Les blockchains peuvent désormais légitimement revendiquer la capacité nécessaire pour concurrencer l’infrastructure financière traditionnelle. Les systèmes en production sont aujourd’hui capables de traiter des dizaines de milliers de transactions par seconde, et des améliorations majeures sont attendues à l’avenir.
Pourtant, au-delà du simple débit, les applications financières requièrent de la prévisibilité. Lorsqu’une transaction est envoyée — qu’il s’agisse d’un trade, d’une enchère ou de l’exercice d’une option — il est essentiel de pouvoir garantir avec fiabilité le moment où cette transaction sera prise en compte, condition indispensable au fonctionnement des systèmes financiers. Si les transactions subissent des délais imprévisibles, qu’ils soient intentionnels ou accidentels, de nombreuses applications deviennent inutilisables. Pour que les applications financières onchain soient compétitives, la blockchain doit garantir une inclusion à court terme, c’est-à-dire que toute transaction valide soumise au réseau soit intégrée aussi rapidement que possible.
Prenons l’exemple d’un carnet d’ordres onchain. Son efficacité repose sur la capacité des market makers à fournir en continu de la liquidité en maintenant des ordres d’achat et de vente sur les actifs du carnet. La principale difficulté pour les market makers est de maintenir un spread aussi faible que possible (l’écart entre leurs prix d’achat et de vente), tout en évitant de s’exposer à l’adverse selection en affichant des prix déconnectés du marché. Pour cela, ils doivent ajuster en permanence leurs ordres afin de refléter l’état du marché. Par exemple, si une annonce de la Réserve fédérale entraîne une hausse brutale des prix, les market makers doivent réagir instantanément en adaptant leurs ordres. Si leurs transactions de mise à jour des ordres ne sont pas exécutées immédiatement, ils subissent des pertes, les arbitragistes profitant de prix obsolètes. Les market makers sont alors contraints d’élargir leurs spreads pour limiter leur exposition à ce risque, ce qui rend les plateformes onchain moins compétitives.
La prévisibilité de l’inclusion des transactions offre aux market makers des garanties solides pour réagir rapidement aux événements offchain et préserver l’efficacité des marchés onchain.
Ce que nous avons versus ce dont nous avons besoin
Actuellement, les blockchains existantes n’offrent que des garanties robustes d’inclusion « à terme », qui s’appliquent sur plusieurs secondes. Si ces garanties sont suffisantes pour des applications comme les paiements, elles sont trop limitées pour une large gamme d’applications financières où les acteurs doivent réagir en temps réel. Reprenons l’exemple du carnet d’ordres : pour les market makers, une garantie d’inclusion « dans les prochaines secondes » n’a aucune valeur si les transactions des arbitragistes peuvent être intégrées dans les blocs précédents. Sans garanties d’inclusion solides, les market makers doivent élargir leurs spreads pour tenir compte du risque accru d’adverse selection, ce qui dégrade les prix pour les utilisateurs. Cela rend le trading onchain moins attractif face à d’autres plateformes offrant de meilleures garanties.
Pour que les blockchains remplissent réellement leur rôle d’infrastructure pour la modernisation des marchés de capitaux, il est nécessaire de résoudre ces problèmes afin que des applications à forte valeur ajoutée comme les carnets d’ordres puissent prospérer.
Pourquoi la prévisibilité est-elle difficile à atteindre ?
Renforcer la garantie d’inclusion des blockchains existantes pour ces usages est complexe. Certains protocoles reposent sur un seul nœud (« leader ») qui décide de l’inclusion des transactions à tout moment. Si cela simplifie la construction d’une blockchain performante, cela crée aussi un point de concentration économique où le leader peut extraire de la valeur. Généralement, pendant la période où il est élu, le leader a un contrôle total sur les transactions incluses dans un bloc.
Pour une blockchain traitant des activités financières, ce leader occupe une position privilégiée. S’il décide de ne pas inclure une transaction, il ne reste qu’à attendre le prochain leader prêt à l’accepter. Dans un réseau permissionless, les leaders sont incités à extraire de la valeur, un phénomène désigné par MEV. Le MEV dépasse le simple sandwiching des trades sur les AMM. Le fait même qu’un leader puisse retarder l’inclusion d’une transaction de quelques millisecondes peut lui rapporter d’importants profits et nuire à l’efficacité des applications. Un carnet d’ordres qui privilégie un sous-ensemble de transactions crée un déséquilibre pour les autres traders. Dans le pire des cas, le leader peut être si hostile que les traders quittent la plateforme.
Supposons qu’une hausse des taux fasse chuter le prix de l’ETH de 5 % immédiatement. Tous les market makers cherchent à annuler leurs ordres en cours et à en placer de nouveaux aux nouveaux prix. Parallèlement, tous les arbitragistes soumettent un ordre de vente sur les anciens ordres. Si ce carnet d’ordres fonctionne sur un protocole à leader unique, celui-ci dispose d’un pouvoir considérable. Il peut censurer toutes les annulations des market makers, laissant les arbitragistes engranger des profits importants, ou retarder ces annulations jusqu’à l’exécution des transactions d’arbitrage. Le leader peut même insérer ses propres transactions d’arbitrage pour exploiter l’écart de prix.
Un dilemme : résistance à la censure et masquage
Face à de tels avantages, il devient économiquement risqué pour les market makers de participer activement ; à chaque mouvement de prix, ils risquent d’être désavantagés. Le problème réside dans le fait que le leader dispose de deux privilèges majeurs : 1) il peut censurer les transactions des autres, et 2) il peut consulter les transactions des autres et ajuster les siennes en conséquence. Chacune de ces situations peut être catastrophique.
Un exemple
Prenons l’exemple suivant : une enchère avec deux enchérisseurs, Alice et Bob, où Bob est également le leader du bloc concerné. (Le fait qu’il n’y ait que deux enchérisseurs est illustratif ; le raisonnement s’applique quel que soit leur nombre.)
L’enchère accepte les offres pendant la durée de production du bloc, de t=0 à t=1. Alice soumet une offre bA à tA et Bob soumet une offre bB à tB > tA. Puisque Bob est le leader, il agit toujours en dernier. Alice et Bob disposent d’une source d’information en temps réel sur le prix de l’actif (par exemple, le prix médian sur un exchange centralisé). Au temps t, le prix est pt. On suppose que le prix attendu à t=1 est toujours pt. Les règles sont simples : la meilleure offre entre Alice et Bob remporte l’enchère et paie son offre.
La nécessité de la résistance à la censure
Si Bob peut censurer l’offre d’Alice, l’enchère devient caduque. Bob peut alors proposer un montant minimal et être certain de gagner, faute de concurrence. L’enchère se solde alors par un revenu quasi nul.
La nécessité du masquage
Si Bob ne peut pas censurer l’offre d’Alice mais peut la consulter avant de faire la sienne, il adopte une stratégie simple : il vérifie si ptB > bA. Si c’est le cas, il propose juste au-dessus de bA, sinon il ne propose rien. Ainsi, Alice se retrouve systématiquement désavantagée. Elle ne gagne que si son offre dépasse la valeur attendue de l’actif, auquel cas elle réalise une perte et aurait intérêt à ne pas participer. En l’absence de concurrence, Bob peut à nouveau proposer un montant minimal et remporter l’enchère, qui ne génère alors aucun revenu.
La leçon à retenir est que la durée de l’enchère n’a aucune importance. Tant que Bob peut soit censurer l’offre d’Alice, soit la consulter avant de faire la sienne, l’enchère est vouée à l’échec.
Les mêmes principes s’appliquent à tout marché à haute fréquence, qu’il s’agisse de Spot Trading, de perps ou de produits dérivés : si un leader dispose du pouvoir de Bob, il peut provoquer l’effondrement du marché. Pour que les produits onchain répondant à ces usages soient viables, il ne faut pas accorder de tels pouvoirs au leader.
Ce scénario dresse un tableau sombre du trading onchain sur tout protocole permissionless à leader unique. Pourtant, les volumes des DEX sur de nombreux protocoles à leader unique restent élevés : comment l’expliquer ?
Deux facteurs principaux limitent ces problèmes dans la pratique :
- Les leaders n’exploitent pas pleinement leur pouvoir économique, car ils sont généralement fortement investis dans la réussite de la blockchain sous-jacente ;
- Les applications ont mis en place des solutions pour réduire leur vulnérabilité.
Si ces deux facteurs ont permis à la DeFi de fonctionner jusqu’à présent, ils ne suffiront pas à rendre les marchés onchain vraiment compétitifs face à leurs équivalents offchain à long terme.
Pour être leader sur une blockchain à forte activité économique, il faut disposer d’un important montant de stake, soit en le possédant, soit en ayant la réputation nécessaire pour recevoir des délégations. Les grands opérateurs de nœuds sont donc des entités connues, dont la réputation est en jeu. Ce stake leur donne aussi un intérêt financier à la réussite de la blockchain. Pour cette raison, on n’a que rarement observé des leaders exploitant pleinement leur pouvoir de marché. Mais cela ne signifie pas que le problème n’existe pas.
Fonder la robustesse du système sur la bonne volonté des opérateurs de nœuds et sur la pression sociale n’est pas une base solide pour la finance de demain. À mesure que l’activité onchain augmente, les profits potentiels pour les leaders augmentent, mettant à l’épreuve la capacité du tissu social à encadrer leur comportement.
Le degré d’exploitation du pouvoir de marché par les leaders est variable, allant de comportements bénins à l’effondrement du marché. Les opérateurs de nœuds peuvent tester les limites pour maximiser leurs profits. Lorsque certains repoussent ces limites, d’autres suivent rapidement. Le comportement d’un nœud isolé peut sembler anodin, mais quand tous changent, l’impact est significatif.
Un exemple frappant : les jeux de timing, où les leaders retardent l’annonce d’un bloc jusqu’à la dernière limite valide pour obtenir plus de récompenses. Cela peut allonger le temps de production des blocs et entraîner des blocs manqués si un leader est trop agressif. Bien que la rentabilité de ces stratégies soit connue, les leaders s’en abstenaient pour préserver la gestion de la blockchain. Mais cet équilibre social était fragile : dès qu’un opérateur a commencé à exploiter ces stratégies sans conséquence, d’autres ont suivi. Les jeux de timing ne sont qu’un exemple ; il existe d’autres moyens pour les leaders d’augmenter leurs profits au détriment des applications. Pris isolément, ces comportements peuvent être tolérables, mais à terme, les coûts de l’onchain dépassent les bénéfices.
Autre facteur ayant maintenu la DeFi fonctionnelle : le déplacement d’une partie de la logique applicative offchain, avec publication des résultats onchain. Par exemple, les protocoles qui doivent organiser rapidement une enchère le font offchain, souvent sur un ensemble de nœuds permissionnés. UniswapX exécute ainsi son enchère hollandaise offchain pour remplir des trades sur Ethereum mainnet, et Cowswap réalise ses enchères batch offchain. Si cela fonctionne pour les applications, cela met en péril la proposition de valeur de l’onchain : la couche de base ne sert plus qu’au règlement. L’un des atouts majeurs de la DeFi est la composabilité. Si toute l’exécution se fait offchain, les applications vivent dans des environnements isolés. S’appuyer sur l’exécution offchain ajoute aussi de nouveaux postulats de confiance : il ne suffit plus de compter sur la disponibilité de la blockchain, il faut que l’infrastructure offchain soit également opérationnelle.
Pour remédier à ces problèmes, deux propriétés sont nécessaires au niveau du protocole : une inclusion et un ordonnancement cohérents des transactions, ainsi qu’une confidentialité avant confirmation (pour une définition rigoureuse, voir https://arxiv.org/abs/2509.23984, définitions 9 et 11).
Désidératum n°1 : Résistance à la censure
La première propriété est la résistance à la censure à court terme. Un protocole est résistant à la censure à court terme si toute transaction atteignant un nœud honnête est garantie d’être incluse dans le prochain bloc possible :
Résistance à la censure à court terme : Toute transaction valide parvenant à temps à un nœud honnête sera assurément incluse dans le prochain bloc possible.
Plus précisément, le protocole fonctionne sur une horloge fixe, chaque bloc étant produit à des intervalles déterminés, par exemple toutes les 100 ms. On souhaite que, si une transaction atteint un nœud honnête à t=250 ms, elle soit incluse dans le bloc produit à t=300 ms. Un adversaire ne doit pas pouvoir sélectionner les transactions à inclure. L’objectif est que les utilisateurs et applications disposent d’un moyen fiable de valider leurs transactions à tout moment. Un nœud unique ne doit pas pouvoir empêcher la réalisation d’un trade, que ce soit par malveillance ou incident.
Si cette définition exige une garantie d’inclusion pour toute transaction atteignant un nœud honnête, sa mise en œuvre peut être coûteuse. L’essentiel est que le protocole soit suffisamment robuste pour que les points d’entrée onchain soient prévisibles et faciles à comprendre. Un protocole permissionless à leader unique ne satisfait pas à cette propriété : si le leader est byzantin, il n’existe aucun autre moyen de valider une transaction. Mais même un ensemble de quatre nœuds garantissant l’inclusion à chaque slot améliore considérablement la situation. Il vaut parfois mieux sacrifier un peu de performance pour garantir la fiabilité des applications. Il reste à trouver le bon équilibre entre robustesse et performance, mais les garanties actuelles sont insuffisantes.
Une fois l’inclusion garantie, l’ordonnancement devient secondaire. Les protocoles peuvent utiliser n’importe quelle règle déterministe pour garantir l’ordre, par exemple la priorité des frais ou laisser les applications ordonner les transactions qui interagissent avec leur état. La meilleure façon d’ordonner les transactions reste un sujet de recherche, mais les règles d’ordonnancement ne comptent que si les transactions aboutissent.
Désidératum n°2 : Masquage
La seconde propriété essentielle est la confidentialité du protocole, ou masquage.
Masquage : Aucune partie, sauf le nœud auquel la transaction est soumise, ne doit avoir connaissance d’une transaction avant que son inclusion ne soit finalisée.
Un protocole doté de cette propriété peut permettre à un nœud de voir en clair les transactions qui lui sont soumises, mais le reste du protocole reste aveugle jusqu’à la fin du consensus et l’ordre de la transaction dans le registre finalisé. Par exemple, le protocole peut utiliser un chiffrement à délai ou à seuil pour masquer le contenu du bloc jusqu’à confirmation.
Ainsi, un nœud peut abuser de l’information des transactions reçues, mais le reste du protocole n’en a pas connaissance avant la finalisation. Lorsque l’information est révélée au réseau, la transaction est déjà ordonnancée et confirmée, empêchant tout front-running. Pour que cette définition soit utile, il faut que plusieurs nœuds puissent valider des transactions à chaque slot.
Nous écartons la notion plus stricte où seul l’utilisateur connaît sa transaction avant confirmation (comme dans les mempools chiffrés), car le protocole doit pouvoir filtrer les transactions indésirables. Si le contenu est totalement caché, impossible de distinguer le spam. On pourrait divulguer des métadonnées (comme l’adresse du payeur de frais), mais cela peut suffire à un adversaire pour agir. Nous préférons qu’un seul nœud ait la visibilité totale, mais aucun autre. Cela suppose toutefois qu’un utilisateur dispose d’au moins un nœud honnête comme point d’entrée pour valider une transaction à chaque slot.
Un protocole à la fois résistant à la censure à court terme et doté de la propriété de masquage est la base idéale pour des applications financières. Dans notre exemple d’enchère onchain, ces deux propriétés éliminent les risques utilisés par Bob : il ne peut ni censurer l’offre d’Alice, ni s’en servir pour ajuster la sienne, résolvant ainsi les deux problèmes identifiés. (Pour plus de détails, voir cette prépublication récente.)
Grâce à la résistance à la censure à court terme, toute transaction — trade ou enchère — est assurée d’une inclusion quasi instantanée. Les market makers peuvent modifier leurs ordres, les enchérisseurs placer leurs offres rapidement, et les liquidations s’effectuer efficacement. Les utilisateurs sont certains que toute action sera immédiatement exécutée. Cela permettra à la prochaine génération d’applications financières temps réel et à faible latence d’être entièrement construites onchain. Pour que les blockchains rivalisent réellement avec l’infrastructure financière existante, il faut aller bien au-delà du simple débit.
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