Libérer le véritable potentiel d’Ethereum en matière d’évolutivité et de confidentialité avec 6 projets ZkEVM
La mise à l’échelle de la couche 2 est l’un des problèmes les plus critiques de l’industrie de la blockchain et nous devons développer des solutions robustes avant la prochaine course haussière de la crypto ! Il y a eu de nombreux problèmes au début de 2022, Ethereum L1 étant encombré de milliers de transactions, provoquant beaucoup de frustration pour les acheteurs de NFT et les traders Defi. Les zkEVM sont l'une des solutions les plus innovantes et les plus populaires !
Qu'est-ce que zkEVM ?
zkEVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) est une variante de la machine virtuelle Ethereum (EVM) qui permet la création et l'exécution de contrats intelligents dans un environnement sans connaissance.
zkEVM permet l'exécution de contrats intelligents d'une manière qui protège les termes du contrat et la confidentialité des données impliquées dans le contrat. Ceci est réalisé grâce à des preuves à connaissance nulle, qui sont des preuves cryptographiques qui permettent à une partie de prouver à une autre partie qu'une certaine déclaration est vraie sans révéler aucune autre information sur la déclaration.
Il existe de nombreux types différents de zkEVM et il est important de les différencier. Bien que chacun de ces types s'efforce de créer le meilleur zkEVM possible, ils tentent tous d'atteindre cet objectif de différentes manières.
Type 1 (Full Ethereum - Equivalent) – Ces zkEVM ne modifient aucune partie du système Ethereum et visent une équivalence totale. Les exemples incluent Taiko et PSE.
Type 2 (Full EVM - Equivalent) - Ces zkEVM ressemblent exactement à Ethereum, mais diffèrent par des aspects tels que les structures de données et les arbres d'état. Les exemples incluent Scroll et Polygon Hermez.
Type 2.5 (EVM - égal au coût du gaz sauf) - Ces zkEVM augmentent considérablement le coût du gaz pour répondre à des opérations spécifiques dans l'EVM qui sont très difficiles à prouver. Ceux-ci peuvent casser certains outils de développement, les développeurs doivent donc être prudents lors du déploiement de dApps ici.
Type 3 (presque équivalent à EVM) – Ces zkEVM sont presque équivalents à EVM, mais ils doivent faire quelques sacrifices et supprimer des fonctionnalités difficiles à implémenter dans un système zkEVM. Très peu de projets souhaitent passer au type 3 et doivent être considérés comme un état de transition avant de migrer vers le type 2.5 ou le type 2.
Type 4 (équivalent langage de haut niveau) - Ces zkEVM sont compatibles au niveau langage (Solidity, Vyper). Ils prennent des contrats intelligents écrits dans ces langages et permettent de les compiler dans un autre langage utilisé pour construire les systèmes zkEVM. Actuellement, zkSync est l'une de ces implémentations de zkEVM.
Vous pouvez trouver une explication technique plus approfondie ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque type de zkEVM sur le blog de Vitalik.
Qu'est-ce que zk-rollup ?
zk-rollup est une solution de mise à l'échelle de couche 2 pour les réseaux blockchain. Il permet aux transactions d'être traitées hors chaîne, puis « agrégées » en une seule transaction en chaîne, réduisant ainsi la charge sur la blockchain principale et augmentant le débit des transactions.
Dans zk-rollup, les transactions sont traitées par un ensemble de validateurs chargés de garantir l'exactitude des transactions. Ces validateurs créent une preuve à connaissance nulle, qui est une preuve cryptographique qui prouve qu'une déclaration est vraie sans révéler aucune information supplémentaire sur la déclaration. Des preuves sans connaissance sont ensuite ajoutées aux transactions en chaîne, permettant de vérifier les transactions sans avoir à traiter chaque transaction sur la blockchain principale.
zkEVM et zk-rollups
Une différence majeure entre les zk-rollups et les zkEVM est que les zk-rollups se concentrent sur l'évolutivité, tandis que les zkEVM se concentrent sur la confidentialité. zk-rollup permet de traiter de grands volumes de transactions hors chaîne tout en préservant la sécurité et l'intégrité de la chaîne principale Ethereum. zkEVM, quant à lui, permet l'exécution de contrats intelligents dans le respect de la vie privée, permettant la création de transactions privées et confidentielles sur la plateforme Ethereum.
zk-rollup et zkEVM sont des innovations importantes qui contribuent à améliorer l’évolutivité et la confidentialité d’Ethereum. Ils ont tous le potentiel d’améliorer considérablement les capacités de la plateforme Ethereum et de la rendre plus utile pour un large éventail d’applications.
Maintenant que nous comprenons les bases de zkEVM et des zk-rollups, examinons de plus près les différents projets implémentant zkEVM.
Zéro synchronisation
zkSync est la solution de mise à l'échelle de couche 2 d'Ethereum conçue pour augmenter l'évolutivité et la vitesse du réseau Ethereum. Il repose sur des preuves à connaissance nulle, permettant de vérifier les transactions sans révéler les données sous-jacentes. Cela permet à zkSync de gérer les transactions hors chaîne, ce qui signifie qu'elles ne sont pas enregistrées sur la blockchain Ethereum elle-même. Au lieu de cela, ils sont enregistrés dans une structure de données hors chaîne distincte appelée « arbre Merkle ».
Une caractéristique clé de zkSync est qu'il utilise un transport « optimiste », qui permet aux utilisateurs d'envoyer et de recevoir des transactions sans attendre qu'elles soient confirmées sur la blockchain Ethereum. Cela réduit considérablement les temps de transaction et permet un débit de transaction plus élevé.
En plus d'utiliser des preuves sans connaissance et des transferts optimistes, zkSync exploite plusieurs autres techniques pour améliorer l'évolutivité et la sécurité. Il s'agit notamment de l'agrégation de signatures, qui permet de compresser plusieurs signatures en une seule, et de la prise en charge de plusieurs chaînes, qui permet à zkSync d'interagir avec d'autres réseaux blockchain.
Dans l'ensemble, zkSync vise à fournir une plate-forme évolutive et sécurisée pour les applications décentralisées (dApps) et autres projets basés sur Ethereum. En permettant des transactions plus rapides et plus efficaces, il vise à permettre aux développeurs de créer et de déployer plus facilement des dApp, ainsi qu'aux utilisateurs d'interagir avec elles.
L'un des principaux défis de zkSync est la nécessité d'équilibrer évolutivité et sécurité. Si l’utilisation de preuves sans connaissance et d’autres techniques permet des transactions plus rapides et plus efficaces, elle introduit également une complexité supplémentaire et des vulnérabilités potentielles. Par conséquent, zkSync s'efforce constamment d'améliorer et d'affiner sa technologie afin de garantir qu'elle soit aussi sécurisée et robuste que possible.
Malgré ces défis, zkSync a fait des progrès significatifs depuis son lancement en 2020 et a gagné une forte popularité parmi les développeurs et les utilisateurs. Son approche unique de la mise à l’échelle d’Ethereum a attiré une attention et des investissements considérables et a le potentiel de jouer un rôle important dans le développement futur de l’écosystème Ethereum.
Starkware Tags
Starkware est un projet qui a développé un protocole appelé StarkNet. StarkNet est une solution de mise à l'échelle de couche 2 conçue pour augmenter l'efficacité et l'évolutivité des blockchains, en particulier celles utilisant des contrats intelligents.
Une caractéristique clé de StarkNet est son utilisation de STARK, un système de preuve sans connaissance qui permet aux utilisateurs de prouver l'exactitude des calculs sans révéler les données sous-jacentes. Cela permet une plus grande confidentialité et sécurité sur le réseau, ainsi que la possibilité d'effectuer des calculs complexes sans avoir recours à un tiers de confiance.
StarkNet utilise également la technologie de partitionnement, qui permet de diviser la blockchain en plusieurs chaînes plus petites ou « fragments » qui peuvent être traitées en parallèle. Cela permet un débit plus élevé et des temps de transaction plus rapides, car chaque fragment peut être traité indépendamment des autres fragments.
L'un des principaux objectifs de StarkNet est de permettre la création d'applications de finance décentralisée (DeFi) à grande échelle. Les applications DeFi s'appuient souvent sur des contrats intelligents et d'autres calculs complexes, ce qui peut mettre à rude épreuve la blockchain sous-jacente et limiter son évolutivité. En utilisant StarkNet, les développeurs DeFi peuvent créer des applications plus efficaces et évolutives, capables de gérer des volumes de transactions plus importants.
StarkNet s'intègre déjà à plusieurs blockchains populaires, notamment Ethereum, Binance Smart Chain et Polkadot. Cela permet aux développeurs d'utiliser StarkNet pour créer des applications DeFi sur ces plates-formes sans avoir à se soucier des problèmes d'évolutivité.
En plus de se concentrer sur DeFi, StarkNet est utilisé dans diverses autres applications, notamment la gestion de la chaîne d'approvisionnement, les systèmes de vote et même la recherche médicale. La polyvalence et l’évolutivité du protocole en font une option intéressante pour un large éventail de cas d’utilisation.
Dans l’ensemble, le protocole StarkNet de Starkware représente une avancée significative dans la technologie blockchain. Son utilisation des STARK et du sharding améliore l'efficacité, la confidentialité et l'évolutivité, ce qui en fait une solution idéale pour une variété d'applications, en particulier celles de l'espace DeFi.
Polygone Hermès
Le projet blockchain Polygon a récemment introduit une nouvelle technologie appelée Hermez zkEVM. La technologie est conçue pour améliorer l’évolutivité et la confidentialité de la blockchain Ethereum.
Hermez zkEVM vise à résoudre les problèmes d'évolutivité de la blockchain Ethereum en utilisant des preuves sans connaissance pour permettre des transactions plus rapides et moins chères sur le réseau Ethereum. Dans le contexte d'Hermez zkEVM, des preuves sans connaissance peuvent être utilisées pour vérifier l'exactitude des transactions sans révéler de détails spécifiques. Cela permet un traitement des transactions plus rapide et des frais réduits puisque l'ensemble du réseau n'est pas tenu de vérifier chaque transaction.
En plus d'améliorer l'évolutivité, Hermez zkEVM améliore également la confidentialité du réseau Ethereum. En utilisant des preuves sans connaissance, Hermez zkEVM permet des transactions confidentielles, cachant les détails spécifiques de la transaction à toutes les parties, à l'exception de l'expéditeur et du destinataire. Ceci est utile pour diverses applications, telles que permettre à des individus d'effectuer des transactions financières sans révéler leur identité ou permettre à des entreprises de mener des activités sans divulguer d'informations financières sensibles. Comme mentionné précédemment parmi les différents types de zkEVM, cette implémentation de Polygon est compatible au niveau du bytecode plutôt qu'au niveau du langage.
Hermez zkEVM est un développement prometteur pour le réseau Ethereum et la communauté blockchain au sens large. En améliorant l’évolutivité et la confidentialité, il a le potentiel de rendre le réseau Ethereum plus attrayant pour un large éventail de dApps et de cas d’utilisation. Il sera intéressant de voir comment cette technologie sera adoptée et comment elle affectera le développement futur du réseau Ethereum et d’autres plateformes blockchain.
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Scroll est un protocole décentralisé conçu pour apporter une évolutivité et une plus grande sécurité à la blockchain Ethereum. Une caractéristique clé de Scroll est qu'il utilise zk-rollups, une solution de mise à l'échelle de couche 2 qui permet des transactions plus rapides et moins chères tout en maintenant la sécurité de la blockchain principale.
Dans zk-rollup, les transactions sont regroupées et vérifiées par des contrats intelligents sur la blockchain principale. Cela permet un débit de transaction plus élevé car la charge de validation de chaque transaction individuelle est supprimée de la chaîne principale et placée sur le contrat global.
Scroll se concentre spécifiquement sur la création d’un zk-rollup compatible EVM, ce qui signifie qu’il peut prendre en charge les mêmes langages de programmation et contrats intelligents qu’Ethereum. Ceci est important car cela permet aux développeurs de migrer facilement leurs applications existantes vers le réseau Scroll sans apporter de modifications à leur code.
Dans l’ensemble, Scroll est un projet prometteur qui vise à apporter les avantages des zk-rollups à l’écosystème Ethereum. En créant des solutions compatibles EVM, Scroll peut fournir aux développeurs un moyen simple de faire évoluer leurs applications et de profiter de la sécurité et de l'efficacité accrues des zk-rollups. Alors que le réseau Ethereum continue de croître et que le besoin de solutions évolutives augmente, des projets comme Scroll joueront un rôle essentiel dans la croissance de l’industrie de la blockchain.
Consensys Wa Infura
ConsenSys et Infura, deux des noms les plus éminents de l'écosystème Ethereum, développent une nouvelle version de la machine virtuelle Ethereum (EVM) appelée zkEVM. Le projet vise à améliorer l’évolutivité d’Ethereum, ce qui constitue un défi important pour la plateforme.
ConsenSys et Infura travaillent à l'intégration de zkEVM dans le réseau principal Ethereum, le rendant accessible à tous sur le réseau. Il s’agit d’un développement passionnant pour la communauté Ethereum car il a le potentiel de résoudre certains des problèmes d’évolutivité qui ont entravé la croissance de la plateforme dans le passé.
Bien que la société n'ait pas publié beaucoup de détails sur le projet, son approche de mise en œuvre et d'autres choses, il s'agit toujours de l'un des projets les plus passionnants sur lesquels les développeurs se concentrent. Consensys a construit une partie de l'infrastructure de base qui sous-tend l'écosystème Ethereum, et il ne sera pas surprenant que cette implémentation de zkEVM devienne l'une des plus populaires parmi le public.
Taïko
Taiko se présente sur son site Web comme un « zkEVM de type 1, un équivalent zk-rollup entièrement décentralisé d'Ethereum ». Ils affirment qu'être un zkEVM de type 1 est l'une des principales différences par rapport aux autres projets de cette liste. Ils n’ont apporté presque aucune modification à l’architecture Ethereum, y compris les fonctions de hachage, les arbres d’état ou les coûts du gaz. Ce faisant, ils peuvent réutiliser l’implémentation du client d’exécution avec le moins de modifications possible. L'un des principaux avantages de l'utilisation d'un zkEVM de type 1 comme Taiko est la facilité de migration sans apporter trop de modifications au code. Par exemple, vous pouvez déployer sur Ethereum L1 puis migrer vers Taiko. D'un autre côté, vous pouvez également déployer d'abord sur Taiko, puis migrer vers toute autre chaîne compatible EVM.
Daniel Wang est le fondateur de Taiko et était auparavant le fondateur de Loopring jusqu'à ce qu'il démissionne de ce rôle en 2021. Cela s’est produit avant l’accord de Loopring avec Gamestop. Bien qu'il y ait eu des spéculations sur la raison pour laquelle cela s'est produit, il n'y a jamais eu d'animosité entre les deux.