zkEVM signifie « Machine virtuelle Ethereum à connaissance zéro ». Il s'agit d'un protocole qui permet d'exécuter des contrats intelligents sur des blockchains publiques telles que #Ethereum, BNB Chain, Polygon, Avalanche C Chain, etc.

zkEVM est une technologie partiellement développée basée sur Zero-Knowledge Proofs (ZKP). Vitalik, le fondateur d'Ethereum, les a divisés en 4 types différents en fonction de leur compatibilité avec l'EVM. zkEVM présente de nombreux avantages pour les développeurs et l'écosystème zk, mais il existe encore de nombreuses limitations qui doivent être résolues.

Présentation de zkEVM

Avant de comprendre zkEVM, nous comprenons d'abord le concept de preuve sans connaissance (ZKP). Cela fait partie de la fondation de zkEVM.

Qu’est-ce que Zero Knowledge Proof (ZKP) ?

La technologie de preuve ZK (zéro connaissance) est une technologie de cryptage utilisée pour protéger la confidentialité et l'authentification sur Internet et les plateformes blockchain. Plutôt que de partager des informations complètes, la technologie ZKP permet aux parties d’échanger des informations sans révéler les détails de chacun.

Exemple simple : supposons que A veuille prouver à une agence qu'elle a 18 ans pour demander un service, mais ne souhaite pas révéler sa date de naissance.

A peut utiliser l'activité ZKP pour prouver qu'elle est assez âgée en fournissant plus d'informations ayant une signification similaire. Par exemple:

  • A est diplômé de l'université (certifiant que A a environ 22 ans).

  • A est titulaire d'un permis de conduire B1 délivré par l'autorité compétente (certifiant que A a plus de 18 ans).

  • A possède déjà une entreprise enregistrée à son nom (prouver que A a 18 ans).

Dans cet exemple, ZKP permet à Alice de vérifier son âge sans révéler sa date de naissance, ce qui contribue à protéger la vie privée d'Alice tout en aidant l'organisation à garantir que la personne A est suffisamment âgée pour s'inscrire au service.

Selon la classification technique du ZKP, il existe deux principaux types bien connus sur le marché, les zk-SNARK et les zk-STARK.

  • zk-SNARK (arguments de connaissances succincts et non interactifs sans connaissance).

  • zk-STARK (arguments de connaissances transparents évolutifs à connaissance nulle).

Qu'est-ce que zkEVM ?

zkEVM signifie « Machine virtuelle Ethereum à connaissance zéro ». Il s'agit d'un protocole qui permet d'exécuter des contrats intelligents sur des blockchains publiques telles que Ethereum, BNB Chain, Polygon, Avalanche C Chain, etc.

Pourquoi zkEVM est-il né ?

Bien qu'il existe certains langages de programmation ZK​​sur le marché comme Cairo (StarkWare) ou Zinc (zkSync), le langage de programmation ZK présente encore des limites. L’un des principaux obstacles est l’hétérogénéité de ces langages de programmation, qui rend difficile pour les développeurs de programmer dans différents langages.

Pour les développeurs ou les projets nouveaux sur le marché, se concentrer sur un seul langage Cairo ou Zinc les limitera à un seul écosystème par rapport aux différents écosystèmes exécutés sur ce langage EVM.

Par conséquent, zkEVM est né pour résoudre ce problème. Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles zkEVM est né :

  • zkEVM est conçu pour être compatible avec Ethereum. Par conséquent, il devient plus facile de déployer des contrats intelligents sur Ethereum en utilisant la technologie ZK Proof.

  • zkEVM fournit aux développeurs une couche d'abstraction qui facilite le déploiement d'applications ZK. Les développeurs n'ont pas besoin de se soucier des détails de l'algorithme ZK de niveau le plus bas.

  • zkEVM prend en charge divers types de ZK Proof, notamment zk-SNARK et zk-STARK, aidant les développeurs à choisir la méthode la mieux adaptée à leur application.

En bref, zkEVM est né pour faciliter le déploiement de contrats intelligents utilisant la technologie ZK Proof sur les chaînes Ethereum et EVM, tout en offrant une nouvelle façon aux développeurs.

Comment fonctionne zkEVM

Comparé aux rollups ZK, zkEVM n'est pas différent et suit le modèle de travail général. Cependant, il convient de noter qu'il existe de nombreuses idées autour de la structure idéale de zkEVM et de son fonctionnement. La version la plus pure de zkEVM sera complètement équivalente à Ethereum, et aucune modification ne sera autorisée, même si elle facilite la preuve de concept.

Les cumuls sans connaissance prennent et complètent les transactions par lots hors chaîne et envoient un rapport cryptographique à#Ethereumattestant de l'exactitude de ces interactions. Une preuve sans connaissance ne révèle pas les détails de toutes les transactions d’un lot, mais confirme seulement qu’elles sont suffisamment précises pour déclencher une transition vers l’état Ethereum.

Il fournit ensuite une preuve de validité pour les contrats intelligents construits sur la chaîne L1. Une fois reçu et confirmé, il valide la saisie.

Catégoriser zkEVM par compatibilité avec EVM

Dans l'article de Vitalik sur la façon de classer les zkEVM, il mentionne 4 types principaux basés sur la compatibilité zkEVM. Au niveau le plus bas (compatibilité EVM), ils ne donnent qu'un certain pourcentage de compatibilité, et pour certains contrats intelligents complexes, ils obligent les développeurs à personnaliser le code source (copier, coller et réécrire certaines choses)).

À un niveau supérieur (équivalence EVM), ils offrent une plus grande compatibilité, permettant aux développeurs de migrer facilement et rapidement les contrats intelligents sur Ethereum vers leurs cumuls de protocoles avec un minimum de modifications. (copier, coller et modifier).

Type 1 : zkEVM est entièrement compatible avec Ethereum (équivalent entièrement Ethereum)

Le zkEVM de type 1 devrait être entièrement compatible avec Ethereum au niveau du consensus. Il n'y a aucun changement dans leur statut, leurs codes de hachage ou toute logique de consensus.

Ils sont également entièrement compatibles avec toutes les applications Ethereum sous-jacentes, mais nécessitent des temps de preuve plus longs car aucune amélioration n’a été apportée pour accélérer la génération de preuves.

Type 2 : zkEVM entièrement compatible avec EVM (équivalent entièrement EVM)

Le zkEVM de type deux est une norme légèrement inférieure et est destiné à être équivalent, plutôt que compatible, avec EVM. Ils ressemblent à des EVM à l'extérieur, mais présentent quelques modifications mineures à l'intérieur pour faciliter le développement et accélérer la vérification. Dans cette catégorie, certaines applications peuvent ne pas être compatibles.

Cependant, le zkEVM de type 2 a toujours des temps de préparation plus lents. Par conséquent, la classe zkEVM 2.5 peut réduire le temps de préparation en augmentant le coût du gaz.

Projets en vedette : Polygon zkEVM, Scroll.

Type 3 : zkEVM compatible avec EVM

Le zkEVM de type 3 ne sera pas complètement équivalent à l'EVM, car ce type donne la priorité à la commodité de placer des systèmes de type EVM dans la compilation ZK. Cela implique des changements spécifiques pour faciliter la construction et améliorer la preuve de concept. Bien que zkEVM type trois soit compatible avec la plupart des applications, certaines applications peuvent nécessiter une réécriture pour s'exécuter.

Projet présenté : Polygon zkEVM.

Type 4 : zkEVM est à peu près compatible avec EVM

Le zkEVM de type quatre ne sera équivalent qu'à un langage de haut niveau, pas à l'EVM lui-même. Par conséquent, contourner le processus de fourniture de preuves sans connaissance pour chaque étape de l’exécution de l’EVM peut réduire les coûts et encourager la décentralisation, ainsi que raccourcir le temps de preuve de concept.

Cependant, cela rend le type zkEVM quatre moins compatible avec certaines applications. Lorsqu'une application est déplacée vers l'EVM, l'adresse du contrat changera très probablement et deviendra indisponible via certaines infrastructures de débogage.

Projet présenté : zkSync 2.0.

Avantages et inconvénients de zkEVM

Avantages de zkEVM

Capacité d'extension

zkEVM peut améliorer l'évolutivité des blockchains publiques telles qu'Ethereum en réduisant la quantité de ressources informatiques nécessaires à l'exécution des contrats intelligents. Ceci est accompli en permettant de décharger les calculs vers des réseaux privés et sur des blockchains publiques.

Diversité

zkEVM peut être appliqué à diverses industries qui nécessitent l'exécution de contrats intelligents privés. Par exemple, les prestataires de soins de santé peuvent utiliser zkEVM pour garantir que les données des patients restent confidentielles tout en permettant aux chercheurs d'accéder aux données et de les analyser.

Compatibilité EVM

La compatibilité EVM est le plus grand avantage de zkEVM, qui peut aider les développeurs développant sur blockchain EVM à implémenter facilement leur protocole DeFi sur la plate-forme zk. Au contraire, cela aide également la plateforme zk à attirer plus de développeurs, créant ainsi un écosystème plus diversifié.

Inconvénients de zkEVM

complexe

Le déploiement de zkEVM peut être un processus complexe qui nécessite une expertise et des ressources importantes. En effet, zkEVM inclut l'intégration de nombreuses technologies différentes.

Fonctionnalité limitée

Étant donné que zkEVM est centré sur la confidentialité, sa capacité à exécuter les fonctions complexes des contrats intelligents peut être limitée. Par exemple, zkEVM peut ne pas être en mesure d'exécuter les fonctions habituelles liées au compte, telles que le vote ou le dépôt, et se concentrer uniquement sur la vérification de la validité des calculs privés.

efficacité

L'utilisation de zkEVM peut affecter les performances du réseau. Les calculs de preuve de participation peuvent nécessiter des ressources informatiques et une bande passante réseau importantes, ce qui peut ralentir le traitement des transactions. Cela peut être amélioré en utilisant des techniques de développement et d’optimisation de logiciels plus efficaces, mais cela reste une préoccupation qui mérite d’être notée.

Consommation d'énergie

Semblable aux performances, l'utilisation de zkEVM entraîne une consommation d'énergie et des coûts associés lors de l'exécution des calculs. Cela peut poser un problème particulier pour les blockchains publiques, où les opérations informatiques sont payées en crypto-monnaies.

Projets zkEVM en vedette

Actuellement, il existe 6 excellents projets zkEVM sur le marché :

  • PolygonzkEVM est l'un des derniers projets de Polygon dans le domaine zkEVM, un projet renommé après que Polygon Hermez a dépensé 250 millions de dollars pour l'acquérir.

  • zkSync Era est un produit de zkSync (Matter Labs) dans le tableau zkEVM. Ce n’est pas le premier produit, mais un produit promu pour un développement ultérieur.

  • StarkWare est la société mère de nombreux produits liés à zk tels que StarkEx, SatrkNet... Elle est également la pionnière de la technologie zkSTARK et possède son propre langage Cairo. Cependant, ils ont également développé zkEVM pour rendre leur langage plus facile à utiliser.

  • Scroll est un projet décentralisé open source construit sur la plateforme zkEVM, visant à offrir une meilleure sécurité aux applications blockchain.

  • Taiko est un projet open source entièrement décentralisé qui vise à évoluer vers une solution entièrement compatible pour #Ethereum.

  • ConsenSys zkEVM est un produit de ConsenSys (la société mère de Metamask). Leur objectif est d'être une solution entièrement conforme à l'EVM).

Consommation d'énergie

Semblable aux performances, l'utilisation de zkEVM entraîne une consommation d'énergie et des coûts associés lors de l'exécution des calculs. Cela peut poser un problème particulier pour les blockchains publiques, où les opérations informatiques sont payées en crypto-monnaies.

Quelques questions fréquemment posées sur zkEVM

Quelle est la relation entre zkEVM et zk-SNARK, zk-STARK, zk-SHARK et PLONK ?

zkEVM est conçu pour prendre en charge le déploiement d'applications sur la plate-forme Ethereum à l'aide de technologies à preuve de connaissance nulle telles que zk-SNARKs, zk-STARKs, zk-SHARKs et PLONK.

Plus précisément, zkEVM utilise ces architectures techniques pour assurer la sécurité et l'anonymat des transactions et des applications construites sur la plateforme Ethereum. Par exemple, les zk-SNARK sont utilisés pour anonymiser les informations sensibles dans les transactions Ethereum sans révéler les détails de ces informations, augmentant ainsi la confidentialité et la sécurité des utilisateurs.

Compatibilité EVM vs équivalence EVM : laquelle est la meilleure ?

En termes de compatibilité, l'équivalence EVM est tout à fait supérieure, mais sa mise en œuvre est également très difficile. Il n'existe actuellement aucun zkEVM (équivalence EVM) sur le marché actif sur le réseau principal.

Deuxièmement, les protocoles zkEVM visent tous à atteindre l’équivalence EVM à l’avenir. La différence réside dans l'approche.

Construisez zkEVM (équivalent EVM) à partir de zéro (nécessite plus de temps et d'efforts) :

  • Polygone zkEVM、Consensus zkEVM、Défilement...

  • Commencez par la compatibilité EVM et progressez lentement vers l'équivalence EVM (ce qui prend moins de temps) : zkSync 2.0.

en conclusion

zkEVM est une nouvelle technologie qui intègre des preuves sans connaissance dans les systèmes blockchain. Il a le potentiel d’aider à accélérer et à réduire les coûts de transaction sur Ethereum tout en augmentant la confidentialité et la sécurité des utilisateurs. Cependant, la mise en œuvre de zkEVM en est encore aux premiers stades de développement et nécessite une interaction des développeurs et de la communauté pour la généraliser.

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