Le ZK-SNARK à la base de ZKSynch Era

Qu’est-ce qu’un ZK-SNARK ?

Zk-SNARK est l’abréviation de Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge (argument de connaissance succinct et non interactif). Il s’agit d’une preuve cryptographique qui permet à une partie de prouver qu’elle possède certaines informations sans les révéler. Cette preuve est rendue possible grâce à une clé secrète créée avant la transaction.

Cette preuve a été développée et introduite pour la première fois à la fin des années 1980 et est aujourd’hui utilisée par la crypto-monnaie Zcash pour résoudre un problème d’anonymat perçu avec les blockchains de type Bitcoin. Les preuves ZK-SNARK reposaient autrefois sur un système de confiance initial qui a été remplacé en 2022 par un système qui ne nécessite pas de confiance.

Comprendre le ZK-SNARK

Pour de nombreux membres originels de la communauté des cryptomonnaies, principalement la communauté Bitcoin, la confidentialité était un objectif et une caractéristique obligatoire. Cependant, la protection de la vie privée a toujours été une préoccupation de second ordre, étant donné la nécessité pour les cryptomonnaies de créer un système « sans confiance » garantissant l’intégrité de la monnaie électronique et des transactions numériques.

Au début des années 2010, les utilisateurs de Bitcoin supposaient parfois que leurs transactions étaient anonymes parce que leurs identités hors ligne n’étaient pas associées aux clés publiques des utilisateurs. Mais à la fin de la décennie, les efforts coordonnés des scientifiques des données, des pirates informatiques et des forces de l’ordre ont prouvé qu’il était non seulement possible, mais aussi relativement facile de ré-identifier des personnes qui avaient fourni des données pseudonymes à de multiples sources.

En raison du manque perçu de confidentialité de certaines des premières cryptomonnaies, les développeurs ont commencé à travailler sur des monnaies axées sur la confidentialité. La plus connue d ‘entre elles est Zcash, qui s’appuie sur un concept de confidentialité connu sous le nom de zk-SNARKs.

Preuve de non-connaissance

Un zk-SNARK utilise un concept connu sous le nom de « preuve de non-connaissance ». En termes simples, c’est est une situation dans laquelle chacune des deux parties à une transaction est en mesure de vérifier à l’autre qu’elle dispose d’un ensemble particulier d’informations, tout en ne révélant pas la nature de ces informations.

Pour la plupart des autres types de preuves, au moins l’une des deux parties doit avoir accès à toutes les informations. Une preuve traditionnelle peut être comparée à un mot de passe utilisé pour accéder à un réseau en ligne. L’utilisateur soumet le mot de passe et le réseau lui-même vérifie le contenu du mot de passe pour s’assurer qu’il est correct. Pour ce faire, le réseau doit également avoir accès au contenu du mot de passe.

Une version de cette situation avec preuve de connaissance zéro impliquerait que l’utilisateur démontre au réseau, par le biais d’une preuve mathématique, qu’il a le bon mot de passe sans révéler le mot de passe lui-même. Les avantages en termes de confidentialité et de sécurité sont évidents. Si le réseau n’a pas le mot de passe stocké quelque part à des fins de vérification, le mot de passe ne peut pas être volé.

La base mathématique de zk-SNARKS est complexe. Néanmoins, les preuves de ce type permettent à une partie de démontrer non seulement qu’un élément d’information particulier existe, mais aussi que la partie en question a connaissance de cette information. Dans le cas de Zcash, les zk-SNARK peuvent être vérifiés presque instantanément et le protocole ne nécessite aucune interaction entre le prouveur et le vérificateur.

Exemple de ZK-SNARK

Les zk-SNARK étant difficiles à comprendre, il est préférable d’utiliser un exemple simple. Imaginez que vous disposiez d’un coffre-fort avec une serrure à combinaison dans une banque et qu’il contienne un billet. Ce billet porte une signature et un nom imprimé. Vous pensez être le seul à en connaître le contenu. Vous en discutez avec un ami, mais vous ne lui avez rien révélé d’autre que l’existence de ce billet dans le coffre-fort.

L’ami vous dit qu’il sait ce qui est écrit et vous donne le nom qui figure sur le billet. Il a prouvé qu’il connaissait la combinaison et le contenu du billet sans le révéler.

Sur une blockchain, c’est beaucoup plus compliqué, mais c’est l’idée générale. Quelqu’un apporte la preuve qu’il sait quelque chose sans le révéler.

Critique des ZK-SNARKs

Les ZK-SNARKs suscitent bien entendu des inquiétudes. Par exemple, si quelqu’un pouvait accéder à la clé privée utilisée pour créer les paramètres du protocole de preuve, il pourrait créer de fausses preuves qui sembleraient néanmoins valides aux vérificateurs. Cette personne pourrait ainsi créer de nouveaux jetons Zcash par le biais d’un processus de contrefaçon. Pour éviter cela, Zcash a été conçu pour élaborer les protocoles de preuve et les répartir entre plusieurs parties.

Depuis 2019, certains développeurs travaillent à l’amélioration des zk-SNARKs en supprimant la configuration de confiance. En 2022, les développeurs de Zcash ont mis en œuvre le système de connaissance zéro Halo 2, éliminant ainsi l’un des problèmes de confidentialité les plus importants de la blockchain. Halo 2 ne nécessite pas d’installation de confiance entre les utilisateurs.1

Qu’est-ce qu’un circuit ZK-SNARK ?

Un circuit électronique est parfois utilisé pour décrire le fonctionnement de ZK-SNARK ou lors de la conception d’un processus à connaissance nulle, car des termes électroniques tels que « portes » et « puces » sont utilisés lors de la création de flux de travail.