Qu'est-ce que la congestion du réseau Blockchain ?

Avez-vous déjà attendu des heures pour finaliser une transaction en cryptomonnaies ou payé des frais de transaction élevés ? Vous avez probablement déjà été confronté à la congestion de la blockchain.

Contrairement aux réseaux centralisés qui peuvent simplement ajouter plus de capacité pour faire face aux pics de charge, les blockchains limitent naturellement le nombre de transactions traitées par seconde en raison de la taille de bloc fixe et de l'intervalle défini par le protocole. 

Ainsi, lorsque la demande dépasse la capacité fixée, les transactions sont mises en file d'attente (on parle souvent de mempool) et attendent d'être traitées en premier, ou les utilisateurs paient simplement des frais plus élevés pour un traitement plus rapide. La congestion de la blockchain impacte non seulement les utilisateurs, mais aussi les développeurs, les entreprises et les fournisseurs de services exploitant l'infrastructure blockchain.

Qu'est-ce que la congestion du réseau Blockchain ?

Un réseau blockchain souffre de congestion lorsque la quantité de transactions envoyées à la blockchain dépasse sa capacité à traiter les transactions dans des délais raisonnables, tout en subissant des délais de confirmation sous-optimaux.

Structurellement, une blockchain est un registre décentralisé qui traite les transactions et les enregistre par blocs. Chaque bloc ayant une taille/un espace maximal, il est limité quant au nombre de transactions qu'il peut gérer dans des délais prédéterminés pour le traitement et l'enregistrement.

Lorsque de nombreux utilisateurs tentent d'effectuer des transactions simultanément, le réseau blockchain est congestionné, ce qui crée un arriéré de transactions non confirmées. La congestion des réseaux blockchain est similaire à celle observée pour le trafic, qui entraîne des retards et des congestions pour tous.

Les événements de congestion passés ont historiquement démontré ces lacunes. Par exemple, 2017Le réseau Bitcoin est devenu très encombré, avec des frais de transaction dépassant 50 $ pendant sa période haussière. 

Ethereum a rencontré des problèmes de congestion similaires lors du boom de la DeFi en 2020-2021 et La frénésie des NFT en 2021, où les frais de gaz s'élevaient en moyenne à plus de 200 $ par transaction. Même les solutions de couche 2 et les blockchains alternatives subissent des congestions ou des pics de frais de gaz lorsque l'activité des utilisateurs augmente de manière inhabituelle.

Causes de la congestion du réseau Blockchain

La congestion des réseaux blockchain n'est pas le fruit du hasard. Elle peut être attribuée à une série de problèmes techniques et comportementaux. Plus la demande d'applications blockchain augmente, plus ces limitations deviennent évidentes. Les causes les plus courantes de congestion sur les plateformes blockchain sont les suivantes :

1. Volume de transactions élevé (drops NFT, airdrops de jetons et DeF)

Certaines des sources de congestion les plus courantes sur les blockchains sont des pics inattendus dans le volume des transactions et la demande générée lors d'événements populaires tels que

• Gouttes NFTDe nombreuses collections de NFT sont lancées simultanément, ce qui crée une congestion lorsque des milliers d'utilisateurs tentent de créer, d'acheter ou d'enchérir sur des NFT. Cette augmentation des demandes de transactions submerge le réseau. 
• Largages aériens de jetonsPar exemple, les airdrops distribuant des jetons aux détenteurs de portefeuilles de projets cryptographiques peuvent souvent entraîner une augmentation du nombre total d'actions des utilisateurs sur le réseau. Tout le monde se précipite pour récupérer ses jetons gratuits, ce qui engorge le réseau. 

2. Taille ou vitesse de bloc restreinte

Les contraintes imposées à la technologie des registres décentralisés ou distribués visent à garantir leur décentralisation et leur sécurité. Lorsque des transactions ne pouvant pas être intégrées à un bloc sont soumises, elles sont ajoutées à une zone de stockage appelée mempool. 

À mesure que la taille du pool de mémoire augmente, les utilisateurs commencent à proposer des frais de transaction plus élevés (gas) pour finaliser leurs transactions plus rapidement. Cela provoque une surenchère, ce qui entraîne des retards pour les utilisateurs proposant des frais plus bas et augmente le coût moyen d'utilisation du réseau.

3. Applications décentralisées (dApps) construites de manière sous-optimale

Toutes les applications blockchain ne sont pas conçues de la même manière. Certaines dApps peuvent contenir du code de contrat intelligent inefficace, consommer plus de gaz que nécessaire ou appeler plusieurs transactions pour produire un résultat final. 

Dans un environnement congestionné, les dApps mal optimisées ne font qu'exacerber le problème en remplissant le réseau de transactions inutiles et trop gourmandes en ressources qui auraient pu être mises en œuvre de manière plus efficace.

Par exemple, un jeu décentralisé pourrait appeler de nombreux contrats simplement pour mettre à jour un score ou déplacer un objet, alors qu'une seule fonction aurait pu effectuer la même tâche de manière claire et simplifiée. L'inefficacité s'accumule rapidement dans un écosystème de grandes dApps et contribue à la congestion.

4. Activité des robots et attaques de spam

Les bots sont une autre cause importante de congestion sur les blockchains. Ce sont des scripts automatisés (bots) utilisés dans la DeFi pour anticiper les transactions, s'emparer des mints de NFT ou exploiter les opportunités d'arbitrage. 

Ils soumettent des milliers de transactions en quelques millisecondes et paient plus cher. frais d'essence pour que leurs transactions soient exécutées en priorité. Cela congestionne le réseau et augmente les frais de gaz pour les utilisateurs légitimes.

Comment mesure-t-on la congestion ?

En comprenant la congestion de la blockchain, les utilisateurs, les développeurs et les protocoles peuvent mieux comprendre l'état du réseau, tirer parti d'interactions efficaces et ajuster leurs transactions avec précision. La congestion est généralement évaluée à l'aide de plusieurs indicateurs :

1. Taille du pool de mémoire

A mempool est une structure de données qui stocke et maintient sur la blockchain, qui dispose d'un magasin temporaire de toutes les transactions en attente qui ont été soumises et pas encore incluses dans un bloc. 

Plus le pool de mémoire est important, plus les utilisateurs tentent d'envoyer des transactions, probablement simultanément, et la congestion indique que le réseau ne peut pas les gérer suffisamment rapidement. Lors des pics d'activité DeFi ou de lancements de NFT sur Ethereum, le pool de mémoire peut atteindre des dizaines de milliers de transactions, ce qui entraîne des retards de confirmation. 

2. Prix ​​du gaz 

Le prix du gaz correspond au montant que les utilisateurs sont prêts à payer, ou aux coûts de transaction, pour que le gaz soit traité par les validateurs (mineurs ou stakers). Sur Ethereum, le prix du gaz est exprimé en Gwei.

À mesure que la demande d'espace de bloc augmente et dépasse l'offre, les utilisateurs augmentent le prix du gaz qu'ils sont prêts à payer afin que les validateurs sachent prioriser leurs transactions. En résumé, le prix du gaz augmente lorsque le réseau est congestionné. 

3. Temps de blocage moyen 

Le temps moyen de bloc fait référence au temps moyen écoulé entre l'extraction des blocs (PoW) ou validées (PoS). Des temps de blocage plus longs que d'habitude peuvent entraîner une baisse du taux de confirmation des transactions, ce qui engendre une congestion. Temps de blocage moyens pour les cryptomonnaies courantes :

• Bitcoin : environ 10 minutes
• Ethereum (PoS) : environ 12 secondes
• Solana : ~0.4 seconde

4. Débit de transaction (TPS)

Le TPS (transactions par seconde) correspond au nombre de transactions qu'une blockchain peut traiter en une seconde. Il s'agit d'une définition directe de la capacité de traitement d'une blockchain. Dès que le volume de transactions dépasse le TPS, un retard se forme. Le TPS de certaines cryptomonnaies est : 

• Bitcoin : environ 7 TPS
• Ethereum : environ 15 à 30 TPS
• Solana : 2 000+ TPS (théorique)
• Polygone PoS : ~65 TPS

Métrique	Ce qu'il mesure	Indicateur de congestion	Résultat
Taille du pool de mémoire	Opérations en attente	Haute	Des temps d'attente plus longs et des frais plus élevés
Prix ​​du gaz	Frais de transaction par unité de gaz	Haute	Des transactions plus coûteuses
Bloquer le temps	Il est temps de créer/valider le bloc	Plus lent que d'habitude	Débit réseau plus lent
TPS	Vitesse de traitement	TPS inférieur par rapport au volume	Arriérés et retards

Effets de la congestion du réseau

La congestion des réseaux blockchain constitue un problème opérationnel majeur, avec des conséquences financières réelles sur l'ensemble des écosystèmes de cryptomonnaies. Ces conséquences peuvent inclure :

1. Délai de confirmation de transaction

L'un des principaux inconvénients est le retard de confirmation des transactions. Certaines tâches, comme les paiements transfrontaliers, les échanges commerciaux, la création de NFT, etc., peuvent susciter un sentiment d'urgence. La congestion peut vous faire manquer des opportunités, voire, pire, vous faire perdre des transactions, entraîner des fluctuations de prix, etc.

En septembre 2024, le Réseau Bitcoin Le système est devenu tellement encombré que le délai moyen entre chaque confirmation de transaction dépassait les 2 000 minutes (plus de 33 heures). Les utilisateurs étaient bloqués et ne pouvaient pas effectuer leurs transactions de base dans les délais.

2. Frais de transaction (gaz) plus élevés

La congestion entraîne une augmentation des frais de transaction, parfois appelés « frais de gaz ». Lorsque la demande dépasse l'offre, les utilisateurs proposent des tarifs plus élevés pour un service prioritaire dans la file d'attente des mineurs ou des validateurs. 

Par exemple, au plus fort de l'événement Otherside du Board Ape Yacht Club NFT Lors de la publication de Mint en mai 2022, les frais de gaz sur Ethereum ont atteint plus de 400 dollars par transaction, tandis que les utilisateurs ont déboursé plus de 157 millions de dollars rien qu'en frais de gaz. Cette hausse a rendu la participation des petits utilisateurs quasiment impossible, à moins de payer une prime. 

3. Transactions échouées en raison d'une surenchère

Si le réseau est congestionné, les transactions avec des frais de gaz moins élevés ne seront jamais traitées et resteront dans le pool de mémoire jusqu'à leur abandon ou leur annulation. Cela peut également devenir risqué lorsque vos bitcoins sont en jeu et que chaque seconde compte.

Les risques de transactions échouées peuvent entraîner des pertes de fonds, des contrats intelligents invalides et des utilisateurs frustrés, en particulier sur les sites DeFi où les millisecondes peuvent faire la différence entre gagner et perdre.

4. Frustration des utilisateurs et des développeurs

Des encombrements réguliers peuvent engendrer un manque de confiance de la part des utilisateurs et dissuader les développeurs de développer sur une blockchain congestionnée. Les développeurs peuvent alors quitter une blockchain. 

Par exemple, le rapport d'Electric Capital de 2023 indiquait que les développeurs et les utilisateurs ont migré vers d'autres chaînes comme Avalanche, Polygon et Solana, car la plupart de leurs dApps n'ont pas réussi à être lancées sur Ethereum en raison du coût et de la congestion.

Solutions à la congestion du réseau Blockchain

La congestion affecte particulièrement les blockchains les plus importantes de l'écosystème (comme Bitcoin et Ethereum), notamment lors des pics de demande. Voici quelques solutions pour gérer la congestion et accroître l'évolutivité :

1. Solutions de mise à l'échelle de couche 2

Les solutions de couche 2 (L2) fonctionnent au-dessus des chaînes de couche 1 et gèrent principalement la charge de travail des transactions hors chaîne avant de valider la preuve en chaîne. Les solutions L2 sont intéressantes car elles sont nettement moins coûteuses et plus rapides, tout en conservant la sécurité de leur couche de base. 

Selon L2Beat, Arbitrum One, une solution de couche 2, gère plus de 40 % de l'activité de couche 2 d'Ethereum, avec des volumes quotidiens supérieurs à 500 millions de dollars. Elle regroupe des milliers de transactions en une seule preuve et les renvoie à Ethereum.

2. Sharding

Le sharding est une solution d'évolutivité de couche 1 qui divise la blockchain en fragments plus petits, ou « shards », permettant ainsi le traitement parallèle des transactions. Cela améliore considérablement le débit et allège la pression sur le réseau. Le protocole NEAR intègre déjà le sharding dynamique et a été évalué jusqu'à 100 000 tps lors de tests de résistance. 

3. Changements dans le mécanisme de consensus

Des modifications des mécanismes de consensus pourraient accroître le débit et réduire la consommation d'énergie. Par exemple, la preuve d'historique de Solana horodate les transactions afin de les rassembler et de les vérifier rapidement, permettant ainsi un débit extrêmement élevé sans compromettre la traçabilité.

Comment les utilisateurs peuvent lutter contre la congestion

De nombreux utilisateurs de blockchain sont susceptibles de rencontrer régulièrement des problèmes de congestion s'ils utilisent des réseaux populaires comme Ethereum et Bitcoin. Heureusement, voici quelques solutions pratiques pour contourner ce problème :

1. Exploitez les solutions de couche 2 et/ou les chaînes latérales pour éviter la congestion

L'une des nombreuses façons d'éviter la congestion sur la blockchain est d'utiliser des réseaux de couche 2 et/ou des chaînes latérales. Les solutions de couche 2, comme celles proposées par Optimism et Arbitrum, peuvent extraire vos transactions de la blockchain principale et les regrouper pour les régler sur la chaîne principale. Cela vous permet de contourner la congestion et d'effectuer des transactions plus rapidement et à moindre coût.

2. Planifiez vos transactions en dehors des heures de pointe

Les réseaux blockchain ne fonctionnent pas uniformément 24h/24 et 7j/7. Naturellement, ils seront plus encombrés les jours les plus actifs, notamment pendant les heures ouvrables aux États-Unis et en Europe. Pour éviter les retards de transaction et économiser sur les frais de gaz, planifiez vos transactions pendant les heures creuses. Utilisez des outils comme Etherscan Gas Tracker ou Ethereum Gas Station pour identifier les moments opportuns pour envoyer des transactions.

3. Ajustez vos frais de gaz vous-même ou utilisez l'estimateur de votre portefeuille

La plupart des portefeuilles crypto (y compris MetaMask et Trust Wallet) permettent aux utilisateurs de spécifier manuellement leurs frais de gaz ou d'utiliser un estimateur automatique pour obtenir des prix suggérés. Si une transaction n'est pas urgente, fixer des frais de gaz moins élevés et attendre que le réseau se stabilise peut s'avérer judicieux. 

4. Profitez des outils d'optimisation des frais de gaz

De nombreux outils tiers permettent aux utilisateurs de réduire leurs frais de transaction. Parmi eux, on trouve Blocknative, GasNow et TxOptimizer. Ils proposent des prévisions de prix du gaz, le traitement par lots des transactions et même des alertes en temps réel pour aider les utilisateurs à obtenir les meilleurs prix pour leurs transactions. 

5. Combiner plusieurs transactions en une seule 

Le regroupement des transactions est une autre solution intelligente pour réduire la congestion de la blockchain et les frais de gaz. Certains portefeuilles et dApps permettent aux utilisateurs de regrouper plusieurs actions, comme les échanges ou les transferts de jetons, en une seule transaction. Cela réduit le nombre de transactions sur la blockchain et permet aux utilisateurs de réaliser des économies substantielles sur les frais de gaz.

6. Utiliser des blockchains évolutives comme alternatives à Ethereum

Ethereum est la plateforme de contrats intelligents la plus utilisée, mais elle est synonyme de congestion. En cas de trafic important, les utilisateurs peuvent envisager d'autres blockchains de couche 1 comme Solana, Avalanche, Fantom, Algorand et Near Protocol.

Conclusion

La congestion du réseau blockchain affecte de nombreux systèmes décentralisés. Des transferts simples aux contrats intelligents complexes, elle contribue à des délais de confirmation plus longs, à des frais élevés et à une capacité de traitement inefficace.

Alors que de nombreuses solutions de scalabilité sont actuellement créées, la congestion du réseau met en évidence les limites de la décentralisation, de la sécurité, de l'évolutivité et de leurs interactions. Globalement, une meilleure compréhension de la congestion permettra aux utilisateurs et aux développeurs de mieux naviguer dans l'écosystème cryptographique, permettant ainsi une meilleure utilisation des stratégies de transaction en période de congestion.

FAQ

1. Qu’est-ce qui peut créer une congestion du réseau blockchain ?

La congestion de la blockchain se produit lorsque la demande de transactions dépasse la capacité de traitement du réseau, ce qui entraîne des temps d'attente plus longs et des frais plus élevés. Cela peut se produire lorsque les blocs ont des contraintes de taille (par exemple, les blocs de 1 à 4 Mo maximum pour Bitcoin ou la limite d'environ 15 millions de gaz par bloc pour Ethereum, selon le prix du gaz de calcul).

2. Comment les solutions de couche 2 contribuent-elles à réduire la congestion ?

Solutions de couche 2 (L2) comme rollups, les canaux d'état et les chaînes latérales sont capables de traiter les transactions hors chaîne et de régler ultérieurement les preuves pour la ou les transactions sur la chaîne principale, ce qui contribue à réduire la demande sur la couche 1 (cela pourrait être Ethereum par exemple), augmente le débit et diminue les frais. 

3. Comment le sharding résout-il le problème de l’évolutivité ?

Le sharding consiste à fragmenter la blockchain en une chaîne plus petite, ou shard, capable de traiter de nombreuses transactions simultanément tout en préservant la séparation. Sur Ethereum, le sharding prévoit d'utiliser le Danksharding, qui combine sharding et rollups pour améliorer l'efficacité du traitement et la disponibilité des données. 

4. Pourquoi Ethereum est-il passé de la preuve de travail (PoW, via The Merge) à l'utilisation d'une preuve d'enjeu (PoS) comme mécanisme de consensus ?

Le PoS réduit la consommation d'énergie de 99 % ou plus et permet des transactions plus rapides (2 à 3 fois).

5. La congestion sur une blockchain sera-t-elle un jour complètement résolue ?

Il n'existe pas de solution unique à la congestion qui résoudra définitivement le problème, mais des approches hybrides de L2 + sharding + PoS + les optimisations des frais contribueront considérablement à augmenter l’évolutivité des blockchains.