Que sont les Zk-Rollups ? Analyse technologique d'évolutivité de couche 2

Titre original : Qu'est-ce que le résumé de Zk ? Technologie d'évolutivité de couche 2

Résumé

• La faible évolutivité de la blockchain entraîne des vitesses plus lentes, des frais de transaction plus élevés et une mauvaise expérience utilisateur. Ce problème peut potentiellement être résolu avec des solutions correspondantes telles que la couche 1 (par exemple, le partitionnement) et la couche 2 (par exemple, les cumuls).
• Les solutions de couche 1 visent à mettre à niveau la blockchain elle-même, tandis que les solutions de couche 2 créent un cadre basé sur la chaîne existante.
• Les rollups sont une solution de couche 2 populaire, ils regroupent les transactions hors chaîne pour un calcul plus rapide.
• Zk-rollups est une implémentation de rollup utilisant des preuves sans connaissance.
• La preuve sans connaissance permet une vérification sans révéler les données sous-jacentes, garantissant ainsi la confidentialité et la sécurité des transactions.

La course à l'évolutivité de la blockchain

Avec l'adoption généralisée des crypto-monnaies, résoudre le problème d'évolutivité des réseaux blockchain est devenu crucial. Une blockchain encombrée peut entraîner des vitesses plus lentes et des frais de transaction plus élevés. Pour résoudre ce problème, nous disposons de deux frameworks principaux : les solutions de couche 1 et de couche 2.

• Solutions de couche 1 : ces solutions améliorent directement l'infrastructure de la blockchain pour permettre à l'ensemble du système d'atteindre un débit plus élevé. Le partage est un exemple typique. En divisant la blockchain en différents blocs, cela augmente la capacité du système et permet de traiter simultanément les transactions.
• Solutions de couche 2 : ces solutions s'exécutent au-dessus de la blockchain sous-jacente. Dans la couche 2, les transactions sont traitées hors chaîne et soumises ensemble à la chaîne sous-jacente. Les technologies clés incluent les canaux d'État, les sidechains et les rollups. Les Zk-rollups sont une forme de rollups utilisant des preuves sans connaissance.

Que sont les Zk-Rollups ?

Pour comprendre les Zk-rollups, il est important de comprendre les rollups et les preuves sans connaissance.

Que sont les rollups ?

Les rollups permettent à la blockchain de regrouper les données de transaction et de les traiter hors chaîne. Après traitement, le résultat final sera soumis à la chaîne sous-jacente. Le traitement simultané d’un si grand nombre de transactions élimine le risque de gonflement de la blockchain et permet des calculs plus rapides et moins coûteux. Les rollups sont divisés en deux catégories : les rollups optimistes et Zk.

• Rollups optimistes : les cumuls optimistes fonctionnent en supposant que toutes les transactions qu'ils regroupent sont légitimes. Avant que ces transactions ne soient validées dans la blockchain, elles passent par une période d’attente. Durant ce délai d'attente, le réseau soulève des objections pour remettre en cause les transactions suspectes. Optimism, Arbitrum et opBNB sont des exemples de cumuls optimistes.
• Zk-rollups : contrairement aux rollups optimistes, les zk-rollups vérifient chaque transaction grâce à une preuve sans connaissance. Bien que plus complexes à mettre en œuvre, les zk-rollups sont conçus pour contourner la période de résolution des litiges observée dans les rollups optiques, traitant théoriquement les transactions plus rapidement.

Maintenant, comprenons les preuves sans connaissance.

Qu'est-ce que la preuve de connaissance zéro ?

La preuve à connaissance nulle (ZKP) est un outil cryptographique qui permet à une partie (le prouveur) de prouver à une autre partie (le vérificateur) ​​qu'une certaine déclaration est vraie sans révéler aucun détail sur la déclaration.

ZKP doit avoir trois caractéristiques :

• Exhaustivité : Si une déclaration est vraie et que les deux parties sont vraies, une preuve confirmera toujours son authenticité.
• Fiabilité : un prouveur mensonger ne devrait pas être capable de convaincre un vérificateur honnête que la fausse déclaration est valable dans de rares circonstances.
• Zéro connaissance : la caractéristique la plus déterminante. À la fin du processus, le vérificateur prend connaissance uniquement de la validité de la déclaration, mais pas de son contenu.

Alors, comment fonctionne le ZKP ? La méthode peut être divisée en trois étapes :

• Témoin : Dans la première étape, le prouveur fournit un message secret, ou « témoin » au vérificateur. L’idée ici est de prouver au vérificateur que celui-ci a accès à des données spécifiques sans le mentionner explicitement. Un témoignage établit un ensemble de questions sur les informations auxquelles seul un attestateur légitime peut répondre.
• Challenge : Dans cette phase, le vérificateur lance un défi au prouveur en sélectionnant une question aléatoire dans l'ensemble.
• Réponse : le prouveur a répondu avec succès à la question du vérificateur pour prouver sa fiabilité.

Maintenant, nous savons ce que sont les rollups et les ZKP. Rassemblons tout cela et comprenons comment fonctionnent les zk-rollups.

Comment fonctionnent les Zk-Rollups ?

Zk-rollups comporte deux composants principaux :

• Contrats intelligents sur la chaîne : les contrats intelligents définissent les règles de fonctionnement du protocole zk-rollup. Il comprend le contrat principal et le contrat de vérification. Le contrat principal stocke les blocs de cumul, suit les dépôts et effectue des mises à jour importantes. Le contrat de vérification vérifie le ZKP généré.
• Machines virtuelles hors chaîne : ces machines sont chargées de gérer l'exécution des transactions en L2. Les machines virtuelles hors chaîne fonctionnent indépendamment de la chaîne principale Ethereum.

Les Zk-rollups sont étroitement liés à la blockchain Ethereum, bien qu'à un niveau unique. Ils n’inondent pas Ethereum des détails de chaque transaction. Au lieu de cela, ils fournissent intelligemment des résumés d’emballage, garantissant que la chaîne sous-jacente reste propre et efficace.

Avantages et inconvénients de l'utilisation de Zk-Rollups

Alors, quels sont les avantages de l'utilisation de zk-rollups ? Voyons.

Avantages des zk-rollups

• Débit accru : les zk-rollups déplacent l'exécution des transactions de la chaîne sous-jacente vers un environnement informatique plus efficace. Étant donné que les transactions ne sont pas traitées une par une sur la chaîne, cela augmente le débit global.
• Réduire la congestion : en réduisant le gonflement de la blockchain, les zk-rollups contribuent à permettre des opérations efficaces de couche 1. De plus, les nœuds complets n'ont besoin de stocker que des preuves sans connaissance au lieu de l'intégralité des données.
• Frais réduits : les zk-rollups aident à réduire les frais globaux en raison de la réduction de la congestion.
• Mesures de sécurité : les zk-rollups incluent des mesures de sécurité qui permettent aux utilisateurs de retirer des fonds en cas de problèmes avec le réseau rollup, ce qui constitue un net avantage par rapport aux sidechains, qui peuvent compromettre les fonds en cas de panne de réseau.
• Période de contestation de transaction plus rapide : grâce aux zk-rollups, il vous suffit de vérifier la preuve de validité dans les rollups pour accélérer la période de contestation de transaction.

Inconvénients des zk-rollups

• Complexité : le plus gros inconvénient des zk-rollups est leur complexité inhérente. Ils sont plus complexes à réaliser que les rollups optimistes.
• Limité par la chaîne sous-jacente : malgré leur efficacité, les zk-rollups sont toujours limités par la couche de base sous-jacente.
• Fragmentation de la liquidité : toute couche 2 entraînera la dispersion de la liquidité dans l'écosystème. Une faible liquidité dans le protocole de chaîne sous-jacent peut entraîner des problèmes potentiels.

OptimisticRollups vs Zk-Rollups

Résumé

L'évolutivité est souvent présentée comme le « Saint Graal » de la technologie blockchain. Si le système ne fonctionne pas de manière optimale, cela ne sert à rien de l’utiliser. Les rollups, notamment optimiste et zk, offrent une solution élégante à ce problème de longue date. Zk-Rollups promet des vitesses plus rapides, moins de trafic et une sécurité renforcée grâce à son approche unique. Certes, ils comportent des complexités, mais leur potentiel est énorme. Pour toute personne préoccupée par l’avenir des monnaies numériques, comprendre les zk-rollups est essentiel. Alors que nous continuons à œuvrer pour de meilleures performances de la blockchain, il est maintenant temps de se familiariser avec les zk-rollups et leurs promesses pour l'avenir.

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