Qu'est-ce qu'un ZK-EVM?

Comprendre les bases de ZK-EVM

Un ZK-EVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) est un type de machine virtuelle compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM) mais intègre des preuves de connaissances zéro pour améliorer l'évolutivité et la confidentialité. En termes plus simples, il permet aux développeurs d'exécuter des contrats intelligents compatibles Ethereum tout en bénéficiant de solutions de mise à l'échelle de la couche 2 qui réduisent les coûts de transaction et augmentent le débit.

L'innovation clé réside dans sa capacité à générer des preuves cryptographiques qui valident les transactions sans révéler leurs données sous-jacentes. Ces preuves sont ensuite soumises au MainNet Ethereum pour vérification, garantissant la sécurité tout en réduisant considérablement la charge de calcul sur la chaîne primaire.

Comment fonctionne un ZK-EVM?

À la base, un ZK-EVM exécute des contrats intelligents, tout comme l'EVM traditionnel. Cependant, au lieu de diffuser tous les calculs directement sur la blockchain, il regorge de transactions plusieurs et génère une preuve succincte de connaissances zéro , généralement un ZK-Snark ou ZK-Stark.

Ce processus implique:

• Exécution des transactions dans l'environnement ZK-EVM.
• Compilation de circuit de la logique du programme dans un circuit arithmétique adapté aux systèmes de prouvance.
• Génération de preuve utilisant des algorithmes cryptographiques.
• Vérification en chaîne de la preuve générée par un contrat intelligent sur Ethereum.

Chaque étape garantit que la transition d'état finale est valide sans avoir à réexécuter l'intégralité du calcul sur le MainNet.

Différences entre l'EVM traditionnel et ZK-EVM

Bien que l'EVM traditionnel et le ZK-EVM exécutent des contrats intelligents Ethereum, ils diffèrent considérablement par les caractéristiques de l'architecture et des performances.

Dans un EVM standard:

• Chaque nœud doit réexécuter chaque transaction pour le valider.
• Cela entraîne des frais de gaz élevés et un débit limité pendant la congestion du réseau.

En revanche, un ZK-EVM:

• Utilise des preuves de connaissances zéro pour décharger le calcul.
• Soumet uniquement les preuves compactes au MainNet, abaissant considérablement les coûts de gaz.
• Maintient la compatibilité EVM , permettant aux outils et DAPP existants de migrer de manière transparente.

Ces différences rendent ZK-EVMs particulièrement attrayant pour les applications nécessitant des transactions à haut débit et rentables.

Cas d'utilisation et applications de ZK-EVM

ZK-EVMS est adopté principalement dans le cadre de solutions d'échelle de couche 2 telles que Zksync, Polygon Hermez et Scroll. Ces plateformes visent à améliorer l'évolutivité d'Ethereum sans compromettre la décentralisation ou la sécurité.

Les cas d'utilisation clés comprennent:

• Applications de financement décentralisées (DEFI) nécessitant des transactions rapides et bon marché.
• Les marchés de jeton non bubilistives (NFT) où la ponte et le trading à faible coût sont essentiels.
• Les plates-formes de jeu et de métaverse qui exigent un débit élevé et une réactivité.

En tirant parti de la technologie ZK-EVM, ces plateformes peuvent prendre en charge des milliers de transactions par seconde à une fraction du coût par rapport au MainNet Ethereum.

Défis et limites de ZK-EVM

Malgré ses avantages, la mise en œuvre d'un ZK-EVM est livrée avec plusieurs obstacles techniques.

Un défi majeur est de réaliser une compatibilité EVM complète . L'EVM n'a pas été conçu à l'origine avec des preuves de connaissances zéro, ce qui rend difficile de traduire certaines opérations en circuits prouvables efficacement.

Les autres limitations comprennent:

• Des frais généraux élevés pendant la génération de preuve.
• Temps de prover plus long qui peut affecter l'expérience utilisateur.
• Risques de sécurité associés aux implémentations cryptographiques complexes.

Les développeurs travaillent activement à optimiser ces aspects grâce à de meilleurs compilateurs, à l'accélération matérielle et à des systèmes de prouvance améliorés.

Développer le développement de ZK-EVM

Pour les développeurs intéressés à s'appuyer sur un ZK-EVM, le processus commence par la sélection d'une plate-forme compatible Layer-2 telle que l'ère Zksync , Polygon Hermez ou Scroll .

Pour commencer le développement:

• Configurez un environnement de développement à l'aide d'outils comme Hardhat ou Foundry .
• Configurez le projet à déployer sur un TestNet ZK-EVM.
• Écrivez des contrats intelligents Solidity comme d'habitude, en gardant à l'esprit les optimisations potentielles du gaz.
• Utilisez des SDK ou des plugins spécifiques à la plate-forme pour interagir avec l'infrastructure ZK-EVM.

Les étapes de déploiement impliquent généralement la compilation du contrat, la génération des artefacts nécessaires et les soumettre via un fournisseur configuré pour le réseau cible ZK-EVM.

Questions fréquemment posées (FAQ)

Q: Puis-je utiliser Metamask avec des réseaux basés sur ZK-EVM? Oui, la plupart des réseaux ZK-EVM prennent en charge l'intégration Metamask. Vous devez ajouter le point de terminaison RPC personnalisé fourni par la documentation réseau respective.

Q: Les transactions ZK-EVM sont-elles privées par défaut? Non, les EVM ZK ne fournissent pas intrinsèquement la confidentialité des transactions. Ils offrent des avantages d'évolutivité, mais si la confidentialité est requise, des mesures supplémentaires telles que les pools blindés ou les NK-Snarks pour la cachette de données doivent être mis en œuvre.

Q: Comment fonctionne le gaz sur un ZK-EVM? Les frais de gaz sur ZK-EVM sont généralement inférieurs à celui de Ethereum car seule la preuve doit valider la chaîne. Les frais sont calculés en fonction de la disponibilité des données et des coûts de vérification de la preuve plutôt que de la complexité de calcul.

Q: Quels outils sont disponibles pour déboguer les contrats intelligents ZK-EVM? La plupart des plates-formes ZK-EVM offrent des versions améliorées de REMIX IDE , truffes ou plugins Hardhat adaptés à leur environnement. Les développeurs peuvent également utiliser des explorateurs de réseaux spécifiques à chaque implémentation ZK-EVM pour le traçage des transactions et l'inspection des contrats.