Qu'est-ce que zkEVM ? – ForkLog : cryptomonnaies, IA, singularité, futur

Qu'est-ce que zkEVM ?

zkEVM est un cadre d'exécution de contrats intelligents qui prend en charge les preuves sans connaissance (ZKP) et est entièrement compatible avec l'infrastructure Ethereum.

Sur cette base, des solutions de deuxième niveau (ZK rollups) sont construites, qui font évoluer le réseau et augmentent son débit, ainsi que réduisent les commissions.

Comment fonctionne zkEVM ?

Grâce à zkEVM, les développeurs ont accès à l'environnement Ethereum basé sur l'architecture rollup ZK. La solution combine des outils familiers avec la sécurité et la rapidité de la deuxième couche (L2). Cela facilite la migration des contrats intelligents existants et dapps ou créer de nouveaux produits sans changer le code.

Exécution zkEVM

L'EVM est responsable de l'exécution des contrats intelligents et calcule l'état du réseau Ethereum après chaque nouveau bloc. La machine virtuelle traduit le code Solidity en format lisible par machineréglementer les règles de modification des données dans la blockchain.

zkEVM réplique cet environnement en ajoutant une vérification cryptographique. Le système prend l'état initial du réseau, traite les transactions et met à jour les données, tout en générant une preuve sans connaissance.

En préservant l'architecture Ethereum, les développeurs peuvent facilement migrer les dapps et les jetons existants vers zkEVM.

Circuit de preuve zkEVM

Les ZKP vous permettent de confirmer cryptographiquement la présence de certaines informations sans révéler les données originales (par exemple, la présence d'un montant suffisant de fonds sans afficher le solde du portefeuille).

Dans zkEVM, le circuit de preuve génère une preuve ZK pour vérifier les transactions. Ce mécanisme garantit l'exactitude des calculs et l'exactitude de la transition du réseau vers un nouvel état.

Contrat intelligent du vérificateur zkEVM

Sur le réseau Ethereum, les nœuds sont obligés de vérifier chaque transaction, ce qui limite la vitesse de fonctionnement. Les rollups ZK résolvent ce problème : ils combinent les opérations en gros lots et génèrent une seule preuve sans connaissance pour celles-ci. Ce dernier est envoyé vers le réseau principal.

Cette approche soulage la blockchain, augmente le débit et réduit les frais, tandis que la sécurité reste au niveau L1. Un rôle clé dans le processus est joué par le contrat intelligent de vérification déployé sur le réseau principal Ethereum. Cela fonctionne comme ceci :

1. Reçoit une preuve de validité (ZKP) du rollup.
2. Vérifie les données finales du package avec l'état initial du système.
3. Confirme que l'état du réseau est correctement mis à jour.

Le principal avantage de la méthode est que le contrat intelligent n’a pas besoin de retraiter chaque transaction : il lui suffit de vérifier une preuve cryptographique.

Quels sont les avantages de zkEVM ?

zkEVM présente un certain nombre d'avantages par rapport aux blockchains L1 classiques et aux autres types de cumuls.

Mise à l'échelle sécurisée

Les machines virtuelles basées sur ZK ne sont pas limitées par la bande passante relativement faible du réseau principal, mais héritent en même temps de sa fiabilité.

Les transactions de deuxième niveau sont vérifiées en L1 grâce à des preuves de validité. Cela permet à zkEVM d'optimiser la vitesse et le débit sans compromettre la sécurité.

Commissions faibles

La principale différence avec les cumuls optimistes réside dans le travail avec les données. Les solutions « optimistes » sont obligées de publier des informations complètes sur les transactions sur le réseau de premier niveau.

zkEVM n'écrit que les modifications apportées à l'état final de la blockchain, puisque l'exactitude des opérations est déjà confirmée par la cryptographie. Moins de données réduit directement les coûts de gaz pour les utilisateurs.

Finalisation rapide

L'architecture Optimistic Rollups comprend une « période de défi » d'une durée de 1 à 2 semaines. Dans les réseaux ZK, les transactions sont finalisées immédiatement après la publication de la preuve dans Ethereum.

Ceci est important pour le secteur DeFi : les traders peuvent déplacer instantanément des liquidités, ce qui augmente l'efficacité de l'utilisation du capital.

Effets de réseau

La compatibilité totale avec EVM donne accès au vaste écosystème Ethereum : outils prêts à l'emploi, bibliothèques et documentation. Étant donné que d'autres grands réseaux (Polygon, Avalanche) utilisent également l'environnement de machine virtuelle, la technologie est en fait devenue le standard de l'industrie Web3.

Quels sont les pièges lorsque l’on travaille avec zkEVM ?

Les technologies ZKP et EVM ont longtemps été développées indépendamment les unes des autres, leur intégration dans une seule solution zkEVM est donc une tâche d'ingénierie complexe. Les premiers développements de ce type, comme zkSync Lite, ne prenaient pas en charge les fonctionnalités des contrats intelligents – uniquement de simples transferts de jetons, des échanges atomiques et l'émission de NFT.

Les progrès ne s’arrêtent pas, mais les membres de la communauté cryptographique sont toujours confrontés à un certain nombre de contradictions architecturales fondamentales.

Architecture de pile

EVM fonctionne sur une base de pile (principe LIFO), ce qui est pratique pour une simple machine virtuelle, mais inefficace pour les preuves sans connaissance.

Une architecture de registre est préférée pour zkEVM – elle est mieux adaptée aux calculs complexes et à la cryptographie sur lesquels ZK est construit.

Complexité de l'opcode

Contrairement aux environnements d'exécution standard, EVM utilise un ensemble spécifique de commandes (opcodes) comme CALL, DELEGATECALL ou REVERT. Ils sont difficiles à adapter à la logique des circuits ZK, ce qui complique l'architecture et le processus de vérification des actions de la machine virtuelle.

Frais de stockage

Pour organiser les données, EVM utilise l'arbre Merkle-Patricia et l'algorithme de hachage Keccak, qui n'est pas optimisé pour les technologies ZK. Prouver l’exactitude de tels hachages nécessite une puissance de calcul importante, ce qui réduit les performances du système.

Preuves gourmandes en ressources

Le processus de génération de preuves sans connaissance nécessite beaucoup de ressources. Pour un fonctionnement rapide et stable du réseau, des équipements spécialisés coûteux sont souvent nécessaires.

Quels sont les différents types de zkEVM ?

Vitalik Buterin a proposé une classification de zkEVM qui démontre un compromis clé en matière de conception : le choix entre la compatibilité Ethereum et la vitesse de génération de preuves. Plus le système reproduit avec précision l'architecture du réseau principal, plus les preuves ZK sont créées lentement.

Type 1 : équivalence complète avec Ethereum

De tels systèmes s'efforcent d'obtenir une identité presque complète avec le réseau d'origine, en gardant inchangées les fonctions de hachage, les arbres d'état et la logique de consensus.

Cette approche garantit une compatibilité totale avec les applications natives, vous permet d'utiliser des explorateurs de blocs et des clients d'exécution standard sans aucune modification et, à l'avenir, d'implémenter les technologies ZK directement au niveau de base d'Ethereum.

Cependant, cela nécessite des ressources : comme l’architecture blockchain n’a pas été conçue à l’origine pour ce type de cryptographie, générer des preuves dans des projets comme Taiko peut prendre plusieurs heures.

Type 2 : équivalence EVM totale

De telles solutions maintiennent une compatibilité totale au niveau de l'application, mais optimisent l'architecture interne. Par exemple, ils peuvent remplacer l'algorithme Keccak, gourmand en ressources, par des fonctions de hachage plus adaptées aux calculs ZK. Cela vous permet d'exécuter des dapps existantes et d'utiliser des outils de développement familiers sans aucune modification.

La génération de preuves est plus rapide que dans le premier type de système, mais le processus reste relativement lent. Exemples : Scroll, Polygon zkEVM (en juin 2025, une équipe de sept développeurs a rejoint le projet indépendant ZisK).

Type 2.5 : (équivalent EVM hors coût du gaz)

L’augmentation du coût du gaz pour les opérations individuelles permet de générer plus rapidement des preuves dans des scénarios complexes. Cependant, cela peut interrompre certaines applications et nécessiter une modification du code.

Type 3 : compatibilité EVM presque totale

De tels systèmes prennent en charge la plupart des opcodes EVM, mais excluent délibérément les fonctions qui demandent beaucoup de main-d'œuvre pour un environnement ZK, telles que les précompilations spécifiques.

Ce compromis accélère la mise en réseau et la génération de preuves, même s'il nécessite une refonte du code pour certaines applications complexes.

Type 4 : compatibilité linguistique

Suppose un refus de copier directement l'EVM. Au lieu de cela, le code Solidity ou Vyper est compilé dans un format optimisé nativement pour les preuves ZK. Cette solution élimine le conflit entre les modèles de pile et de registre, offrant des performances maximales et des frais faibles, puisque le système n'est pas alourdi par les limitations architecturales d'Ethereum.

L'inconvénient est une compatibilité incomplète : les adresses des contrats diffèrent de celles du réseau principal et les outils de débogage familiers peuvent ne pas être disponibles. Exemples : zkSync Era et Starknet (via transpileur Chaîne).

L’industrie constate une convergence des approches. Les projets de type 4 (par exemple, zkSync) étendent progressivement la prise en charge des standards, se rapprochant des caractéristiques des types 2 et 3. Dans le même temps, les développeurs de solutions de type 2 (Polygon, Scroll) se concentrent sur l'optimisation technique des prouveurs pour augmenter la vitesse de fonctionnement.

Quelles sont les perspectives de zkEVM ?

La mise à l'échelle d'Ethereum atteint un nouveau niveau avec le développement de zkEVM.

En octobre 2025, le projet Brevis a introduit la technologie Pico Prism. Il vous permet de générer des épreuves presque instantanément à l'aide de cartes vidéo de jeu classiques. Les tests ont montré une grande efficacité : le temps moyen de traitement des blocs était de 6,9 ​​secondes et 96,8 % des opérations respectaient la norme de 10 secondes de la Fondation Ethereum.

L'architecture de Pico Prism est conçue de telle sorte qu'une preuve ZK soit créée par un seul nœud. Les autres participants au réseau peuvent vérifier son exactitude en une fraction de seconde, sans gaspiller de ressources en calculs répétés.

Ces développements s'inscrivent dans la stratégie de « transition complète » de la Fondation Ethereum vers ZK. L'initiative commencera par l'introduction d'un client zkEVM facultatif pour le réseau principal.

À l’avenir, les validateurs pourront confirmer les blocages en vérifiant trois preuves indépendantes au lieu de réexécuter les transactions. Les innovations sont conçues pour garantir la décentralisation et la résistance à la censure du réseau, permettant aux acteurs individuels de participer au processus de soutien de l'écosystème.

Le cofondateur de Bankless, Ryan Sean Adams, estime qu'Ethereum est en train de se transformer en une blockchain ZK à part entière. À son avis, la couche de base deviendra une couche globale pour DeFi, dont les nœuds pourront être exécutés même sur les smartphones, et la majeure partie des opérations des utilisateurs ira à la deuxième couche.

« Aucune autre blockchain ne suit cette stratégie consistant à utiliser les technologies ZK pour atteindre une évolutivité et une décentralisation maximales. Bitcoin reste conservateur avec la cryptographie de première génération. Ethereum évolue activement vers la cryptographie de la seconde. D'autres évoluent avec des nœuds qui nécessitent des centres de données », a-t-il conclu.