De nombreuses personnes pensent que la blockchain peut transformer des secteurs allant de la finance aux chaînes d’approvisionnement en passant par les soins de santé et bien plus encore. Pourtant, bien qu’elle existe depuis plus d’une décennie, des défis continuent d’entraver l’adoption de la blockchain, l’un des plus urgents étant celui de savoir comment évoluer pour prendre en charge des millions de transactions.
Cherchant à relever ce défi une fois pour toutes, les ZK-Rollups, ou Zero-Knowledge Rollups, sont un concept extrêmement prometteur qui vise à augmenter considérablement le débit des blockchains. Les ZK-Rollups sont des solutions de mise à l'échelle de couche 2 qui tirent parti des preuves de connaissance nulle pour offrir des avantages qui vont au-delà de la simple augmentation du débit, offrant également aux utilisateurs une confidentialité totale.
ZK-Rollups : le concept de base expliqué
Les Zk-Rollups utilisent un réseau de couche 2 situé au-dessus de la blockchain principale, où les transactions peuvent être déchargées et regroupées avant d'être traitées comme une transaction massive, de retour sur la chaîne principale. Ils utilisent des preuves ZK pour masquer les détails de la transaction, vérifiant leur exactitude à l'aide d'une « preuve de validité » soumise à la chaîne principale. De cette manière, ils réduisent la charge globale sur la chaîne principale, lui permettant de traiter beaucoup plus de transactions. Un autre avantage est la réduction significative des frais de gaz, car ces coûts sont répartis sur toutes les transactions regroupées.
La sauce secrète des ZK-Rollups est le zk-SNARK, ou Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge, qui est une technique cryptographique qui permet à une partie de prouver à une autre qu'une transaction est exacte, sans en révéler aucune. détails de cette transaction.
En un mot, les ZK-Rollups fonctionnent comme ceci :
Les utilisateurs soumettent leur transaction au contrat ZK-Rollup
L'opérateur traite ces transactions hors chaîne avant de les agréger en lots
Il génère ensuite une preuve de validité pour l'ensemble du lot à l'aide de zk-SNARKS
Cette preuve, ainsi que l'état final du Rollup une fois que toutes les transactions ont été traitées, sont soumises au réseau principal.
Le réseau principal vérifie la preuve de validité et met à jour tous les portefeuilles impliqués dans ce lot de transactions.
Enfin, les utilisateurs peuvent ensuite retirer leurs fonds du contrat intelligent rollup.
Les avantages des ZK-Rollups
Les ZK-Rollups offrent des avantages significatifs par rapport aux anciennes techniques de mise à l’échelle telles que les sidechains et les « Optimistic Rollups » qui ouvrent actuellement la voie sur Ethereum.
Tout comme les ZK-Rollups, les Optimistic Rollups traitent également les transactions hors chaîne et les regroupent en lots à soumettre à la chaîne de relais. Mais plutôt que d’utiliser des preuves ZK, ils utilisent un mécanisme anti-fraude dans lequel les transactions sont considérées comme valides, à moins que quelqu’un ne les conteste. Cela nécessite l'utilisation d'une « fenêtre » ou d'une période de temps pendant laquelle chacun est libre de vérifier les transactions, et de lancer un défi s'il découvre que quelqu'un triche. Si le défi réussit, la transaction frauduleuse est annulée et le challenger gagne une récompense.
Les sidechains sont une alternative. Ce sont des réseaux blockchain indépendants qui fonctionnent en parallèle avec le réseau principal, utilisant leurs propres mécanismes de consensus qui leur permettent de traiter eux-mêmes les transactions. Ils se connectent au réseau principal à l’aide d’une « cheville bidirectionnelle », qui permet le transfert d’actifs entre les deux chaînes.
Les ZK-Rollups offrent des avantages convaincants par rapport aux rollups optimistes et aux sidechains :
Finalité accrue des transactions par rapport aux cumuls optimistes, car l'utilisation de preuves ZK signifie qu'elles peuvent être vérifiées instantanément lors de leur soumission au réseau principal. La période de défi avec Optimistic Rollup signifie que les transactions seront toujours retardées.
Une plus grande sécurité par rapport aux Sidechains car elles héritent de la sécurité du réseau principal sous-jacent grâce à leur utilisation de preuves de validité. Les sidechains s’appuient sur leurs propres modèles de sécurité, qui sont beaucoup plus faibles que les blockchains établies comme Ethereum.
Les frais de gaz réduits sont un autre avantage des ZK-Rollups par rapport aux Sidechains. Étant donné que de nombreuses transactions sont regroupées en une seule, qui est ensuite traitée sur la chaîne principale, les frais de gaz payés à Ethereum peuvent être partagés entre toutes les transactions du lot. Les sidechains ne peuvent pas faire cela. Ils traitent toujours chaque transaction de manière indépendante, ce qui signifie que l'utilisateur paie la totalité des frais de transaction.
Quel est l’état des ZK-Rollups ?
Plusieurs projets amènent les ZK-Rollups au grand public. L'un des plus prometteurs est le réseau modulaire zkEVM Layer-2, Prom ZkEVM, qui a créé une solution prenant en charge Ethereum, les blockchains compatibles EVM et les blockchains non EVM.
Ce support étendu est essentiel pour Prom ZkEVM, car sa mission est d'assurer l'interopérabilité entre toutes les principales blockchains. Son architecture lui permet de soumettre simultanément des preuves de validité à deux blockchains à la fois.
L'utilisation par Prom ZkEVM de la technologie récursive STARK s'est avérée à la fois extrêmement évolutive et très économique, tandis que son haut degré d'interopérabilité simplifie la vie des développeurs Web3. De plus, il prend également en charge les fonctionnalités « d'abstraction de compte » activées par la norme ERC-4337, afin que les dApps puissent implémenter des fonctionnalités conviviales telles que les méthodes traditionnelles de récupération de compte par courrier électronique.
zkSync est un autre grand nom dans l'espace ZK-Rollup. En tant que l'une des premières implémentations de ZK-Rollup, elle présente un avantage significatif en tant que premier arrivé qui a contribué à propulser son adoption, en convainquant des centaines de développeurs dApp avec sa promesse de 2 000 transactions par seconde.
Ces vitesses impressionnantes sont soutenues par une sécurité renforcée, dont zkSync hérite d'Ethereum, et par de faibles frais de transaction. De plus, de nombreux développeurs considèrent que les cumuls matures de zkSync sont plus faciles à mettre en œuvre, ce qui signifie que les dApps peuvent prendre en charge des transferts d'actifs sans friction entre les chaînes EVM, sans aucune latence.
Les ZK-Rollups plus spécialisés tels que Immutable X se concentrent sur des cas d'utilisation de niche au sein d'Ethereum, tels que les jeux Web3. Il est destiné aux jeux blockchain qui utilisent les NFT comme personnages, armes et accessoires dans le jeu. Dans de nombreux jeux, ces actifs sont extrêmement bon marché, il est donc nécessaire de maintenir les frais de transaction au minimum. C'est pourquoi Immutable X est favorisé par des centaines de jeux blockchain. Il permet aux joueurs d’acheter et de vendre instantanément des actifs à faible coût avec des frais négligeables.
De plus, les joueurs de jeux blockchain doivent pouvoir effectuer des transactions instantanément. Ils veulent pouvoir acheter une nouvelle arme ou un nouvel objet et l'utiliser immédiatement lors de leur prochain jeu. Immutable X fait cela, offrant une vitesse incroyable de 9 000 transactions par seconde. Comme avantage supplémentaire, Immutable X affirme que les NFT sur son réseau sont neutres en carbone grâce à son mécanisme de consensus de preuve de participation très efficace.
Évolutivité de la blockchain atteinte
L'avancement de projets tels que Prom ZkEVM, zkSync et Immutable X démontre comment les ZK-Rollups ont atteint le niveau de maturité requis pour que la technologie se généralise. Les ZK-Rollups offrent plus que de simples promesses : ils transforment activement les blockchains, leur permettant d'atteindre une grande échelle tout en améliorant la sécurité et la confidentialité de chaque utilisateur.
En utilisant les capacités de pointe des ZK-proofs, les ZK-Rollups fournissent aux dApps un moyen puissant, polyvalent, sécurisé et préservant la confidentialité d'évoluer sur n'importe quelle blockchain.
