Dans cet article, nous explorons le projet cryptographique innovant Citrea, qui construit une solution de mise à l'échelle ZKrollup sur la blockchain Bitcoin, en tirant parti de la technologie de preuve de connaissance nulle et de la pile BitVM.
Ce type de réseaux de deuxième couche appelé « Zero Knowledge Rollup » permet d'améliorer considérablement l'évolutivité et l'interopérabilité de Bitcoin, d'une manière similaire à ce qui se passe sur Ethereum, en encapsulant plus de données et de transactions en dehors de celui-ci, puis en ramenant un seul lot. à la chaîne principale, qui fait office de couche de disponibilité des données (DA).
Voyons en détail comment fonctionne Citrea et comment il peut faire évoluer les performances du Bitcoin.
Citrea prépare le lancement du premier ZKrollup sur la blockchain Bitcoin : des avantages en termes d'interopérabilité et de scalabilité
Citrea est le premier ZKrollup construit sur la blockchain Bitcoin, conçu par le développeur Orkun Kilic, qui, en combinant le concept de preuves informatiques sans connaissance et l'idée derrière BitVM, tente d'améliorer l'évolutivité et l'interopérabilité du premier réseau cryptographique jamais construit.
Dans une récente interview avec Bitcoin Magazine, Orkun a expliqué les motivations qui l'ont poussé à intégrer ZKproofs dans une blockchain aussi « obsolète » avec de fortes limitations sur la taille des blocs et les capacités de script.
Le développeur estime que Bitcoin offre la meilleure infrastructure en termes de résistance à la censure et de sécurité cryptographique, et que grâce aux changements de code historiques proposés avec SegWit et Taproot, il est enfin possible d'inscrire des données dans des transactions individuelles, en utilisant le réseau comme disponibilité de données. couche.
Voici les mots d'Orkun dans l'interview :
« Ce que vous pouvez faire avec Bitcoin au-delà des simples paiements est aujourd’hui extrêmement limité. Nous voulons faire davantage en utilisant la sécurité de l’espace de bloc de Bitcoin.
Tout comme sur Ethereum, le concept de modularité peut résoudre les problèmes d’une blockchain qui souffre de performances limitées en termes d’évolutivité et d’interopérabilité externe comme Bitcoin.
Les ZKrollups aident à supprimer une partie du travail de calcul de l'infrastructure en déplaçant le traitement des transactions en dehors du réseau principal, en regroupant les données autour d'un seul lot qui est ensuite renvoyé, réduisant ainsi le temps et les coûts de validation.
En créant un cumul, les développeurs peuvent personnaliser leur pile pour créer diverses applications, telles que le cumul de paiement, le cumul de jeux et le cumul EVM. Cette flexibilité permet différentes optimisations qui pourraient faire évoluer les blockchains sans nécessiter de modifications du protocole principal.
Tous ces avantages sont cependant également contrecarrés par certaines limites : en effet, l’utilisation du Bitcoin comme couche de disponibilité des données (une pratique qui découle du concept de BitVM) nécessite des compromis structurels, car la chaîne Bitcoin est très coûteuse et inefficace. pour effectuer ce genre d'opérations.
Voyons plus précisément dans le paragraphe suivant en quoi consistent ces compromis et comment Citrea réussit à intégrer un zkrollup à la blockchain Bitcoin.
En attendant, Citrea vient de lancer le devnet public pour les développeurs et les utilisateurs, marquant une étape historique concernant l'utilisation du Bitcoin comme couche DA et l'expansion vers de nouveaux horizons cryptographiques.
1/6 Aujourd'hui, Citrea Public Devnet est mis en ligne pour les développeurs et les utilisateurs 
Ce lancement marque la première fois que Bitcoin est testé en tant que couche de disponibilité des données, ce qui en fait la base d'un écosystème financier dynamique.
Essayez le premier rollup ZK de Bitcoin 
https://t.co/n4V9tbpGjI pic.twitter.com/e7fIyTwXor
– Citrea (@citrea_xyz) 5 juin 2024
Sécurité et confiance minimisée : la première étape pour agréger les preuves zk
La mise en œuvre d’un ZKrollup sur la blockchain Bitcoin, bien qu’elle garantisse une sécurité sans précédent, offre simultanément une évolutivité moindre par rapport aux autres infrastructures et des limitations au niveau de l’architecture on-chain.
Il est donc essentiel d’exploiter Bitcoin en tant que niveau DA uniquement lorsque cela est strictement nécessaire (lorsqu’une sécurité maximale est requise), tandis que pour les applications nécessitant un débit élevé et de faibles coûts, il est préférable d’utiliser d’autres couches telles que Celestia.
De plus, l’incompatibilité avec EVM crée des problèmes lorsque les pièces doivent être déplacées en dehors de Bitcoin : Citrea résout cette étape avec « Clementine », un ancrage bidirectionnel basé sur BitVM qui vérifie de manière optimiste les preuves ZK. Ce mécanisme regroupe les preuves Bitcoin, réduisant ainsi le besoin de règlements fréquents.
1/5 Aujourd'hui on vous dévoile Clémentine – Le programme d'ancrage bidirectionnel à confiance minimisée basé sur BitVM de Citrea.
Grâce à Clementine, Bitcoin disposera du mécanisme d’ancrage bidirectionnel le plus sécurisé et le plus fiable possible aujourd’hui sans nécessiter de soft fork.
https://t.co/sOGSL7s8yC
– Citrea (@citrea_xyz) 21 mars 2024
Avec Clementine, il est donc possible de vérifier les preuves ZK de manière pratique et sécurisée, offrant une solution en termes d'évolutivité et d'interopérabilité qui voit l'agrégation des preuves zk au sein de lots individuels.
L'idée principale derrière Clementine est de fournir des règlements optimistes pour les cumuls ZK, car la stabilisation de tous les lots à chaque bloc s'avère être une pratique très coûteuse sur Bitcoin. En enregistrant ainsi périodiquement les données et en agrégeant les preuves, Clémentine s'assure que l'état reste précis et sécurisé.
Dans un premier temps, en attendant que le transfert des données de L1 vers L2 et leur synchronisation deviennent plus économiques, il faudra introduire une couche de confiance externe, cependant minimisée au maximum : d'où la notion de « confiance minimisée ».
Dans ces premiers stades de développement de Citrea, un opérateur externe prendra dans un premier temps en charge de sa propre poche les demandes de retrait des utilisateurs, puis regroupera les preuves nécessaires dans une seule présentation au réseau. Si d'autres opérateurs soupçonnent que le sujet se livre à des actions malhonnêtes, ils peuvent contester la soumission et la faire supprimer du réseau.
Cette configuration introduit une hypothèse de confiance minimisée dans laquelle un seul participant doit être honnête pour assurer la sécurité.
À cet égard, Orkun a souligné que :
"Il s'agit d'une amélioration significative par rapport aux modèles traditionnels qui nécessitent un consensus majoritaire pour la sécurité."
Les rollups permettent aux nœuds de reconstruire leur état en fonction des données publiées sur la couche 1.
Actuellement, les constructions de cumul utilisant Bitcoin pour l'AD et le règlement ne peuvent être que minimisées en termes de confiance.
Mais avec certains opcodes pour Bitcoin, nous pouvons avoir les rollups idéaux décrits par @0x_orkun pic.twitter.com/UKUKO6zIQg
– Citrea (@citrea_xyz) 19 février 2024
La prochaine étape pour Citrea consiste à introduire le volition, c'est-à-dire un modèle hybride qui équilibre la sécurité en chaîne et la rentabilité hors chaîne, permettant à diverses applications de choisir la méthode de stockage de données la plus appropriée en fonction de besoins spécifiques.
Orkun a terminé l'entretien avec Coindesk en soulignant comment l'utilisation de Bitcoin comme couche de règlement pour la disponibilité des données offre une forte incitation aux mineurs à poursuivre leurs activités, voyant les commissions augmenter pour une sécurité à long terme.