En revanche, Arbitrum prend en charge tous les langages de programmation EVM, notamment Vyper, Solidity, Flint, YUL+ et LLLL.

Les bridges et les tokens

Arbitrum et Optimism utilisent des ponts pour se connecter à d’autres blockchains et permettre le flux de tokens. Alors qu’Optimism utilise un pont universel sans autorisation pour tous les jetons, Arbitrum ne l’utilise que lorsqu’il s’avère nécessaire.

Enfin, ces deux solutions layer 2 n’ont pas de tokens natifs. Optimism utilise Wrapped Ethereum (WETH), un stablecoin adossé à Ethereum avec un ratio 1: 1. Ce dernier permet de transférer des tokens ERC-20 d’un réseau à un autre.

En revanche, Arbitrum s’appuie directement sur le token natif d’ETH, sans passer par d’autres étapes.

Arbitrum : meilleure solution layer 2 sur Ethereum ?

Maintenant que vous avez toutes les informations dont vous avez besoin, vous seul(e) pouvez décider si Arbitrum constitue la meilleure solution layer 2 pour vous. En effet, chaque protocole L2 a ses propres avantages et inconvénients. Votre choix doit donc dépendre de vos besoins spécifiques.

Les réseaux L1 comme Ethereum ou Bitcoin privilégient la sécurité et la décentralisation au détriment de la scalabilité. Arbitrum vise à résoudre ce trilemme de la blockchain en tirant parti de la technologie des rollups Optimistic.

Espérons que cette plateforme, qui est considérée comme l’une des meilleures solutions layer 2, tienne ses promesses et reste à l’affût des dernières innovations technologiques pour servir au mieux la communauté Ethereum.

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Questions fréquentes (FAQ)

Arbitrum améliore la scalabilité des dApps basées sur Ethereum.

Arbitrum est une solution layer 2 qui vise à réduire les frais de gaz et la congestion du réseau principal Ethereum (layer 1). Pour cela, le protocole effectue les calculs liés aux transactions en dehors de la blockchain de base. 

Absolument. Arbitrum est l’une des solutions layer 2 les plus populaires sur le réseau Ethereum. Elle s’appuie sur un protocole appelé “Optimistic Rollup” pour effectuer les calculs des transactions et stocker les données en dehors de la blockchain principale. De cette façon, elle réduit considérablement les frais de transaction Ethereum.

Pas du tout. Arbitrum est une solution layer 2 qui a pour objectif d’améliorer la scalabilité du réseau Ethereum. En effectuant des calculs off-chain, la solution réduit les frais de transaction ETH et améliore le débit de la blockchain.

Arbitrum est un réseau blockchain qui sert à améliorer l’évolutivité des applications basées sur Ethereum et à réduire les frais de gaz. Jusqu’à présent, Arbitrum n’a pas de token natif.

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