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Pourquoi le protocole ZKP d'Ethereum est une révolution blockchain

Protocole ZKP d'Ethereum
Mis à jour le 12 Avr. 2022 à 18h10

Les protocoles ZKP (Zero Knowledge Proof) sont une des plus récentes innovations introduites sur les blockchains. Leur arrivée pourrait révolutionner l’écosystème dans son ensemble.

Qu’est-ce que le protocole Zero Knowledge Proof ?

Un protocole ZKP est une blockchain de type layer 2 qui vient se superposer à une autre blockchain dite layer 1 (Bitcoin, Ethereum, Solana). Ces blockchains de seconde couche ont toutes la même ambition : optimiser la scalabilité de leur couche mère.

C’est pour cela que la majorité de ces solutions se concentrent sur Ethereum et Bitcoin (avec Lightning Network) qui ne peuvent gérer respectivement que 15 et 7 transactions par seconde. Les blockchains comme Solana ou Avalanche qui basent leur marketing sur leur scalabilité n’ont en théorie pas besoin de layer 2 pour le moment.

La majorité de ces expérimentations de layer 2 se font d’ailleurs sur Ethereum qui est complètement engorgé, victime de son succès à travers la DeFi et les NFT notamment, et qui facture des frais prohibitifs (15-20$) pour chacune de ses transactions.

Parmi ces innovations, les protocoles de preuve à divulgation nulle de connaissances (ZKP) comme on les appelle en français sont l’une des dernières implémentations du secteur.

Le fondement des ZKP n’est pas nouveau : il a fait son apparition au milieu des années 1980. Il s’agit d’un procédé cryptographique initié par la chercheuse Shafi Goldwasser notamment.

Le principe d’un ZKP est relativement simple à comprendre : il permet à un émetteur de prouver une assertion sans avoir à en révéler le contenu au destinataire. En d’autres termes si j’ai l’équation A x B = 10, il me permet d’affirmer à mon interlocuteur que j’ai bien la solution sans avoir à lui révéler la valeur de A ou de B.

Plusieurs solutions incorporant les ZKP existent mais deux d’entre elles semblent se disputer la suprématie dans l’univers blockchain : les zk-STARKs (Immutable X) et les zk-SNARKs (Z-Cash).

Leurs principes sont les mêmes mais quelques différences subsistent. Par exemple la taille des preuves zk-STARK est plus grosse, donc elles se diffusent moins rapidement et sont plus chères.

Par contre, les zk-STARK sont dites résistantes aux attaques quantiques puisque reposant sur des fonction de hachage, contrairement aux zk-SNARK.

Enfin nous pouvons noter que les solutions zk-SNARK sont plus massivement adoptées par les développeurs (Zcash) puisque là depuis plus longtemps que les zk-STARK (zkSync, Starkware).

Comment fonctionne le protocole ZKP sur Ethereum ?

Les protocoles ZKP d’Ethereum fonctionnent de la manière suivante : le layer 2 va ponctionner une partie des transactions sur Ethereum et effectuer les calculs de ces transactions à une vitesse et pour des frais immensément plus intéressants que sur la couche mère.

Il va ensuite créer un « package » avec des milliers de transactions qu’il va renvoyer à Ethereum sous la forme d’un seul bloc, qui grâce au système de ZKP, n’aura pas besoin de vérifier l’ensemble de ces transactions.

Pourquoi et comment fonctionne cette confiance absolue dans les calculs des ZKP ?

Les ZKP reposent sur des mathématiques complexes et sur des lois probabilistes. Pour faire simple le système vérifie des millions et des millions de fois que son hypothèse n’est pas fausse. Par voie de conséquence avec les lois probabilistes, si pas une seule vérification n’a infirmer l’hypothèse, alors celle-ci peut être considérée comme vraie.

Le ZKP ne transmet ainsi que la preuve de toutes les transactions à sa chaîne mère, qui n’a elle pas besoin de les vérifier une par une.

Pourquoi le protocole ZKP d’Ethereum est une révolution blockchain

L’utilisation des ZKP peut avoir différents objectifs, allant de l’anonymisation des transactions à une gestion de son identité numérique de manière décentralisée en passant par la mise à l’échelle d’un réseau.

Et sur Ethereum c’est justement sur ce dernier point que les ZKP risquent de faire basculer la 2ème crypto dans une toute autre dimension. Ses concepteurs parlent d’une scalabilité multipliée dans un ordre de grandeur de 100 à 100 000 et des frais ridicules par rapport à ceux pratiqués actuellement.

Or Ethereum vampirise déjà une majorité des capitaux (55% de la TVL de la DeFi) en étant excessivement cher et très peu scalable. Imaginez la puissance d’un Ethereum boosté aux ZKP. Grâce à ces innovations il devrait réussir à marcher sur la concurrence pendant encore de nombreuses années.

La fondation Ethereum, consciente de l’enjeu majeur des ZKP pour son avenir, a d’ailleurs déjà subventionné Starkware, un zk-STARK, à hauteur de 12 millions pour assurer le bon développement de l’écosystème.

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- Rédacteur financier
Après avoir découvert la Bourse grâce à Sylvain en 2019, je suis tombé dans le terrier du lapin blanc des cryptos par suite logique. La révolution Bitcoin et l'univers des cryptos me passionnent pour le pouvoir qu'ils redonnent au peuple et la décentralisation qui supprime la mainmise monétaire des Etats.

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