Comprendre simplement la technologie Zero-Knowledge (zk)
Comme beaucoup de domaines, la crypto possède son propre jargon. Parfois déconcertant mais toujours fascinant, ce jargon – une fois décrypté – ouvre la porte à des notions technologiques puissantes, voire révolutionnaires.
Vous faites partie des investisseurs qui souhaitent comprendre la « mécanique » des cryptos ? Dans ce cas, vous avez sûrement déjà lu des articles parlant de « rollup » et de « protocole zk ». Ces termes sont souvent employés en rapport avec la blockchain Ethereum. Mais c’est quoi au juste un rollup ou un protocole zk ?
La preuve Zero-Knowledge (zk)
La technologie Zero-Knowledge permet de valider des transactions et de les enregistrer sur la blockchain (publique par nature) sans pour autant partager des informations confidentielles. Cette technologie équipe par exemple une crypto comme Zcash, connue pour protéger l’anonymat des transactions. Mais la preuve zk est aussi présente sur les solutions blockchain dites de seconde couche comme Polygon (MATIC) ou les rollups.
Qu’est-ce que la preuve Zero-Knowledge ?
« zk » est un acronyme anglais qui signifie « Zero-Knowledge ». En français, cette technologie est traduite par « preuve à divulgation nulle de connaissance ». Zero-Knowledge désigne donc un modèle de preuve à l’image de la PoW (Proof of Work) utilisée sur Bitcoin (BTC) ou la PoS (Proof Of Stake) qui propulse Cardano (ADA).
Comme toute preuve cryptographique, la zk fait appel à des notions mathématiques très complexes. Aussi, comme souvent en crypto, le mieux est plutôt de s’attacher à comprendre la philosophie de la zk.
L’une des caractéristiques principales de la preuve Zero-Knowledge est de ne pas mettre en jeu de partage d’informations sensibles. En fait, cette idée se comprend directement de son nom. « Zero » fait référence au fait qu’aucune information sensible ou pertinente (« knowledge ») n’est divulguée. Mais concrètement comment cela est-il possible ?
Un exemple pour comprendre le principe de la preuve zk
Prenons un exemple simpliste mais qui permet de comprendre le sens de la preuve zk. Imaginons deux personnages appelés Josh et Miriam. Ils ont effectué exactement le même travail et chacun a reçu la paie du jour en cash. Il se demandent alors s’ils ont bien été payés de la même manière. La manière la plus simple pour le savoir est que chacun dise publiquement combien il a gagné. On pourrait rapprocher cette façon de faire à la POW ou POS. Lorsqu’une transaction est enregistrée sur la blockchain, certaines données comme le montant ou les adresses publiques sont alors en accès public.
Mais imaginons maintenant que Josh et Miriam ne se fassent pas confiance et refusent donc de dire ouvertement combien ils ont gagné. Comment faire dans ce cas ? Pour simplifier encore plus l’exemple, disons que Josh et Miriam ne peuvent avoir gagné que 10 €, 20 €, 30 € ou 40 €.
Voici une solution. Josh utilise 4 boîtes fermées à clé : une étiquetée « 10€ », une autre « 20 € », etc. Si Josh possède 20 €, il garde alors uniquement la clé qui ouvre la boîte correspondante. Qu’en est-il de Miriam ? Miriam découpe 4 feuilles. Sur trois feuilles, elle écrit un signe « – » et sur la quatrième un signe « + ». Puis elle se dirige vers les boîtes (Josh n’est pas présent) et glisse une feuille dans chaque boîte. Dans la boîte qui indique son salaire, elle y glisse la feuille comportant le signe « + ».
Josh revient et ouvre la boîte correspondante à l’unique clé qu’il a conservée. S’il y trouve une feuille avec un signe « – », il comprend alors que la paie de Miriam est différente de la sienne. Quand Josh revient vers Miriam avec la feuille « – », Miriam arrive alors à la même conclusion. Josh et Miriam ont donc la réponse à leur interrogation. Pour autant, la confidentialité a été protégée puisque personne ne sait combien gagne l’autre !
La technologie zk et l’Ethereum
La technologie zk équipe certains rollups sur la blockchain Ethereum.
Mais au fait, c’est quoi un rollup ? Quelle que soit sa technologie, la vocation d’un rollup est de réduire le trafic sur la blockchain principale en déviant une partie sur des chains parallèles. De plus, ils permettent de « compresser » les données ce qui diminue le coût d’une transaction. En attendant l’implémentation totale de l’Ethereum 2.0, les rollups sont donc le moyen utilisé par Vitalik Buterin pour améliorer la scalabilité du réseau Ethereum, source de nombreuses critiques.
A l’heure actuelle, pour faire simple, il existe deux principaux types de rollups : Optimistic & Zero-Knowledge. Ces deux types de rollups possèdent des avantages et des inconvénients. Il se distinguent par exemple au niveau du montant de transactions géré, du temps de traitement pour basculer le bloc sur la chaîne principale, et du coût. Au sein de la famille des rollups zk, il existe différents types tels que ZK-SNARK, ZK-STARK et ZKSync. Ce dernier représente à l’heure actuelle le rollup zk le plus évolué.
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