Qu’est-ce que zkEVM ? Fonction Zero Knowledge Proof dans les contrats intelligents

En résumé : (Ne vous inquiétez pas si vous ne comprenez pas, voici une explication complète) : Un zkEVM est un rollup conforme EMV qui est protégé par un ZKP. Les cumuls de connaissance zéro (zk Rollups) sont un type de cumul qui utilise des preuves de connaissance zéro (ZKP). Un ZKP est une preuve cryptographique qui vérifie que les données de transaction d’un cumul zk sont exactes.

Le ZKP dans un cumul zk améliore à la fois la confidentialité et la sécurité d’un cumul, car cette preuve vérifie les transactions qu’il contient – aucune confiance ou « optimisme » n’est requis. C’est ce qu’on appelle la « connaissance zéro » dans le sens où vous pouvez vérifier la véracité de toutes les données et transactions d’un ZK-Rollup, sans avoir besoin de connaître les détails de chaque transaction qu’il contient.

Arrière-plan zkEVM

Pour comprendre les zkEVM, nous devons revenir quelques blocs en arrière et expliquer ce portemanteau dense d’acronymes (zk-Rollups et EVM). La machine virtuelle Ethereum (EVM) est l’environnement informatique de la blockchain Ethereum. L’EVM pourrait être considéré comme un ordinateur virtuel décentralisé ; C’est pourquoi Ethereum est parfois appelé « le supercalculateur mondial ». L’EVM est l’endroit où les contrats intelligents Ethereum et les applications décentralisées (dApps) interagissent les uns avec les autres. L’EVM d’Ethereum est l’une des principales caractéristiques du protocole qui en a fait un pilier de l’écosystème de la blockchain.

À quoi servent les rollups ?

Les « rollups » regroupent les transactions pour améliorer les performances d’une blockchain (capacité de traitement des données ou des transactions dans un laps de temps donné) et, en même temps, réduire les coûts de transaction. Essentiellement, un rollup « enroule » (combine) une série de transactions à partir d’un protocole de couche 1 (une blockchain comme Ethereum) et les exécute hors chaîne (pas sur la blockchain principale) en utilisant un protocole de couche 2, comme une sidechain ou une blockchain compatible EVM.

Certains cumuls sont « optimistes », ce qui signifie qu’ils supposent (avec optimisme) que toutes les transactions d’un cumul sont valides et non frauduleuses. Pour cette raison, il existe une période (généralement plusieurs jours) pendant laquelle la validité d’une transaction peut être contestée. Quelques exemples de cumuls optimistes (OR) pour Ethereum sont Optimism, Arbitrum et Boba Network. Bien que les RO réduisent considérablement les coûts et augmentent les performances des transactions, les transactions défectueuses peuvent être acceptées si elles ne sont pas contestées à temps.

Parmi les solutions zk-Rollup les plus populaires figurent dYdX et Loopring. Bien qu’ils présentent des avantages en matière de sécurité, les zk-Rollups ont tendance à être un peu plus coûteux en calcul que les OR.

En comparant ces deux types de cumuls Ethereum, ils présentent tous deux des inconvénients. Bien que les OR soient généralement compatibles avec EVM, ils soulèvent des problèmes de fraude et de sécurité. Alors que les zk-Rollups ont tendance à être loués pour avoir une sécurité plus élevée, ils ne peuvent généralement être utilisés que sur des transactions spécifiques, car ils manquent souvent de support EVM ; cela signifie que les zk-Rollups sont limités à être utilisés pour des processus sur mesure qui limitent leur adoption et leurs cas d’utilisation.

Pour ces raisons, beaucoup ont exprimé le souhait d’un cumul qui combine les meilleures fonctionnalités de ces alternatives en une seule solution ; cette solution est déjà là.

Que sont les zkEVM ?

Un zkEVM est un cumul conforme à la norme EMV qui est protégé par un ZKP. Cela vous donne la fonctionnalité améliorée de certaines des solutions de cumul optimistes qui prennent en charge EVM, tout en vous offrant la sécurité des options zk-Rollup précédentes qui ne prenaient pas en charge Ethereum EVM. Ces nouveaux zkEVM permettent d’améliorer la fonctionnalité des processus Ethereum (contrats intelligents et dApps), tout en réduisant les coûts de gaz et en augmentant les performances du réseau Ethereum.

Pourquoi Ethereum a besoin de zkEVM

Ethereum, comme la blockchain, a parfois souffert de frais de transaction élevés et de retards dans la confirmation des transactions. De plus, la blockchain Ethereum elle-même ne peut pas traiter nativement plus d’environ 30 transactions par seconde (TPS). Chaque solution de cumul peut augmenter le débit des transactions jusqu’à 2 000 TPS ou plus. Bien que la récente mise à niveau d’Ethereum (appelée The Fusion) augmentera l’évolutivité, beaucoup s’attendent à ce que les solutions de mise à l’échelle de couche 2 telles que les rollups restent populaires pendant un certain temps pour améliorer les problèmes de congestion des transactions Ethereum. L’évolutivité est l’un des principaux avantages des zkEVM.

Bien que l’évolutivité ait déjà été améliorée grâce aux précédentes itérations de cumul, les zkEVM combinent cette évolutivité avec une confidentialité, une sécurité et une interopérabilité améliorées. En combinant les ZKP avec la compatibilité EVM, les zkEVM maintiennent les fonctionnalités de sécurité et de confidentialité des zk-Rollups, tout en améliorant l’interopérabilité d’Ethereum en conservant la compatibilité EVM. Cela permet aux zkEVM d’être interopérables avec les contrats intelligents et les dApps utilisés sur Ethereum. De plus, ces zkEVM devraient également fonctionner sur des chaînes de blocs compatibles EVM, telles que Avalanche, Solana et Fantom.

Comme d’autres solutions de cumul, zkEVM réduit considérablement les coûts de transaction. Au moment de la rédaction de cet article, les coûts de transaction Ethereum étaient d’environ 0,90 $/transaction (convertis en USD). Étant donné que les zkEVM peuvent traiter des centaines, voire des milliers, de transactions dans un lot hors chaîne, ce coût de transaction peut être réparti entre toutes les transactions d’un cumul en vérifiant simplement la preuve du cumul sur Ethereum en une seule transaction. Cela peut réduire le coût par transaction à moins de 0,01 USD pour une seule transaction unique, et un lot d’environ 100 transactions pourrait être exécuté pour moins de 0,10 USD en crypto-monnaie.

Un autre grand avantage des zkEVM est leur interopérabilité. Les contrats intelligents et les dApps existants peuvent être facilement migrés vers un zkEVM pour profiter des avantages du cumul, sans avoir besoin de modifier le code. Et parce que les zkEVM sont vérifiés sur Ethereum comme les autres rollups, ils ont en grande partie le même niveau de sécurité que le protocole natif de blockchain Ethereum.

Polygone zkSync et zkEVM

Sortis à quelques jours d’intervalle, fin mars 2023, les deux premiers zkEMV rendus publics ont été ceux de zkSync et Polygon (respectivement les 24 et 27 mars). En développement depuis 2019, la solution de zkSync, appelée zkSync Era, a été lancée en grande pompe et est le premier zkEVM accessible au public. Le zkEVM de Polygon est open source et le créateur d’Ethereum Vitalik Buterin a eu le privilège d’envoyer la première transaction après sa sortie publique.

Les deux options ont déjà de longues listes de projets de crypto-monnaie qui ont indiqué qu’ils prévoyaient d’utiliser l’une ou les deux de ces solutions zkEVM. Il convient de noter que bien que ces zkEVM aient subi des tests de sécurité approfondis, les deux équipes ont averti qu’il s’agit de premières versions qui doivent être utilisées avec prudence au début. Comme les premières itérations d’autres avancées de la blockchain, ils pourraient rencontrer des problèmes de développement et des améliorations de sécurité dans les années à venir.

L’avenir de zkEVM sur Ethereum

Bien qu’il s’agisse des deux premiers zkEVM disponibles pour un usage public, de nombreux autres projets zkEVM sont en cours de développement avec une version publique à l’horizon, notamment les alternatives Consensys Scroll et Taiko. Alors qu’Ethereum continue de travailler à la mise à l’échelle en chaîne grâce à de futures mises à jour de son protocole, ces mises à jour peuvent souvent être considérablement retardées en raison de leur complexité technique et de leurs exigences. Les solutions de couche 2 telles que zkEVM continuent de résoudre les problèmes d’Ethereum, qui poursuit ses objectifs de développement en matière d’évolutivité, de sécurité, de performances, de décentralisation et d’amélioration des fonctionnalités.