Messages clés

• Les zk-SNARKs et les zk-STARKs sont des outils cryptographiques qui permettent à une partie de prouver à une autre qu’elle connaît une information, sans révéler cette information elle-même, grâce à un concept appelé preuves à connaissance nulle.

• Les zk-SNARKs nécessitent une configuration de confiance initiale pour générer des paramètres publics, tandis que les zk-STARKs sont transparents et éliminent cette exigence, en s’appuyant uniquement sur un aléa vérifiable publiquement.

• Les zk-STARKs produisent des tailles de preuve plus grandes que les zk-SNARKs, mais sont considérés comme plus résistants aux menaces potentielles liées à l’informatique quantique grâce à leur recours aux fonctions de hachage plutôt qu’à la cryptographie sur courbes elliptiques.

• Les deux technologies sont désormais largement utilisées pour l’évolutivité de la blockchain, en alimentant des réseaux de couche 2 qui traitent un grand nombre de transactions et soumettent une seule preuve compacte à Ethereum mainnet.

• Des constructions SNARK plus récentes, comme PLONK, ont réduit la préoccupation liée au trusted setup en permettant une configuration universelle fonctionnant sur de nombreux programmes différents. Des systèmes plus récents, notamment Plonky2, Plonky3 et Circle STARKs, continuent de faire avancer le domaine.

Introduction

Les zk-SNARKs et les zk-STARKs sont deux implémentations de preuves à connaissance nulle (preuves ZK), une méthode cryptographique qui permet à une partie de prouver qu’une affirmation est vraie sans partager les données sous-jacentes. Les deux sont devenues essentielles à la façon dont les blockchains modernes gèrent la confidentialité et l’évolutivité.

L’intérêt initial pour ces technologies venait d’applications de confidentialité dans les cryptomonnaies. Avec le temps, leur cas d’usage le plus marquant s’est déplacé vers l’évolutivité. Les preuves ZK sous-tendent désormais certains des plus grands réseaux de couche 2 sur Ethereum, permettant des transactions plus rapides et moins coûteuses sans compromettre la sécurité.

Cet article explique comment fonctionnent les zk-SNARKs et les zk-STARKs, en quoi ils diffèrent, et comment ils sont utilisés concrètement.

Que sont les preuves à connaissance nulle ?

Une preuve à connaissance nulle permet à un prouveur de convaincre un vérifieur qu’une affirmation est vraie, sans que le prouveur ne révèle quoi que ce soit d’autre que le fait que l’affirmation est vraie. L’illustration classique est la caverne d’Ali Baba : imaginez une caverne en forme d’anneau avec une porte magique au milieu. Alice affirme qu’elle connaît les mots secrets pour ouvrir la porte.

Bob attend à l’extérieur pendant qu’Alice entre. Il lui indique ensuite de quelle sortie il veut qu’elle apparaisse. Si Alice apparaît systématiquement par la sortie correcte, Bob devient convaincu qu’elle connaît le secret, même s’il n’entend jamais les mots lui-même. Ce processus peut être répété pour réduire la probabilité qu’elle ait deviné correctement par chance.

Les preuves ZK traduisent cette idée en protocoles cryptographiques utilisés pour vérifier des calculs, authentifier des identités et valider des transactions, le tout sans exposer l’information sous-jacente.

Que sont les zk-SNARKs ?

« zk-SNARK » signifie zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge. Zcash a été l’un des premiers projets de cryptomonnaie à déployer des zk-SNARKs, les utilisant pour permettre que des transactions privées soient vérifiées par le réseau sans révéler les montants ni les adresses des transactions.

« Succinct » signifie que les preuves sont petites et rapides à vérifier, même lorsque le calcul sous-jacent est complexe. « Non-interactive » signifie que le prouveur et le vérifieur n’ont pas besoin d’échanger plusieurs messages ; le prouveur génère une preuve et le vérifieur la vérifie en une seule étape. Cela rend les zk-SNARKs pratiques pour des cas d’usage blockchain.

Les zk-SNARKs traditionnels nécessitent une phase de configuration de confiance. Cela consiste à générer un ensemble de paramètres publics partagés que le prouveur et le vérifieur utilisent. Si l’aléa utilisé dans cette configuration était un jour divulgué, quelqu’un pourrait créer des preuves frauduleuses qui semblent valides. Zcash a résolu ce problème via une cérémonie de calcul multipartite, où plusieurs participants fournissent chacun un aléa ; la configuration reste sécurisée tant qu’au moins un participant détruit sa portion.

De nouvelles constructions SNARK, notamment PLONK (2019), utilisent une configuration universelle et mise à jour. Cela signifie que la même configuration fonctionne pour de nombreux programmes différents, plutôt que d’exiger une cérémonie distincte par circuit. Cela réduit considérablement la préoccupation pratique liée aux trusted setups. Depuis lors, l’écosystème des systèmes de preuve continue d’évoluer : des systèmes comme Plonky2 et Plonky3 combinent la concision des SNARK avec les propriétés de transparence de type STARK, et Circle STARKs apporte des gains d’efficacité supplémentaires pour certains types de calcul.

Que sont les zk-STARKs ?

« zk-STARK » signifie zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge. La partie « transparent » est la distinction clé : les zk-STARKs ne nécessitent pas de configuration de confiance. Ils s’appuient sur un aléa généré à partir de fonctions de hachage et vérifiable publiquement, ce qui signifie que chacun peut vérifier les paramètres de configuration sans avoir à faire confiance à un groupe de participants à une cérémonie.

Les zk-STARKs utilisent des fonctions de hachage résistantes aux collisions plutôt que la cryptographie sur courbes elliptiques qui sous-tend la plupart des constructions SNARK. Cela les rend potentiellement plus résistants aux attaques menées par des ordinateurs quantiques, capables en théorie de briser des schémas basés sur les courbes elliptiques. Les fonctions de hachage sont généralement considérées comme plus résistantes au quantique.

Le compromis concerne la taille des preuves. Les preuves zk-STARK sont significativement plus grandes que les preuves zk-SNARK, ce qui augmente la quantité de données devant être publiée on-chain. Cela peut se traduire par des coûts de transaction plus élevés dans certains contextes, même si les chercheurs continuent de trouver des moyens de réduire les tailles de preuve.

zk-SNARKs vs. zk-STARKs : différences clés

Ces deux technologies servent des objectifs similaires, mais font des compromis différents. Les zk-SNARKs produisent des preuves plus petites et plus rapides à vérifier, et disposent d’un écosystème d’outillage plus mature. Leur principal inconvénient est l’exigence de configuration de confiance, qui introduit une charge de coordination et de confiance, même si des constructions plus récentes ont réduit cette contrainte.

Les zk-STARKs éliminent entièrement la configuration de confiance, ce qui les rend plus faciles à auditer et à déployer. Leurs preuves sont plus volumineuses, mais la technologie est considérée comme plus « prête pour l’avenir » face aux avancées potentielles de l’informatique quantique. Starknet, une importante couche 2 d’Ethereum, est construite sur des zk-STARKs. ZKsync utilise un système de preuve sur mesure appelé Boojum, qui s’appuie sur des principes de conception à la fois SNARK et STARK plutôt que de rentrer proprement dans l’une ou l’autre catégorie. Polygon zkEVM est principalement construit à partir de preuves basées sur SNARK.

Pour la plupart des applications blockchain pratiques en 2026, les deux technologies sont viables. Le choix dépend souvent des exigences spécifiques de mise en œuvre, de la disponibilité des outils et de la familiarité de l’équipe avec chaque système.

Cas d’usage des zk-SNARKs et des zk-STARKs

Le cas d’usage le plus important aujourd’hui est l’évolutivité de la couche 2. Les ZK-rollups regroupent de très nombreuses transactions hors chaîne, puis soumettent une seule preuve ZK à Ethereum mainnet pour confirmer que toutes les transactions sont valides. Cela permet au réseau de traiter beaucoup plus de transactions à moindre coût, sans affaiblir les garanties de sécurité de la couche de base.

Des projets comme ZKsync et Starknet utilisent des réseaux de couche 2 basés sur ZK avec leurs systèmes de preuve respectifs. Le développement de la technologie zkEVM a rendu les preuves ZK pratiques pour l’exécution de smart contracts à usage général, compatibles avec la machine virtuelle Ethereum. Plusieurs réseaux zkEVM en production sont disponibles en 2026.

Au-delà de l’évolutivité, les preuves ZK sont utilisées pour des transactions préservant la confidentialité (comme dans Zcash), des systèmes d’identité décentralisés où les utilisateurs peuvent prouver des attributs sans révéler de données personnelles, et des systèmes de vote vérifiables. Par rapport aux optimistic rollups, les ZK-rollups ont l’avantage de ne pas nécessiter une période de contestation de 7 jours pour les retraits vers mainnet. En pratique, la génération de preuves prend encore un certain temps, donc les retraits ne sont pas instantanés, mais l’absence de fenêtre de contestation permet d’atteindre une finalité significativement plus rapidement.

FAQ

Quelle est la différence entre les zk-SNARKs et les zk-STARKs ?

Les zk-SNARKs produisent des preuves plus petites et plus rapides à vérifier, mais nécessitent une phase de configuration (trusted setup). Les zk-STARKs éliminent cette configuration et sont considérés comme plus résistants aux menaces liées à l’informatique quantique, mais produisent des tailles de preuve plus grandes. Les deux sont utilisés aujourd’hui dans des réseaux blockchain de couche 2 majeurs. Consultez notre entrée de glossaire sur les preuves à connaissance nulle pour une référence rapide.

Pourquoi les zk-SNARKs nécessitent-ils une configuration de confiance ?

Les zk-SNARKs ont besoin d’un ensemble partagé de paramètres publics pour fonctionner. Ces paramètres sont générés pendant une phase de configuration à l’aide d’un aléa secret. Si cet aléa était divulgué, quelqu’un pourrait potentiellement créer de fausses preuves. De nouveaux modèles de SNARK comme PLONK utilisent une configuration universelle qui réduit considérablement la confiance requise.

Les zk-STARKs sont-ils plus sûrs que les zk-SNARKs ?

Les zk-STARKs suppriment entièrement la configuration de confiance et utilisent une cryptographie basée sur des fonctions de hachage, considérée comme plus résistante aux menaces liées à l’informatique quantique que la cryptographie sur courbes elliptiques présente dans la plupart des systèmes SNARK. Le fait qu’un système soit « plus sûr » dépend du modèle de menace spécifique et des détails de mise en œuvre.

Quels blockchains utilisent des zk-SNARKs ou des zk-STARKs ?

Zcash utilise des zk-SNARKs pour des transactions privées. Starknet utilise des zk-STARKs pour sa couche 2 Ethereum. ZKsync Era utilise un système de preuve sur mesure (Boojum) combinant des éléments des deux approches. Polygon zkEVM utilise des preuves basées sur SNARK pour l’évolutivité des ZK-rollups. Les systèmes de preuve ZK font partie des domaines les plus activement développés dans l’infrastructure blockchain.

Les preuves zk peuvent-elles être utilisées en dehors de la crypto ?

Oui. Les preuves ZK ont des applications dans la vérification d’identité préservant la confidentialité (prouver son âge ou sa citoyenneté sans révéler un passeport), des systèmes de vote sécurisés et des requêtes de données authentifiées. Cependant, les cas d’usage les plus matures et les plus largement déployés à la date de 2026 restent ceux des réseaux blockchain.

Dernières réflexions

Les zk-SNARKs et les zk-STARKs représentent deux implémentations importantes de la technologie des preuves à connaissance nulle. Initialement associées principalement aux transactions privées dans la cryptomonnaie, les preuves ZK se sont étendues à l’évolutivité de la couche 2, aux systèmes d’identité et à la vérification du calcul en général.

Les deux technologies continuent d’évoluer rapidement. Les tailles de preuve diminuent, les outils arrivent à maturité et les systèmes de preuve plus récents brouillent de plus en plus la frontière entre les catégories SNARK et STARK. Comprendre les compromis entre elles, en particulier autour des configurations de confiance, de la taille des preuves et de la résistance au quantique, peut aider les lecteurs à suivre plus clairement les évolutions dans ce domaine.

Pour aller plus loin

• Qu’est-ce qu’une preuve à connaissance nulle et quel impact sur la blockchain ?

• Qu’est-ce que les ZK-Rollups ? La technique d’évolutivité de la couche 2

• Optimistic vs. Zero-Knowledge Rollups : quelle différence ?

• Qu’est-ce qu’un zkEVM et comment peut-il renforcer l’écosystème Ethereum ?

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