Comment les preuves de connaissances zéro peuvent-elles améliorer la confidentialité sur une blockchain?

Les preuves de connaissances zéro permettent des blockchains privés et évolutifs en vérifiant les transactions sans révéler les données, en utilisant des techniques comme ZK-Snarks et ZK-Starks.

Aug 12, 2025 at 02:15 am

Comprendre les preuves de connaissances zéro dans le contexte de la blockchain

Les preuves de connaissances zéro (ZKPS) sont des protocoles cryptographiques qui permettent à une partie (le prover) de prouver à une autre partie (le vérificateur) qu'une déclaration est vraie sans révéler aucune information au-delà de la vérité de la déclaration elle-même. Dans le contexte de la blockchain, cela signifie que les utilisateurs peuvent valider les transactions ou les données sans exposer les détails sous-jacents. Cette capacité est transformatrice pour la confidentialité, car les blockchains sont intrinsèquement transparents - chaque transaction est enregistrée sur un grand livre public. Avec des preuves de connaissances zéro , les participants peuvent maintenir la confidentialité tout en garantissant l'intégrité et l'exactitude du système.

Par exemple, un utilisateur peut prouver qu'il a suffisamment de fonds pour effectuer une transaction sans révéler son solde réel. Le processus de vérification repose sur des constructions mathématiques qui confirment la validité de la réclamation sans exposer les entrées. Ce mécanisme empêche les données sensibles d'être exposées au grand livre public, abordant l'un des principaux inconvénients des systèmes de blockchain traditionnels.

Comment ZK-Snarks permettent des transactions privées

L'une des implémentations les plus utilisées de preuves de connaissances zéro dans la blockchain est ZK-Snarks (argument non interactif succinct de connaissance). Ceux-ci sont particulièrement efficaces car ils génèrent de très petites preuves qui peuvent être vérifiées rapidement, ce qui les rend adaptées aux environnements blockchain où l'efficacité est cruciale.

Pour implémenter ZK-Snarks dans une transaction blockchain:

• Un circuit est conçu pour représenter la logique de la transaction (par exemple, «l'expéditeur possède les fonds et le solde est suffisant»).
• Le prover génère une preuve utilisant leurs entrées privées (telles que les clés ou les montants secrètes) et les paramètres publics du circuit.
• La preuve est attachée à la transaction et diffusée au réseau.
• Les validateurs vérifient la preuve par rapport aux paramètres publics sans accéder aux données privées.

L'ensemble du processus garantit qu'aucun tiers ne peut déterminer l'expéditeur, le récepteur ou le montant impliqué dans la transaction. Des projets comme ZCASH utilisent ZK-Snarks pour permettre des transactions blindées, où les détails de la transaction restent cryptés tout en étant vérifiés cryptographiquement.

ZK-Starks: une alternative transparente

Bien que ZK-Snarks soit puissant, ils s'appuient sur une phase de configuration de confiance, qui introduit des vulnérabilités potentielles si les paramètres initiaux sont compromis. ZK-Starks (arguments transparents évolutifs de connaissances de connaissances zéro) élimine ce risque en utilisant un aléances vérifiables publiquement au lieu d'une configuration de confiance.

ZK-Starks offre plusieurs avantages:

• Pas besoin d'une configuration de confiance, augmentant la sécurité et la décentralisation.
• Résistance aux attaques informatiques quantiques en raison de la dépendance aux fonctions de hachage plutôt qu'à la cryptographie de la courbe elliptique.
• Plus grande transparence dans la génération et la vérification des épreuves.

Malgré des tailles de preuve plus importantes par rapport aux SK-Snarks, les étoiles ZK sont adoptées dans des solutions de couche 2 axées sur la confidentialité telles que StarkNet . Ces systèmes permettent aux utilisateurs de soumettre des transactions hors chaîne et de ne publier que la preuve de connaissances zéro à la blockchain principale, en préservant la confidentialité tout en réduisant l'exposition aux données sur chaîne.

Contrats intelligents préservant la confidentialité

Les contrats intelligents sur des plateformes comme Ethereum sont entièrement transparents - chaque entrée, sortie et changement d'état est visible. Les preuves de connaissances zéro permettent la création de contrats intelligents privés , où la logique est exécutée sans révéler les données impliquées.

Pour déployer un contrat intelligent préservant la confidentialité:

• Définissez la logique contractuelle d'une manière qui peut être exprimée en tant que circuit de calcul.
• Utilisez un cadre de connaissances zéro (par exemple, Circom ou Noir) pour compiler la logique dans un système prouvant.
• Permettez aux utilisateurs de soumettre des entrées cryptées et de générer des preuves d'une exécution correcte.
• La blockchain vérifie la preuve et met à jour l'état du contrat sans accéder aux données brutes.

Cette approche est utilisée dans des projets comme Aztec Network , où les utilisateurs peuvent interagir avec des applications Defi telles que les prêts et l'échange tout en gardant leurs équilibres et leurs montants de transaction cachés. Le contrat applique les règles par la vérification cryptographique, et non sur l'exposition aux données.

Évolutivité et confidentialité combinées via ZK-Rollups

ZK-ROLLUPS sont des solutions de mise à l'échelle de couche 2 qui regroupent des milliers de transactions hors chaîne et soumettent une seule preuve de connaissance zéro à la chaîne principale. Cela réduit les coûts de congestion et de gaz tout en améliorant la vie privée.

Le processus fonctionne comme suit:

• Les transactions sont soumises à un opérateur ROLLUP hors de la blockchain principale.
• L'opérateur agrége les transactions et calcule une nouvelle racine d'état.
• Une épreuve d'infraction ZK est générée pour prouver que le nouvel état découle correctement de la précédente.
• La preuve et la racine d'état sont affichées dans la chaîne principale pour la vérification.

Étant donné que seuls la preuve et l'état final sont publiés, les détails de la transaction individuels restent cachés. Même l'opérateur Rollup ne peut pas accéder aux données utilisateur si le système est conçu avec un chiffrement de bout en bout. Ce modèle est utilisé par des plates-formes comme Polygon Zkevm et Zksync , combinant l'évolutivité avec de fortes garanties de confidentialité.

Défis et considérations de mise en œuvre

Le déploiement des preuves de connaissances zéro dans les systèmes de blockchain implique des défis techniques et opérationnels:

• Des frais généraux élevés pour générer des preuves, nécessitant un matériel spécialisé.
• Complexité dans le développement et l'audit des circuits, augmentant le risque de bogues.
• Outillage et documentation des développeurs limités par rapport aux cadres de contrat intelligents traditionnels.
• La centralisation potentielle si seulement quelques entités peuvent se permettre d'exécuter des infrastructures prouvantes.

Pour atténuer ces problèmes:

• Utilisez des systèmes de prouvance optimisés comme Halo2, qui prennent en charge les preuves récursives et réduisent les demandes matérielles.
• Tirez parti des bibliothèques et des cadres open source tels que Snarkyjs ou Noir pour un développement plus sûr.
• Implémentez les réseaux de prouvance décentralisés où plusieurs nœuds peuvent contribuer à la génération de preuve.

Malgré ces obstacles, l'intégration des preuves de connaissances zéro continue de se développer, tirée par la demande croissante de confidentialité et d'évolutivité.

Questions fréquemment posées

Les preuves de connaissances zéro peuvent-elles être utilisées sur n'importe quelle blockchain?

Oui, mais la mise en œuvre dépend du support de la blockchain pour les contrats intelligents et les opérations cryptographiques. Ethereum, polygone et autres chaînes compatibles EVM prennent en charge les applications basées sur ZK grâce à des outils spécialisés. Les chaînes non EVM peuvent nécessiter une intégration personnalisée.

Les preuves de connaissances zéro éliminent-elles tous les risques de confidentialité?

Non. Bien qu'ils masquent le contenu des transactions, des métadonnées telles que le calendrier des transactions, les adresses IP et les modèles d'interaction peuvent toujours fuir des informations. Des mesures supplémentaires comme les mélangeurs ou les couches de messagerie cryptées sont souvent nécessaires.

Comment les utilisateurs génèrent-ils des preuves de connaissances zéro dans la pratique?

Les utilisateurs interagissent avec les interfaces de portefeuille qui intègrent des bibliothèques prouvant. Lors de l'initiation d'une transaction privée, le portefeuille compile automatiquement les entrées dans une preuve à l'aide de circuits prédéfinis. L'utilisateur n'a pas besoin de gérer manuellement les opérations cryptographiques.

Les preuves de connaissances zéro sont-elles vulnérables aux attaques quantiques?

Les SK-Snarks basés sur la cryptographie de la courbe elliptique sont potentiellement vulnérables, mais ZK-Starks utilise une cryptographie à base de hachage, qui est considérée comme résistant quantique. La transition vers des systèmes basés sur un stark améliore la sécurité à long terme.