Comme vous le savez sûrement, Ethereum a longtemps fait face à des défis de scalabilité, avec notamment une augmentation des temps de transaction et des coûts de gas.
C’est en partie dans ce contexte que les “Validiums” ont vu le jour : une solution qui permet de traiter les transactions hors chaîne afin de pouvoir offrir au réseau principal une alternative plus rapide et plus économique.
Qu’est-ce que c’est ? Comment ça fonctionne ? C’est ce que vous découvrirez tout au long de cet article.
- Les Validiums sont des solutions Layer-2 qui optimisent Ethereum en traitant les transactions hors chaîne.
- Les Validiums diminuent les frais de gas en évitant de stocker les données sur la blockchain principale.
- Les Validiums permettent de traiter jusqu'à 9 000 transactions par seconde hors chaîne.
Qu’est-ce qu’un Validium ?
Un Validium est tout simplement une technologie conçue pour améliorer la scalabilité d’Ethereum. Ici, le Validium va traiter les transactions hors de la blockchain (off-chain) principale (Ethereum) avant de renvoyer les “preuves” (liées aux transactions) dessus pour validation, et ce, sous forme de lot. Concrètement, les preuves seront identifiées par grâce à l’utilisation des preuves à connaissance zéro (ZKP), telles que les ZK-SNARKs ou des ZK-STARKs, mais ça, nous le verrons en plus en détail dans les prochaines sections.
Pour être plus précis, on parle d’une “solution de mise à l'échelle de couche 2 (L2)”, étant donné que les Validiums permettent de traiter un plus grand nombre de transactions simultanément sans surcharger la blockchain principale.
Il faut comprendre que, contrairement à d’autres solutions comme les zk-Rollups, qui gardent certaines données sur la chaîne, les Validiums stockent toutes les données en dehors de la blockchain.
Aujourd’hui, les Validium sont utilisés dans de très nombreux cas, comme les protocoles DeFi, les jeux Web3, les projets NFT ou même les systèmes de gestion des chaines d’approvisionnement (supply chain).
Pourquoi les Validiums sont-ils nécessaires ?
Ethereum est extrêmement utilisé, surtout pour les applications décentralisées et les contrats intelligents. Mais avec la célébrité vient aussi un gros souci : la scalabilité. En effet, plus le réseau est utilisé, plus il se retrouve saturé. Résultat des comptes, les transactions prennent plus de temps à passer, et les frais de gas montent en flèche.
Pour les utilisateurs, ça veut dire attendre plus longtemps et payer plus cher. Et ça, c’est loin d’être idéal, surtout si on veut que la blockchain soit accessible à tout le monde.
D’autre part, quand le réseau est saturé, chaque transaction devient une bataille pour la priorité. Pour passer en priorité, il faut être prêt à payer des frais de gas plus élevés. Sinon, on risque d’attendre des heures, voire de voir sa transaction échouer. Naturellement, c’est un gros frein pour les utilisateurs quotidiens, mais aussi pour les développeurs de DApps. Si une plateforme est lente et coûteuse, elle perd vite de son attrait.
D’autres blockchains, comme Solana ou Avalanche, n’ont pas ce problème de scalabilité, car elles ont été pensées pour être rapides et économiques dès le départ. Bon, au-delà de certains “arrêts” qui peuvent survenir, elles peuvent traiter beaucoup plus de transactions à des coûts bien moindres. Et même si Ethereum reste un leader, ces alternatives attirent de plus en plus de monde.
C’est donc là que les Validiums entrent en jeu. Comme évoqué plus haut, ils permettent de décharger une grande partie des transactions d’Ethereum en les traitant hors chaîne, ce qui réduit la congestion et les frais.
Comment fonctionnent les Validiums ?
Revenons désormais plus en détail sur les processus et mécanismes des Validiums :
- Soumission des transactions
- Regroupement et traitement hors chaîne
- Génération des preuves à connaissance zéro
- Vérification des preuves par Ethereum
Soumission des transactions :
Le processus commence lorsqu’un utilisateur souhaite effectuer une transaction sur un Validium. Au lieu d'envoyer directement la transaction sur la blockchain Ethereum, l'utilisateur la soumet à un opérateur de Validium.
Pour faire simple, les opérateurs sont des entités responsables de gérer le traitement des transactions hors chaîne. En fait, c'est à eux que revient la tâche de rassembler, traiter et sécuriser ces transactions.
Autrement dit : ce sont les opérateurs qui prennent en charge tout le boulot technique pour s'assurer que les transactions se déroulent rapidement et en toute sécurité.
Regroupement et traitement hors chaîne :
Une fois la transaction soumise, l'opérateur regroupe plusieurs transactions similaires en un seul lot. Il s’agit ici d’une étape indispensable pour rendre le système plus efficace : traiter plusieurs transactions en une seule fois, c’est plus rapide et ça réduit la charge sur Ethereum.
Une fois les transactions regroupées, elles sont traitées hors chaîne, c'est-à-dire en dehors de la blockchain principale. Et c’est là que les Validiums brillent vraiment, en permettant de traiter beaucoup plus de transactions sans surcharger la blockchain principale.
Rôle des opérateurs et génération des preuves à connaissance zéro :
Vous devez savoir que les opérateurs ne se contentent pas de traiter les transactions, ils doivent aussi garantir leur validité.
Pour ce faire, ils utilisent une technologie appelée preuves à connaissance zéro (Zero-Knowledge Proofs ou ZKP). En fait, après avoir traité un lot de transactions, l'opérateur génère une preuve à connaissance zéro qui prouve que les transactions ont été exécutées correctement, et ce, sans divulguer les détails spécifiques de chaque transaction.
De fait, cette preuve permet de maintenir la confiance dans le système, car elle assure que les opérations hors chaîne respectent bien les règles de la blockchain Ethereum. Et bien sûr, sans révéler les données présentes au sein de chaque transaction, de manière à préserver la confidentialité de chacun.
Vérification des preuves par Ethereum :
La dernière étape du processus consiste à soumettre cette preuve à la blockchain Ethereum pour vérification.
Une fois la ZKP générée, elle est envoyée à la chaîne principale, accompagnée d’un état résumé (appelé “state commitment”) qui représente l'état actuel du système hors chaîne. Ethereum vérifie alors la validité de la preuve.
Si elle est acceptée, cela signifie que les transactions ont été correctement exécutées, et l'état du Validium est mis à jour en conséquence. Ce processus garantit que, même si les transactions sont traitées hors chaîne, elles restent sécurisées et conformes aux règles d’Ethereum.
Quels sont les avantages des Validiums ?
Réduction des coûts de gas :
Un point fort des Validiums : ils permettent de réduire les coûts de gas (gas fees). Le fait de traiter les transactions hors chaîne, ils évitent en fait de publier chaque détail sur la blockchain principale, ce qui allège la charge sur Ethereum et réduit les frais pour les utilisateurs.
Pour ceux qui utilisent Ethereum régulièrement, c’est un vrai game changer : des coûts réduits rendent l’utilisation de la blockchain plus accessible et rentable.
Accélération des temps de transaction :
L'un des gros atouts des Validiums, c'est leur capacité à booster la vitesse des transactions. En traitant les opérations hors chaîne, ils peuvent atteindre jusqu'à 9 000 transactions par seconde (TPS).
Pour mettre les choses en perspective, c'est bien au-dessus des performances actuelles d'Ethereum (bien qu'il est censé pouvoir en traiter 100.000 avec l'ajout du Proto Danksharding). Cette vitesse est donc un vrai plus, surtout pour les plateformes qui ont besoin de traiter un grand nombre de transactions rapidement, comme les DEX (échanges décentralisés) ou les DApps (applications décentralisées).
Amélioration de la sécurité et de la confidentialité :
Les Validiums ne se contentent pas d’améliorer la vitesse et de réduire les coûts, ils renforcent aussi la sécurité et la confidentialité des transactions.
Concrètement, en stockant les données hors chaîne et en utilisant des preuves à connaissance zéro (ZKP), ils assurent que les transactions sont validées sans exposer d'informations sensibles sur la blockchain publique.
Résultat : un niveau de confidentialité élevé pour les utilisateurs et les entreprises, tout en maintenant la sécurité de leurs opérations.
Quels sont les défis des Validiums ?
Risque de centralisation / dépendance aux fournisseurs :
Oui, il existe un risque de centralisation. Vous devez comprendre que les Validiums reposent beaucoup sur les opérateurs pour gérer et valider les transactions.
Ces opérateurs sont indispensables, certes, mais si seulement quelques-uns d'entre eux possèdent les ressources nécessaires pour opérer ces Validiums, cela peut entraîner une concentration du pouvoir entre leurs mains.
C'est tout le contraire de ce qu'on attend d'une blockchain, qui est censée être décentralisée. Et si plusieurs opérateurs deviennent malveillants ou négligeants, ça pourrait mettre en danger la sécurité et l'intégrité de tout le réseau.
On le précise, mais ce sont simplement des hypothèses, et cela arrive très très rarement.
Risques liés à la disponibilité des données :
L'un des gros points faibles des Validiums, c'est la question de la disponibilité des données. Comme toutes les transactions sont stockées hors chaîne, ça pose un vrai risque : que se passe-t-il si ces données deviennent inaccessibles ?
Tenez, prenons l’exemple d'un opérateur qui rencontre un problème technique qui bloque l'accès aux données. Sans ces informations, il devient difficile de prouver que les transactions ont été correctement réalisées ou même de récupérer les fonds.
Ce genre de scénario pourrait sérieusement impacter la confiance des utilisateurs et perturber tout le système.
Comparaison : Validiums face aux autres solutions
Comparaison avec les Rollups :
Les Rollups et les Validiums sont tous deux des solutions Layer-2 conçues pour améliorer la scalabilité d'Ethereum, mais ils prennent des approches différentes.
D’un côté, il faut comprendre que les Rollups, qu'ils soient des zk-Rollups ou Optimistic Rollups, traitent les transactions hors chaîne, mais stockent les données sur la chaîne principale. Ici, le point est donc mis sur la sécurité, car les données sont toujours accessibles sur Ethereum. Toutefois, ce mécanisme peut aussi limiter la scalabilité en augmentant les coûts de gas.
D’autre part, les Validiums stockent toutes les données hors chaîne, ce qui leur permet d'offrir une plus grande scalabilité et des coûts réduits comme nous l’avons déjà évoqué plus haut. Cependant, cette méthode implique un compromis en termes de sécurité, car elle dépend de la disponibilité des données hors chaîne.
Comparaison avec les Volitions :
Les Volitions sont une autre variante intéressante des solutions Layer-2. En fait, elles permettent aux utilisateurs de choisir entre un stockage de données on-chain ou off-chain pour chaque transaction. On a ici un gain vraiment important en termes de flexibilité, que ni les Rollups ni les Validiums ne proposent.
Cela signifie que pour certaines transactions critiques, les utilisateurs peuvent opter pour un stockage on-chain plus sécurisé, tandis que pour d'autres, ils peuvent choisir l'option off-chain pour réduire les coûts et améliorer la vitesse.
Comparés aux Volitions, les Validiums sont plus “simples” et se concentrent uniquement sur l'efficacité.
Tableau comparatif : Validium vs Rollups vs Volitions
| Caractéristique | Validiums | Rollups | Volitions |
|---|---|---|---|
| Sécurité | Modérée (données off-chain) | Élevée (données on-chain) | Flexible (on-chain ou off-chain) |
| Coûts de gas | Faibles | Faibles à élevés | Variables selon le choix |
| Scalabilité | Très élevée | Élevée | Élevée |
| Flexibilité dans la gestion des données | Limitée | Limitée | Très flexible |
Conclusion
Pour finir, les Validiums se présentent donc comme une option solide pour booster la scalabilité d'Ethereum, avec des transactions plus rapides et moins coûteuses. Cependant, comme toute technologie, ils viennent avec leurs défis, notamment en termes de centralisation et de gestion des données.
En fait, les validiums sont parfaitement adaptés aux applications où les transactions sont simples, telles que les échanges de tokens et les paiements, où elles ne demandent pas de calculs complexes.
