À quelle fréquence avez-vous passé de précieuses minutes à essayer d’effectuer des transactions sur Ethereum ou dépensé beaucoup d’essence ($) lorsqu’il y avait trop de trafic ? Mais n’ayez crainte. Il existe une solution à la lenteur des transactions et au coût élevé du gaz, en introduisant des preuves de connaissance nulle (ZKP).

Histoire

Le concept de ZKP est une application fascinante de la cryptographie qui permet à une partie de prouver à une autre partie qu'une déclaration est vraie sans révéler d'informations supplémentaires au-delà de la validité de la déclaration elle-même.

Le premier article présentant le concept de ZKP a été publié en 1985 par Shafi Goldwasser et Silvio Micali du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Leur article « Probabilistic Encryption » démontrait qu'il était possible de prouver les propriétés spécifiques d'un nombre sans révéler le nombre lui-même ni aucune information supplémentaire à son sujet. Cette découverte révolutionnaire a ouvert la voie au développement des ZKP en tant qu’outil essentiel de la cryptographie moderne.

Comment ça marche (ELI5)

Concept : prouveurs et vérificateurs

Dans les preuves sans connaissance, les rôles fondamentaux sont ceux des prouveurs et des vérificateurs. Les prouveurs visent à convaincre les vérificateurs qu'ils possèdent la connaissance d'un secret particulier, sans révéler le secret lui-même. Les vérificateurs, à leur tour, tentent de vérifier les affirmations des prouveurs sans connaître le secret. Cela se fait en demandant aux prouveurs d'effectuer des tâches qui ne peuvent être accomplies que s'ils possèdent le secret. Le moyen le plus simple de prouver que vous savez quelque chose sans le révéler peut être montré avec le souvent utilisé « Où est Waldo ? exemple.

Vous et un ami voulez retrouver Waldo. Vous savez où se trouve Waldo sur l’image, mais votre ami ne vous croit pas. Comment prouver à votre ami que vous savez où se trouve Waldo sans révéler sa position ?

Vous prenez un énorme morceau de papier pour recouvrir toute l'image, montrant à votre ami l'image de Waldo à travers une découpe. Vous pouvez prouver que vous connaissez l'emplacement de Waldo, mais votre ami ne saura pas où se trouve Waldo puisque les coordonnées exactes de Waldo par rapport à l'image lui seraient encore inconnues.

Il s’agit d’une simple analogie avec un ZKP. Quiconque voit Waldo à travers le trou a la preuve que Waldo existe et que le prouveur sait où il se trouve, sans divulguer aucune autre information.

ZKP dans la blockchain

Bien que la blockchain nous ait apporté de grands avantages tels que la transparence, l’immuabilité et la décentralisation, les blockchains publiques actuelles manquent totalement de toute confidentialité, ce qui serait parfois « agréable à avoir ». Cependant, en combinant les ZKP avec la technologie blockchain, les projets peuvent désormais traiter davantage de transactions plus rapidement, tout en préservant la sécurité des données des utilisateurs. Il permet également d’effectuer des calculs complexes sans révéler de données sensibles. Les ZKP offrent flexibilité et choix aux utilisateurs qui souhaitent contrôler et liberté sur leurs informations. Il est donc logique que, lorsqu’ils sont combinés, la blockchain et les ZKP aient de multiples utilisations.

Les cas d'utilisation des ZKP sont :

  • ZKP augmente la confidentialité des utilisateurs en évitant de révéler des informations personnelles dans les blockchains publiques.

  • ZKP renforce la sécurité des informations en remplaçant les méthodes d'authentification inefficaces. ZKP élimine de nombreuses faiblesses en permettant aux utilisateurs de prouver la propriété ou l'accès aux données sans révéler d'informations sensibles.

  • ZKP augmente le débit et l'évolutivité de la blockchain. ZKP répond à certains défis d'évolutivité associés à la technologie blockchain en permettant des transactions plus rapides et plus sécurisées.

Exemples de principaux projets de blockchain basés sur ZK

Voici quelques-uns des protocoles blockchain les plus populaires qui utilisent la technologie ZK :

Stockage décentralisé utilisant zk-SNARK

  • Filecoin : Filecoin est le plus grand réseau zk-SNARK déployé à ce jour. Filecoin utilise les SNARK à la fois pour la preuve de réplication (PoRep) et la preuve d'espace-temps (PoSt), qui sont les principaux protocoles cryptographiques dont dépend le réseau. Filecoin a levé un total de 258,2 millions de dollars de financement sur 7 tours. Leur dernier financement était une offre initiale de pièces de monnaie de 205,8 millions de dollars. Le jeton FIL de Filecoin se négocie actuellement à 7 $ et a une capitalisation boursière de 2,7 milliards de dollars. Le stockage de Filecoin est en direct et les développeurs utilisent les API ou les bibliothèques pour envoyer des données aux assistants de stockage. En coulisses, les assistants de stockage reçoivent les données et gèrent les processus sous-jacents pour les stocker de manière fiable et décentralisée.

Projets de confidentialité

  • Aztec Network : Aztec Network est le premier ZK-rollup privé sur le réseau Ethereum. Il s'agit d'un moteur de confidentialité que les DApp utilisent pour accéder à la confidentialité et à l'évolutivité. Aztec a levé 119,1 millions de dollars de financement en 4 tours. Leur dernier financement s'élevait à 100 millions de dollars provenant d'un cycle de série B dirigé par A16z. Aztec Connect, qui permet aux utilisateurs d'interagir avec Ethereum DeFi Dapps, est en direct sur le réseau principal Ethereum. Il n’y a pas de token pour Aztec, mais un airdrop est possible.

Zk-rollups

Le principal défi auquel Ethereum est confronté est l’évolutivité. Il s’agit d’un problème critique car il limite le nombre de personnes pouvant utiliser le réseau et rend également les transactions plus coûteuses en raison de la forte demande de stockage en chaîne et de ressources informatiques.

La technologie Rollup gagne du terrain à un rythme rapide. Les rollups sont des contrats intelligents qui réduisent les besoins de calcul et de stockage d’Ethereum pour valider un bloc de transaction. Pour ce faire, les rollups regroupent un ensemble de transactions en une seule ; C'est le travail du contrat intelligent roll-up de les démonter et de vérifier tous les transferts détenus en une seule transaction avant qu'ils ne soient envoyés sous forme de nouveau bloc à Ethereum. Il existe deux catégories principales de cumuls L2 : les cumuls optimistes (cumuls OP) et les cumuls sans connaissance (cumuls ZK).

  • Optimiste : suppose que les transactions sont valides par défaut, mais qu'il faudra annuler les transactions d'il y a 7 jours maximum si quelqu'un peut prouver qu'une transaction n'est pas valide.

  • ZK - exécute le calcul hors chaîne et soumet une preuve de validité à la chaîne. Il utilise une cryptographie avancée pour prouver qu’il n’y a pas de fraude.

Il existe des compromis complexes entre les deux types de cumuls.

Les rollups ZK peuvent augmenter considérablement le débit des transactions d'Ethereum tout en maintenant la sécurité et la décentralisation. Ils utilisent deux contrats, le contrat principal et le contrat de vérificateur, et une machine virtuelle hors chaîne pour traiter des lots de transactions et valider des preuves sans connaissance.

L'exactitude des preuves de validité dans les zk-rollups peut être garantie avec une preuve mathématique sans retard dans la finalité de la transaction. Par conséquent, les rollups ZK sont considérés par beaucoup comme une solution finale potentielle à la mise à l’échelle d’Ethereum.

  • zkSync : zkSync est une solution de mise à l'échelle et de confidentialité sans confiance pour Ethereum basée sur ZK Roll-up, conçue pour apporter un débit à l'échelle VISA de milliers de transactions par seconde à Ethereum tout en gardant les fonds aussi sécurisés que dans les comptes L1 sous-jacents et en maintenant un degré élevé de résistance à la censure. Matter Labs est la société derrière zkSync. Au total, Matter Labs a levé 458 millions de dollars. Leur dernier financement était un cycle de série C de 200 millions de dollars mené par Blockchain Capital. Le testnet public zkSync est actuellement en ligne. Il n'y a pas de jeton zkSync, mais de nombreuses rumeurs font état d'un parachutage à venir.

  • Polygon est devenu l'une des solutions de mise à l'échelle de la blockchain les plus remarquables. Polygon, d'abord connu sous le nom de Ethereum Sidechain, est devenu une solution à l'échelle domestique. Polygon a levé 451,5 millions de dollars de financement en 8 tours. Leur dernier tour de table était un tour de table de série D de 450 millions de dollars mené par Sequoia Capital. Le jeton Matic de Polygon a une capitalisation boursière de 11 milliards de dollars et se négocie actuellement à 1,22 $. Polygon est devenu un couteau suisse pour résoudre les problèmes d’évolutivité d’Ethereum. zkEVM de Polygon est une solution d'évolutivité décentralisée Ethereum Layer 2 qui utilise des preuves cryptographiques sans connaissance. Son lancement est prévu fin mars prochain et promet d'offrir une exécution de contrats intelligents compatible avec Ethereum à une vitesse plus élevée et à moindre coût. Restez à l'écoute