Preuves à divulgation zéro dans le monde de la blockchain : la nouvelle solution pour la confidentialité et la scalabilité

Web3 et l’écosystème blockchain, zero knowledge proofs (ZKP) se présentent comme la solution la plus efficace pour équilibrer confidentialité et transparence des transactions. Le concept de base est simple : prouver quelque chose sans révéler les détails. Pensez à prouver que vous avez droit à un crédit sans montrer votre solde bancaire. C’est ici que réside la puissance des preuves à divulgation zéro.

Comment fonctionnent les preuves à divulgation zéro ?

Basées sur la cryptographie, les zero knowledge proofs permettent une vérification sans partage d’informations via des algorithmes mathématiques. Par exemple, dans une transaction cryptographique, il est possible de valider la validité sans révéler les montants ou les parties impliquées. Cela se fait à l’aide de mécanismes cryptographiques comme le “témoin” et le “challenge-réponse”.

Pour illustrer avec un exemple de labyrinthe : quelqu’un qui le traverse laisse des traces numériques, prouvant sa réussite sans révéler le chemin emprunté. Les zero knowledge proofs fonctionnent selon ce principe.

Avantages principaux des ZKP

Confidentialité améliorée
Montrez que vous possédez ces informations sans révéler les montants, identités de l’expéditeur/destinataire ou préférences de vote DAO.

Sécurité renforcée
Vérifiez la validité de calculs complexes sans faire confiance à la source. Cela élimine le besoin d’intermédiaires, réduisant la surface d’attaque potentielle.

Efficacité accrue
Validation plus rapide que les méthodes traditionnelles, applicable à la gestion de la chaîne d’approvisionnement et à la détection de fraude.

ZK Rollups : la solution à la scalabilité de la blockchain

L’application la plus innovante des zero knowledge proofs dans la blockchain est ZK Rollups. Cette technologie traite des centaines voire des milliers de transactions hors chaîne pour alléger la charge du réseau principal.

Comment ZK Rollups révolutionnent-ils ?

Au lieu d’ajouter chaque transaction à la blockchain principale, ils regroupent un grand nombre en une seule “batch”. Ensuite, en utilisant des preuves à divulgation zéro, ils prouvent que toutes les transactions sont valides (sans révéler les détails) à la chaîne principale.

Dans l’exemple d’Ethereum : en traitant plusieurs transactions hors chaîne dans un seul batch, la capacité du réseau est augmentée. La preuve ZKP de toutes ces transactions est ensuite envoyée à la chaîne principale Ethereum. Cette méthode réduit la charge du réseau, augmente l’efficacité et permet théoriquement de traiter des millions de transactions par seconde.

Elle offre non seulement rapidité, mais aussi confidentialité — ouvrant de nouvelles possibilités pour la DeFi, les NFT et autres applications Web3.

Avantages pratiques des ZK Rollups

Transactions instantanées et faibles coûts
En déplaçant les transactions hors chaîne, elles coûtent beaucoup moins en gaz. La négociation de cryptomonnaies devient plus fluide et économique.

Capacité de millions de transactions
En permettant une scalabilité radicale, elles préparent la blockchain à une adoption massive.

Décentralisation préservée
En ne transmettant qu’une preuve à la chaîne principale, la nature décentralisée de la blockchain est maintenue. La transparence et la confiance augmentent, tandis que l’efficacité s’accroît.

Garantie d’anonymat
Les détails des transactions restent secrets, protégeant la vie privée des utilisateurs et renforçant la confiance dans le système financier.

Applications concrètes des Zero Knowledge Proofs

Dans l’écosystème blockchain

Les ZKP couramment utilisés pour les réseaux de couche 2 peuvent valider la validité des transactions sans révéler de détails sensibles. zk-SNARKs sont connus pour leur efficacité, zk-STARKs pour leur résistance aux menaces quantiques.

Blockchains scalables : ZK-Rollups dépassent les limitations de la couche 1 pour offrir des transactions plus rapides et moins coûteuses.

Vérification de données : Prouver que des données n’ont pas été modifiées sans télécharger tous les fichiers. Par exemple, dans la vérification d’identité : (permis de conduire, passeport), tout en conservant la confidentialité.

Oracles décentralisés : Dans des systèmes comme Chainlink, la vérification de la véracité des données sans révéler leur contenu. La confidentialité est assurée tout en garantissant l’intégrité.

Calcul multipartite sécurisé (MPC) : Effectuer des calculs collaboratifs sans révéler les entrées individuelles. Utile pour l’IA et l’apprentissage automatique tout en protégeant la vie privée.

Gestion des droits numériques : Contrôler l’accès à du contenu sous copyright sans divulguer d’informations sensibles.

Sécurité des messageries : Maintenir l’intégrité des messages via un chiffrement de bout en bout.

Justice dans les jeux en ligne : Prouver qu’un résultat est équitable sans révéler la stratégie ou les données.

Vérification des NFT : Confirmer la propriété et l’authenticité sans révéler l’identité du propriétaire.

Applications générales

Transactions financières
Dans Zcash, l’expéditeur, le destinataire et les montants sont totalement secrets, tout en prouvant la validité de la transaction. La conformité légale est assurée, et les paiements anonymes possibles.

Dossiers de santé
Permet aux patients de contrôler leurs données sensibles. Partage sécurisé pour la recherche ou le traitement, tout en respectant des réglementations comme HIPAA.

Vote électronique
Le vote est vérifié comme étant utilisé correctement, tout en maintenant la confidentialité du choix du votant. Confidentialité et intégrité garanties.

Gestion de la chaîne d’approvisionnement
Prouver l’authenticité et la provenance des produits sans divulguer de secrets commerciaux ou d’informations sensibles.

Évaluation de crédit
Prouver la conformité à certains critères de crédit sans divulguer l’ensemble de la situation financière.

Accès sécurisé aux registres publics
Empêche la divulgation inutile d’informations sensibles, tout en permettant un accès confidentiel aux services publics.

Vérification sans mot de passe
Prouver la possession d’informations sans révéler le mot de passe, minimisant ainsi les risques de piratage.

Stockage dans le cloud
Stocker des données en toute sécurité sans donner un accès complet. La déchiffrement ne se fait qu’avec une autorisation appropriée.

Authentification biométrique
Valider l’identité via empreinte ou reconnaissance faciale sans stocker de données biométriques brutes. Moins de préoccupations sur la vie privée.

Mises à jour logicielles
Prouver qu’une mise à jour est légitime et non modifiée sans partager le code source.

Projets blockchain utilisant la technologie Zero Knowledge

Principaux projets de l’écosystème Ethereum :

Loopring : Utilise ZKP pour regrouper plusieurs transactions en une seule, réduisant les frais de gaz et augmentant la capacité d’Ethereum. Se concentre sur les échanges décentralisés pour une négociation rapide et peu coûteuse.

Zcash : Cryptomonnaie axée sur la confidentialité. Utilise zk-SNARKs pour rendre totalement secrets les montants et les parties, offrant une confidentialité unique.

Filecoin : Réseau décentralisé de stockage, vérifie la sauvegarde et l’intégrité des données sans révéler leur contenu. Clé pour l’écosystème de stockage décentralisé.

StarkWare : Permet aux développeurs de créer des solutions de scalabilité avec ZK-STARKs. Étend la portée de l’écosystème Ethereum.

Immutable X : Se concentre sur les NFT, permettant des échanges presque instantanés et sans gaz sur Ethereum. Plateforme attrayante pour les développeurs de jeux et les joueurs.

Secret Network : Se spécialise dans la confidentialité des smart contracts. Les données et calculs restent secrets, essentiel pour la DeFi privée.

Mina Protocol : Utilise zk-SNARKs pour maintenir une blockchain très compacte, permettant même aux smartphones de participer pleinement.

Aztec Protocol : Permet des opérations DeFi privées, comme le prêt ou l’emprunt confidentiel.

ZKsync : Offre des transactions rapides et sécurisées sur Ethereum, combinant efficacité ZK Rollups et compatibilité avec l’écosystème existant.

Hermez Network : Utilise ZK Rollups pour augmenter la vitesse et réduire les coûts, idéal pour les transactions à fort volume et faible valeur.

Tornado Cash : Utilise zk-SNARKs pour anonymiser les transactions Ethereum, déconnectant les adresses expéditeur et destinataire.

Défis de la technologie ZK

Intensité computationnelle
Générer et vérifier des ZKP demande beaucoup de puissance. Limite leur adoption sur appareils à faibles ressources.

Technologie encore immature
Intégration fluide avec les plateformes blockchain existantes, efficacité et sécurité restent des défis.

Risque de configuration de confiance
zk-SNARKs nécessitent une “configuration de confiance” lors de la génération des paramètres cryptographiques. Toute faille peut compromettre tout le système.

Menace quantique
Les ordinateurs quantiques pourraient casser certains ZKP actuels. Des solutions résistantes aux quantiques sont nécessaires.

Risque de centralisation
Même si ZK Rollups augmente la scalabilité, la validation peut se concentrer chez quelques opérateurs.

Usage malveillant
Confidentialité peut être exploitée pour le blanchiment ou l’évasion fiscale. Nécessité de régulation.

Attaques de ingénierie sociale
Les utilisateurs interagissant avec ZK peuvent être vulnérables au phishing ou à la fraude. La formation et la sensibilisation sont essentielles.

L’avenir des zero knowledge proofs dans la blockchain

Les ZKP et ZK Rollups sont au cœur de l’évolution future de la blockchain. Ils équilibrent confidentialité, sécurité et efficacité, accélérant l’adoption généralisée.

Ils permettent d’anonymiser les transactions tout en protégeant les données personnelles. Validant des calculs complexes sans révéler de détails, ils renforcent la sécurité. Ils peuvent redéfinir les systèmes d’identité décentralisés, établir des calculs multipartites sécurisés, et créer des blockchains résistantes aux quanta.

Il reste des défis — complexité de calcul, maturité technologique, compréhension publique — mais la recherche et le développement peuvent surmonter ces obstacles.

Ce qui importe, c’est que : ZKP n’est pas seulement une prouesse technologique, mais un outil pour redonner le contrôle aux utilisateurs, accélérer la réalisation du potentiel de la blockchain, et construire un avenir numérique où confidentialité, sécurité et scalabilité coexistent.