Qu'est-ce que la preuve de connaissances zéro (ZKP)? Comment améliore-t-il la confidentialité de la blockchain?

ZKP améliore la confidentialité de la blockchain en activant les transactions confidentielles, où des détails tels que le montant et les identités sont cachés, mais vérifiés sur le grand livre.

Apr 06, 2025 at 06:49 am

Zero-Knowledge Proof (ZKP) est une méthode cryptographique qui permet à une partie de prouver à une autre qu'une déclaration donnée est vraie, sans révéler aucune information supplémentaire au-delà du fait que la déclaration est en effet vraie. Ce concept, qui a été introduit pour la première fois dans les années 1980 par Shafi Goldwasser, Silvio Micali et Charles Rackoff, est devenu de plus en plus important dans le domaine de la blockchain et de la crypto-monnaie, où la confidentialité et la sécurité sont primordiales.

ZKP opère sur le principe de prouver les connaissances sans divulguer les connaissances elle-même. Par exemple, si Alice veut prouver à Bob qu'elle connaît la solution à un puzzle sans révéler la solution, elle peut utiliser une preuve de connaissance zéro. Cette méthode garantit que Bob est convaincu des connaissances d'Alice, mais il n'apprend rien sur la solution elle-même.

Comment fonctionnent les preuves de connaissances zéro

La mécanique de ZKP implique une série d'interactions entre un prover et un vérificateur. Le prover vise à convaincre le vérificateur de la vérité d'une déclaration sans révéler aucune information sous-jacente. Ce processus implique généralement plusieurs étapes:

• Déclaration et témoin : Le prover a une déclaration et un témoin (les informations secrètes qui prouvent la déclaration). Par exemple, l'instruction pourrait être «Je connais le mot de passe de ce compte», et le témoin serait le mot de passe réel.
• Défi et réponse : Le vérificateur remet un défi au prover, qui répond ensuite d'une manière qui prouve la déclaration sans révéler le témoin. Cela peut être répété plusieurs fois pour augmenter le niveau de confiance du vérificateur.
• Vérification : le vérificateur vérifie la réponse pour s'assurer qu'elle s'aligne sur l'énoncé. Si la réponse est correcte, le vérificateur est convaincu de la vérité de la déclaration sans connaître le témoin.

ZKP en blockchain et crypto-monnaie

Dans le contexte de la blockchain et de la crypto-monnaie , les preuves de connaissances zéro jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la confidentialité et de la sécurité. Les transactions traditionnelles de blockchain sont transparentes et peuvent être tracées, ce qui pose des problèmes de confidentialité pour les utilisateurs. ZKP aborde ce problème en permettant à la vérification des transactions sans révéler l'expéditeur, le récepteur ou le montant impliqué.

ZCash est l'une des implémentations les plus notables de ZKP dans Blockchain, une crypto-monnaie qui utilise des preuves de connaissance zéro pour fournir une confidentialité améliorée. Dans ZCash, les transactions sont protégées, ce qui signifie que les détails de la transaction sont chiffrés et que seules les parties impliquées peuvent les voir. Ceci est réalisé grâce à un type de preuve de connaissance zéro appelée ZK-Snarks (argument non interactif succinct de connaissance).

Types d'épreuves de connaissances zéro

Il existe plusieurs types de ZKP utilisés dans la blockchain et la crypto-monnaie, chacun avec ses propres forces et applications:

• ZK-Snarks : Ce sont succincts et non interactifs, ce qui signifie que la preuve peut être vérifiée rapidement et sans autre interaction entre le prover et le vérificateur. Ils sont utilisés dans Zcash et d'autres crypto-monnaies axées sur la vie privée.
• ZK-Starks : Ceux-ci sont évolutifs et transparents, offrant un niveau de sécurité et d'efficacité plus élevé. Ils sont utilisés dans des projets comme Starkware, qui vise à évoluer Ethereum.
• Bulletproofs : Ceux-ci sont plus courts et plus efficaces que les SK-Snarks, ce qui les rend adaptés aux applications où la taille de la preuve est une préoccupation. Ils sont utilisés dans les crypto-monnaies comme Monero pour améliorer la confidentialité.

Améliorer la confidentialité de la blockchain avec ZKP

ZKP améliore considérablement la confidentialité de la blockchain en permettant des transactions confidentielles. Voici comment cela réalise ceci:

• Transactions confidentielles : En utilisant ZKP , les réseaux de blockchain peuvent traiter les transactions où le montant, l'expéditeur et le récepteur sont cachés au grand livre public. Cela signifie que si la transaction est vérifiée et enregistrée sur la blockchain, les détails restent privés.
• Anonymat : ZKP permet aux utilisateurs de prouver la propriété des fonds sans révéler leur identité. Ceci est particulièrement important pour les utilisateurs qui souhaitent maintenir leur anonymat lors de la transaction sur des blockchains publics.
• Conformité réglementaire : Tout en améliorant la confidentialité, le ZKP peut également être utilisé pour se conformer aux exigences réglementaires. Par exemple, un utilisateur peut prouver qu'une transaction adhère à certaines règles (comme les réglementations anti-blanchiment d'argent) sans révéler les détails de la transaction.

Applications pratiques de ZKP dans la blockchain

Plusieurs projets de blockchain et crypto-monnaies ont implémenté ZKP pour améliorer la confidentialité et la sécurité. Voici quelques exemples notables:

• ZCash : Comme mentionné précédemment, ZCash utilise ZK-Snarks pour activer les transactions blindées, offrant aux utilisateurs la possibilité de garder leurs détails de transaction privés.
• Monero : Monero utilise des balles pour améliorer la confidentialité de ses transactions. Alors que Monero offre déjà un niveau élevé de confidentialité grâce à des signatures de ring et à des adresses furtives, les balles réduisent encore la taille et le coût des transactions.
• Ethereum : Ethereum a exploré l'utilisation de ZK-Starks pour améliorer l'évolutivité et la confidentialité. Des projets comme Starkware travaillent à l'intégration de ZK-Starks dans Ethereum pour activer les transactions privées et évolutives.

Implémentation de ZKP dans un projet de blockchain

Pour les développeurs intéressés à mettre en œuvre ZKP dans leurs projets de blockchain, voici les étapes à considérer:

• Choisissez le bon type de ZKP : en fonction des besoins spécifiques du projet, choisissez entre ZK-Snarks , ZK-Starks ou Bulletproofs . Chaque type a ses propres compromis en termes d'efficacité, de sécurité et de complexité.
• Intégrez les bibliothèques ZKP : utilisez des bibliothèques et des cadres existants qui prennent en charge ZKP . Par exemple, la bibliothèque Libsnark est couramment utilisée pour ZK-Snarks , tandis que le Caire est utilisé pour ZK-Starks .
• Concevoir le protocole : Concevez le protocole pour incorporer ZKP dans le processus de vérification des transactions. Cela implique de définir comment le prover et le vérificateur interagiront et comment les preuves seront générées et vérifiées.
• Testez et validez : testez soigneusement la mise en œuvre pour vous assurer que le ZKP fonctionne comme prévu et n'introduit aucune vulnérabilité. Cela comprend le test des aspects de confidentialité et de sécurité des transactions.
• Déployer et surveiller : déployez la blockchain compatible ZKP et surveillez ses performances et sa sécurité. Mettre à jour et améliorer en continu la mise en œuvre en fonction des commentaires et de nouveaux développements dans le domaine.

Questions fréquemment posées

Q: Les preuves de connaissances zéro peuvent-elles être utilisées à des fins autres que la confidentialité dans la blockchain?

R: Oui, ZKP peut être utilisé à diverses autres fins dans la blockchain, comme prouver l'exactitude des calculs, la vérification de l'intégrité des données et la garantie de la conformité des contrats intelligents sans révéler le code ou les données sous-jacentes.

Q: Y a-t-il des limites ou des défis associés à la mise en œuvre de preuves de connaissances nulles?

R: Oui, la mise en œuvre du ZKP peut être difficile en raison de la complexité des techniques cryptographiques impliquées. De plus, le ZKP peut être intensif en calcul, ce qui peut avoir un impact sur les performances et l'évolutivité de la blockchain. Il existe également des préoccupations persistantes concernant la sécurité de certains types de ZKP , comme le potentiel de calcul quantique pour briser certaines des hypothèses cryptographiques sous-jacentes.

Q: Comment les preuves de connaissances zéro affectent-elles la transparence de la blockchain?

R: ZKP peut réduire la transparence de la blockchain en permettant à la vérification des transactions sans révéler les détails. Bien que cela améliore la vie privée, il peut également rendre plus difficile le fait d'auditer et de surveiller la blockchain pour les activités malveillantes. Cependant, certaines implémentations de ZKP permettent une transparence sélective, où certaines parties peuvent accéder aux détails de la transaction si nécessaire.

Q: Les preuves de connaissances zéro peuvent-elles être utilisées en conjonction avec d'autres technologies améliorant la confidentialité?

R: Oui, ZKP peut être utilisé en conjonction avec d'autres technologies améliorant la confidentialité comme les signatures annulaires, les adresses furtives et les transactions confidentielles. La combinaison de ces technologies peut fournir un niveau de confidentialité et de sécurité plus élevé pour les utilisateurs de blockchain.