Qu'est-ce que le séquenceur d'une blockchain ?

Le séquenceur est l'un des éléments clés de toutes les blockchains et plus particulièrement des layer 2. Quel est son rôle ? Quels sont les différents types de séquenceurs ?

Qu'est-ce que le séquenceur d'une blockchain ?

C'est quoi le séquenceur d'une blockchain ?

Un séquenceur blockchain est un composant essentiel dans l'écosystème des blockchains, jouant un rôle fondamental dans la gestion de l'ordre chronologique des transactions.

À l'heure actuelle, les séquenceurs suscitent principalement l'intérêt au sein de l'écosystème de la blockchain Ethereum. Cela s'explique notamment par l'émergence des layer 2, ces solutions visant à améliorer la scalabilité d'Ethereum.

En pratique, lorsque les utilisateurs initient des transactions sur un layer 2 (Optimism, Arbitrum, Base, etc.), elles sont transmissent à un séquenceur – c'est-à-dire un ou plusieurs nœuds – chargé de les organiser et de les exécuter.

💡 Tout savoir sur les layer 2 et leurs caractéristiques

Une fois les transactions vérifiées et organisées, le séquenceur exécute les transactions en les transférant directement vers Ethereum sous la forme d'une transaction unique.

Ainsi, en déchargeant une partie de la charge de travail de la blockchain principale, les séquenceurs des layer 2 permettent d'améliorer considérablement la capacité de traitement des transactions.

En plus de cela, le rôle des séquenceurs est crucial pour plusieurs raisons :

  • Prévention des doubles dépenses : en garantissant que les transactions sont traitées dans l'ordre chronologique, le séquenceur aide à éviter les situations de doubles dépenses ;
  • Consensus sur l'état de la blockchain : en assurant la synchronisation des transactions, le séquenceur facilite le consensus entre les nœuds du réseau sur l'état actuel de la blockchain. Cela permet à tous les participants de s'entendre sur la version la plus récente et valide de la blockchain ;
  • Sécurité du réseau : en maintenant un ordre cohérent des transactions, le séquenceur contribue à renforcer la sécurité du réseau en empêchant les tentatives de manipulation ou de fraude.

Les séquenceurs peuvent être implémentés de différentes manières selon les caractéristiques spécifiques de chaque blockchain. Certaines blockchains intègrent des séquenceurs directement dans leur protocole de consensus, tandis que d'autres font appel à des mécanismes externes pour assurer le séquençage des transactions.

Séquenceur Blockchain Fonctionnement

Rôle du séquenceur dans le traitement des transactions entre un layer 2 et un layer 1

Quels sont les différents types de séquenceurs ?

Les séquenceurs accomplissent tous des tâches similaires, mais ils diffèrent en termes de structure et de degré de décentralisation.

Bien que les séquenceurs centralisés soient aujourd'hui les plus répandus, des variantes émergent en proposant une approche bien différente.

Les séquenceurs centralisés

Les séquenceurs centralisés constituent le type de séquenceur le plus communément utilisé par les layer 2. Qu'il s'agisse de Polygon zkEVM, Scroll, Optimism, Arbitrum, Base, zkSync ou encore Linea, tous ont recourt à un séquenceur centralisé.

Un séquenceur est considéré comme centralisé lorsqu'il :

  1. Est maintenant par les développeurs principaux du layer 2 ;
  2. Fonctionne généralement sur un serveur centralisé ;
  3. Utilise un seul et même compte pour transmettre les lots de transaction à Ethereum.

Les séquenceurs centralisés apportent de nombreux avantages pour les utilisateurs des layer 2 comme la rapidité d'exécution de leurs transactions ou la possibilité de rapidement retirer leurs fonds des layer 2 zkEVM en cas de besoin. Toutefois, le manque de décentralisation apporte son lot de faiblesses.

Si un layer 2 ne repose que sur un seul séquenceur centralisé et que celui-ci tombe en panne pour une raison quelconque, tout le réseau se retrouve à l'arrêt.

C'est justement ce qui est arrivé à Polygon zkEVM le 23 mars 2024. Pendant près de 10 heures, le réseau a connu un arrêt complet suite à un bug de son séquenceur. Le 17 décembre 2023, la layer 2 Arbitrum a connu un événement similaire suite à un bug de son séquenceur, provoquant l'arrêt complet du réseau pendant 78 minutes.

Les séquenceurs décentralisés

Un séquenceur décentralisé se compose d'un réseau de nœuds maintenus par la communauté chargés de prendre en charge les fonctions de séquençage. Dans ce cas, un nœud du réseau est désigné de manière aléatoire pour exécuter les tâches de séquençage pendant une période donnée. Une fois son mandat expiré, un nouveau nœud est sélectionné pour prendre le relais.

L'utilisation d'un séquenceur décentralisé apporte une meilleure stabilité au réseau, car si le nœud en charge du séquençage tombe en panne, un nouveau nœud est directement désigné pour prendre le relais.

Malgré cet atout indéniable, cette méthode introduit un niveau de complexité supplémentaire dans le processus de séquençage, ce qui peut réduire l'efficacité générale du réseau et allonger les délais de traitement des transactions.

Les séquenceurs partagés

Les séquenceurs partagés offrent la possibilité à plusieurs layer 2 de se connecter à un même réseau décentralisé de séquenceurs. Ces séquenceurs partagés peuvent être utilisés sans nécessiter d'autorisation préalable et sont donc à disposition de tout layer 2.

Pour un layer 2, l'intérêt de recourir à un séquenceur partagé est primordial s'il s'intéresse à l'interopérabilité. En effet, lorsque que le processus de séquençage est partagé entre plusieurs layer 2, cela rend les échanges entre les chaînes moins couteux, plus rapides et plus sûrs.

Les équipes d'Espresso, qui développent justement un séquenceur partagé, expliquent qu'avec un séquenceur de ce type, les utilisateurs peuvent formuler des dépendances atomiques entre les transactions à travers différents layer 2, ce qui permet de nombreux nouveaux cas d'utilisation tels que l'arbitrage de tokens entre des DEX différents réseaux.

Espresso Séquenceur Partagé

Aperçu du fonctionnement du séquenceur partagé développé par Espresso

Les « based rollups »

Enfin, les based rollups comme Taiko ont recours aux validateurs de la chaîne principale, en l'occurrence Ethereum, pour le séquençage des transactions. Cette méthode garantit au layer 2 Taiko d'hériter des propriétés de sécurité et de décentralisation d'Ethereum.

Conclusion sur les séquenceurs blockchain

En résumé, chaque type de séquenceur offre des avantages et des caractéristiques uniques en fonction des besoins et des exigences spécifiques de chaque cas d'utilisation. Les layer 2 peuvent adopter l'une ou l'autre des solutions de séquençage en fonction de ses besoins.

Par exemple, si le layer 2 vise une rapidité d'exécution de ses transactions, recourir à un séquenceur centralisé sera sans doute la meilleure option. De l'autre côté, si la décentralisation et la stabilité de son réseau sont sa priorité, l'utilisation d'un séquenceur décentralisé ou partagé sera bien plus pertinente.

Aujourd'hui, les séquenceurs centralisés sont de loin les plus utilisés par l'industrie, mais de nouveaux acteurs comme Espresso et Taiko émergent pour remettre la décentralisation et la stabilité des réseaux au cœur des préoccupations. Les séquenceurs décentralisés et partagés parviendront-ils à devenir la norme avec le temps ?

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