Qu’est-ce que les Zero Knowledge Rollups et comment fonctionnent-ils ?
Qu’est-ce qu’un ZK rollup ?
Un ZK rollup, ou Zero Knowledge rollup, est une solution destinée à améliorer la scalabilité des blockchains, en particulier celles comme Ethereum. Il s’agit d’une solution de couche 2 (Layer 2) qui fonctionne au-dessus d’une blockchain de couche 1 existante. Les ZK rollups permettent de traiter davantage de transactions par seconde et de réduire les frais. En fonction de leur conception, ils peuvent également améliorer la confidentialité, car toutes les informations ne doivent pas être rendues publiques. Et tout cela, sans compromettre la sécurité du réseau.
L’acronyme “ZK” signifie “Zero Knowledge”, une méthode cryptographique permettant de prouver qu’une information est correcte sans en révéler les détails. Cela signifie que les transactions peuvent être vérifiées sans divulguer toutes les données. Les ZK rollups améliorent ainsi à la fois la confidentialité et l’efficacité.
Au lieu de traiter chaque transaction directement sur la blockchain, les ZK rollups regroupent plusieurs transactions en un seul lot. Seule la preuve, appelée Zero Knowledge proof, est publiée sur la blockchain.
À retenir
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Les ZK rollups permettent à des blockchains comme Ethereum de mieux évoluer en regroupant de nombreuses transactions en une seule.
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Ils traitent les transactions hors chaîne, puis publient une preuve Zero Knowledge sur la chaîne principale pour confirmer leur validité.
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Parmi les ZK rollups les plus connus figurent zkSync, Starknet et Polygon zkEVM.
Comment fonctionnent les ZK rollups ?
Les ZK rollups déplacent le traitement des transactions hors de la chaîne principale afin de réduire la charge. Leur fonctionnement repose sur trois étapes clés :
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Regroupement : les utilisateurs effectuent des transactions et les envoient au rollup de couche 2.
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Traitement hors chaîne : les transactions sont traitées en dehors de la blockchain principale et regroupées dans un lot.
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Preuve Zero Knowledge : une preuve cryptographique est générée pour démontrer la validité du lot. Cette preuve est ensuite vérifiée par un smart contract sur la blockchain de couche 1.
Grâce à ce système, des milliers de transactions peuvent être regroupées et publiées comme une seule sur la chaîne, améliorant ainsi considérablement la scalabilité. Le rollup ne conserve pas chaque transaction individuellement, mais uniquement un résumé sous forme de preuve ZK.
Imaginez que 1 000 utilisateurs souhaitent effectuer une transaction en même temps sur Ethereum. Au lieu d’exécuter 1 000 transactions distinctes, le ZK rollup les regroupe, génère une preuve cryptographique, puis publie uniquement cette preuve sur Ethereum. Cela permet d’économiser des ressources et de réduire fortement les frais de gas.
Pourquoi les ZK rollups sont-ils importants ?
Les ZK rollups répondent à l’un des plus grands défis des blockchains : la scalabilité. Lorsqu’un réseau comme Ethereum devient très utilisé, il peut être saturé. Cela engendre des retards et une augmentation des frais de transaction.
Les ZK rollups permettent de traiter un nombre bien plus élevé de transactions par seconde. Alors qu’Ethereum peut en gérer environ 15 par seconde, les ZK rollups peuvent en prendre en charge plusieurs milliers. De plus, comme toutes les données ne sont pas enregistrées sur la chaîne, les frais de gas sont considérablement réduits.
Grâce aux preuves Zero Knowledge, les détails des transactions peuvent rester confidentiels tout en étant vérifiés. Aucune tierce partie n’est nécessaire, la cryptographie garantit la validité des transactions. Bien que les calculs soient réalisés hors chaîne, la sécurité est assurée par la couche 1.
Quelle est la différence entre les ZK rollups et les Optimistic rollups ?
Les ZK rollups et les Optimistic rollups sont tous deux des solutions de couche 2, mais leur fonctionnement diffère. Comme les ZK rollups, les Optimistic rollups regroupent et traitent les transactions hors chaîne. Toutefois, ils ne s’appuient pas sur des preuves cryptographiques. Ils supposent que toutes les transactions sont valides sauf si une fraude est signalée durant une période donnée.
Tableau comparatif :
| Caractéristique | ZK Rollups | Optimistic Rollups |
|---|---|---|
| Validation | Preuve cryptographique (Zero Knowledge) | Présume la validité, recours en cas de fraude |
| Vitesse | Finalité rapide, validation immédiate | Plus lente, à cause de la période de contestation |
| Confidentialité | Élevée, les détails restent privés | Plus faible, informations visibles |
| Frais | Réduits, grâce à la preuve ZK | Plus élevés, en raison des contrôles supplémentaires |
| Complexité | Plus technique à mettre en œuvre | Plus simple à implémenter |
Exemples de projets populaires utilisant les ZK rollups
De nombreux projets intègrent déjà les ZK rollups dans l’écosystème Ethereum. Voici quelques-uns des plus importants :
zkSync
zkSync est l’une des plateformes ZK rollup les plus connues. Développée par Matter Labs, elle prend en charge les smart contracts et facilite l’usage de la couche 2 pour les paiements, la DeFi et les NFT.
Starknet
Starknet est conçu pour les dApps évolutives et prend en charge des smart contracts complexes. Il repose sur les preuves STARK, une forme spécifique de Zero Knowledge. StarkWare, l’équipe derrière Starknet, a également développé StarkEx, utilisé par dYdX et ImmutableX.
Polygon zkEVM
Polygon zkEVM est un ZK rollup compatible avec l’Ethereum Virtual Machine. Cela permet aux applications décentralisées existantes sur Ethereum de migrer facilement vers Polygon zkEVM sans modifier leurs smart contracts ni leurs outils.
En résumé
Les ZK rollups constituent une solution efficace aux problèmes de scalabilité des blockchains. En regroupant les transactions et en les traitant hors chaîne, ils offrent un équilibre optimal entre efficacité, confidentialité et sécurité. Bien que cette technologie soit encore en développement, elle joue déjà un rôle central dans l’écosystème Ethereum, et son importance ne fera que croître à l’avenir.
