Blockchain Zero-Knowledge Preuve? Scénarios d'application de preuve de connaissances zéro

Qu'est-ce que la preuve de connaissances zéro dans la blockchain?

Zero-Knowledge Proof (ZKP) est une méthode cryptographique qui permet à une partie (le prover) de prouver à une autre partie (le vérificateur) qu'ils connaissent une valeur ou un secret sans révéler les informations réelles. Dans le contexte de la blockchain, ce concept joue un rôle essentiel dans l'amélioration de la confidentialité et de l'évolutivité tout en maintenant une vérification sans confiance .

Un exemple typique consiste à prouver la connaissance d'un mot de passe sans le divulguer réellement. Dans les systèmes de blockchain comme ZCash, des preuves de connaissances zéro sont utilisées pour garantir la validité de la transaction sans exposer l'expéditeur, le récepteur ou le montant des détails.

Comment fonctionnent les preuves de connaissances zéro?

À la base, un protocole de preuve à connaissance zéro implique trois propriétés clés: l'exhaustivité, la solidité et la connaissance zéro. Ceux-ci garantissent que:

• Si la déclaration est vraie, un vérificateur honnête sera convaincu.
• Aucun prover de triche ne peut convaincre le vérificateur d'une fausse déclaration.
• Le vérificateur n'apprend rien d'autre que la vérité de la déclaration.

Une implémentation populaire est ZK-Snarks (argument non interactif succinct de connaissance) . Ce mécanisme permet une vérification rapide avec un échange de données minimal. Une autre variante, ZK-Starks (argument transparent évolutif de la connaissance) , offre des avantages similaires mais avec une amélioration de l'évolutivité et de la transparence en éliminant la dépendance à l'égard des cérémonies de configuration de confiance.

Conservation de la confidentialité dans les transactions

L'une des applications les plus importantes des preuves de connaissances zéro est la confidentialité des transactions . Les blockchains traditionnels comme Bitcoin et Ethereum exposent publiquement les détails de la transaction. Avec ZKPS, les utilisateurs peuvent transformer en privé tout en permettant aux nœuds de réseau de vérifier la légitimité.

Par exemple:

• ZCash utilise ZK-Snarks pour protéger les métadonnées de transaction.
• Les utilisateurs peuvent choisir entre les transactions transparentes et blindées.
• Les transactions blindées masquent l'expéditeur, le récepteur et le montant transféré.

Cela permet une confidentialité financière semblable aux transactions en espèces dans des environnements numériques, ce qui rend les ZKP essentiels à la conformité à des réglementations telles que le RGPD et les préoccupations anti-surveillance.

Amélioration de l'évolutivité à travers les rouleaux

Une autre application majeure réside dans les solutions de mise à l'échelle de la couche 2 , en particulier le ZK-Rollups . Ces systèmes regroupent plusieurs transactions hors chaîne et soumettent une seule preuve à la chaîne principale, réduisant considérablement la charge de calcul.

Les caractéristiques clés comprennent:

• Agrégation des transactions : des milliers d'opérations sont traitées hors chaîne.
• Soumission de preuve : un ZKP succinct vérifie l'exactitude du lot.
• Vérification en chaîne : Ethereum ou d'autres chaînes L1 valident la preuve au lieu de réexécuter chaque transaction.

Cette approche améliore considérablement le débit et réduit les frais de gaz. Des projets tels que Starkware et Matter Labs (ZkSync) exploitent ces mécanismes pour évoluer efficacement les applications décentralisées.

Vérification de l'identité sans exposition aux données

Au-delà de la finance, les preuves de connaissances zéro offrent des solutions robustes pour la gestion de l'identité décentralisée . Ils permettent aux individus de prouver certains attributs (par exemple, l'âge, la citoyenneté, le solde des comptes) sans révéler des données personnelles.

Les cas d'utilisation incluent:

• Vérification KYC / AML : Les utilisateurs peuvent prouver l'admissibilité sans partager la documentation complète.
• Connexion des informations d'identification : authentification sans transmettre de mots de passe.
• Contrôle d'accès : accordant des autorisations basées sur des réclamations vérifiées plutôt que des données brutes.

Cela s'aligne sur les principes de l'identité auto-souveraine (SSI) et améliore la sécurité en minimisant les points d'exposition aux données.

Confidentialité des contrats intelligents

Dans les blockchains publics, les contrats intelligents sont entièrement visibles, ce qui peut être problématique pour les entreprises nécessitant une confidentialité. Les preuves de connaissances zéro permettent l'exécution privée du contrat intelligent , où les transitions logiques et d'état restent cachées, mais vérifiables.

Les applications impliquent:

• Calcul privé : exécuter la logique contractuelle hors chaîne et soumettre des ZKP pour la validation.
• Entrées et sorties confidentielles : la masquage des paramètres est passé dans les contrats.
• Divulgation sélective : révéler uniquement les résultats nécessaires à des parties spécifiques.

Des cadres comme Aztec Network et Nightfall par Ernst & Young intègrent les ZKP pour maintenir à la fois la transparence et la discrétion dans les déploiements de blockchain au niveau de l'entreprise.

Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1: Les preuves de connaissances zéro peuvent-elles être brisées? Bien que théoriquement sécurisé, la force des ZKP dépend des hypothèses cryptographiques sous-jacentes et de la mise en œuvre appropriée. Les progrès de l'informatique quantique pourraient présenter des risques à long terme pour certaines variantes ZKP comme les NK-Snarks.

Q2: Toutes les preuves de connaissances zéro sont-elles les mêmes? Non. Il existe différents types tels que ZK-Snarks, ZK Starks et Bulletproofs, chacun avec des compromis en performance, des hypothèses de confiance et des cas d'utilisation.

Q3: En quoi les étoiles ZK diffèrent-elles des NK-Snarks? ZK-Starks élimine le besoin d'une configuration de confiance et sont plus résistants aux attaques quantiques, mais elles génèrent des preuves plus importantes et nécessitent plus de stockage par rapport aux NK-Snarks.

Q4: Quels outils existent pour les développeurs travaillant avec des preuves de connaissances nulles? Les cadres de développement populaires incluent Cirom, Snarkjs, le Caire et le Noir. Ces outils aident à construire des circuits, à générer des preuves et à intégrer les ZKP dans les DAPP.