Qu’est-ce qu’un système d’engagement cryptographique ?

Comprendre les schémas d'engagement cryptographiques dans la blockchain

Un système d’engagement cryptographique est un concept fondamental de la cryptographie moderne, particulièrement pertinent pour la blockchain et les systèmes décentralisés. Il permet à une partie de s'engager sur une valeur sans la révéler, tout en garantissant que la valeur ne pourra pas être modifiée ultérieurement. Ce mécanisme joue un rôle crucial dans le maintien de l’équité, de l’intégrité et de la confidentialité dans les différents protocoles de l’écosystème des crypto-monnaies.

Propriétés fondamentales des programmes d'engagement

1. Propriété masquante : La valeur engagée reste secrète jusqu'à ce que le prouveur choisisse de la révéler. Même avec un accès total à l’engagement, un adversaire ne peut pas déterminer l’entrée originale.
2. Propriété de liaison : une fois qu'un engagement est pris, il est impossible, informatiquement, de modifier la valeur sous-jacente. Cela empêche les acteurs malveillants de modifier leur décision après avoir observé des conditions externes.
3. Différents systèmes atteignent différents degrés de sécurité sur la base d'hypothèses mathématiques telles que des logarithmes discrets ou des fonctions de hachage résistantes aux collisions.
4. Ces propriétés sont essentielles dans des applications telles que les preuves sans connaissance, les enchères sécurisées et la génération aléatoire vérifiable.
5. L’équilibre entre efficacité et sécurité détermine quel type d’engagement convient aux cas d’utilisation spécifiques de la blockchain.

Types de programmes d'engagement utilisés dans les protocoles cryptographiques

1. Les engagements basés sur le hachage utilisent des fonctions de hachage cryptographique telles que SHA-256 ou Keccak. Un utilisateur calcule H(value || nonce), où le nonce garantit l'imprévisibilité et protège contre les attaques par force brute.
2. Les engagements de Pedersen reposent sur la cryptographie à courbe elliptique et offrent une dissimulation et une liaison informatique parfaites. Ils sont largement utilisés dans les blockchains préservant la confidentialité telles que Monero.
3. Les engagements Kate , construits à l'aide d'engagements polynomiaux et d'une cryptographie basée sur l'appariement, permettent une vérification sans état efficace dans des solutions de mise à l'échelle telles que zk-Rollups.
4. Les engagements de Rabin exploitent la quadrature modulaire et sont liés à la difficulté de factoriser de grands entiers, bien que moins courants en raison de contraintes de performances.
5. Chaque variante prend en charge différents compromis en termes de transparence, d'exigences de configuration de confiance et de surcharge de vérification.

Applications en finance décentralisée et consensus

1. Dans les bourses décentralisées, les traders peuvent soumettre des ordres via des engagements pour empêcher les mineurs ou d'autres participants de se lancer en avant.
2. Les fonctions de retard vérifiables (VDF) utilisent des engagements pour garantir qu'un certain nombre de calculs séquentiels ont eu lieu, ce qui est essentiel pour une élection équitable des dirigeants dans les réseaux de preuve de participation.
3. Des systèmes de validation et de révélation sont utilisés dans le vote de gouvernance pour mettre fin à l'achat de votes et à la coercition, permettant aux utilisateurs de soumettre d'abord des choix cryptés et de les divulguer une fois la période de vote terminée.
4. Les protocoles de couche 2 utilisent des engagements pour ancrer les états hors chaîne sur la chaîne principale, permettant ainsi des preuves de fraude et un échantillonnage de la disponibilité des données.
5. Les monnaies NFT intègrent souvent des programmes d'engagement pour masquer les métadonnées jusqu'à la fin d'une livraison, préservant ainsi la rareté et empêchant la manipulation.

Foire aux questions

Comment les systèmes d’engagement empêchent-ils les doubles dépenses en pièces de confidentialité ? Ils permettent à un dépensier de prouver qu'il est propriétaire d'un produit caché sans en révéler les détails, tout en garantissant que le même produit ne peut pas être dépensé deux fois grâce à des garanties contraignantes. Des systèmes tels que les transactions confidentielles utilisent les engagements de Pedersen pour masquer les montants tout en préservant la vérifiabilité.

Un engagement peut-il être forgé si la fonction de hachage sous-jacente est rompue ? Oui. Si une fonction de hachage perd la résistance aux collisions, un attaquant pourrait générer deux entrées différentes produisant le même engagement, violant ainsi la propriété de liaison. Cela compromet l’intégrité du protocole, c’est pourquoi les cryptographes surveillent de près les progrès de la cryptanalyse.

Pourquoi des configurations fiables sont-elles requises pour certains programmes d'engagement ? Certaines constructions comme les engagements Kate dépendent de chaînes de référence structurées générées lors de l'initialisation. Si les composants privés de cette configuration ne sont pas détruits, ils pourraient être exploités pour créer de fausses preuves. Les cérémonies multipartites visent à minimiser ce risque.

Que se passe-t-il lorsqu’un engagement est révélé prématurément ? Une révélation précoce peut saper les avantages stratégiques des jeux ou des enchères, mais n’invalide pas l’engagement lui-même. La propriété de dissimulation protège uniquement la confidentialité avant la divulgation ; une fois révélée, la vérification confirme la cohérence avec l'engagement initial.