Preuve à divulgation zéro(ZKP) et zkps : comment réaliser un équilibre entre confidentialité et sécurité sur la blockchain

À l’ère du Web3, une contradiction fondamentale devient de plus en plus évidente : nous avons besoin d’une vérification transparente de la blockchain, tout en étant urgemment contraints de protéger la vie privée individuelle. La technologie de preuve à divulgation zéro (zkps) est précisément la clé de cette problématique. Imaginez que vous faites une demande de prêt à la banque, où vous devez prouver que vous disposez de suffisamment d’actifs, sans révéler votre solde bancaire précis — zkps (systèmes de preuve à divulgation zéro) peuvent réaliser cela. Elle permet au vérificateur d’être convaincu de la fait sans jamais pouvoir en examiner les détails.

La logique centrale de la preuve à divulgation zéro : ne pas mentir, seulement dissimuler

La preuve à divulgation zéro(ZKP) est essentiellement un protocole cryptographique. Dans une authentification traditionnelle, vous devez présenter votre passeport ou permis de conduire pour prouver votre identité ; avec la technologie zkps, vous n’avez qu’à générer une preuve mathématique attestant que vous détenez un document valide, sans jamais devoir présenter l’original.

Ce mécanisme implique trois rôles clés :

• Le démonstrateur : la personne qui doit prouver quelque chose (par exemple vous)
• Le vérificateur : celui qui vérifie la véracité de la preuve
• La preuve elle-même : une série de données cryptées contenant toutes les informations nécessaires sans divulguer de détails sensibles

Le fonctionnement de zkps repose sur un principe simple : par des calculs mathématiques complexes, le démonstrateur génère une preuve « irréfutable » mais « impossible à inverser ». Le vérificateur peut confirmer sa validité, mais même en disposant de toutes les données de preuve, il ne peut pas déduire les informations originales cachées — c’est là toute la signification de « zéro connaissance ».

Par exemple, dans les transactions de cryptomonnaies, zkps peut prouver que « cette transaction a bien eu lieu », « le montant est légitime », « l’expéditeur dispose de fonds suffisants », tout en dissimulant totalement le montant de la transaction, l’identité des parties, etc.

ZK Rollups : la révolution de la scalabilité de la blockchain

L’un des domaines où la preuve à divulgation zéro a le plus de potentiel d’application est celui des solutions de couche 2 (Layer-2), notamment la technologie ZK Rollups.

Les blockchains traditionnelles font face à un problème évident : Ethereum ne peut traiter qu’environ 15 transactions par seconde, tandis que Visa peut en gérer plusieurs milliers. La technologie zkps, via ZK Rollups, redéfinit cette situation.

Le principe est ingénieux : ZK Rollups ne stockent pas chaque transaction directement sur la chaîne, mais regroupent en batch des centaines voire des milliers de transactions hors chaîne, puis génèrent une preuve à divulgation zéro qu’ils soumettent à la blockchain Ethereum principale. La chaîne principale vérifie cette preuve pour s’assurer que toutes les transactions sont légitimes et non falsifiées, sans avoir à examiner chaque détail.

Quels sont les avantages ?

• Une augmentation de la vitesse de transaction de plus de 100 fois : le traitement hors chaîne est beaucoup plus rapide
• Une réduction des coûts de 90% : en diminuant la charge sur la chaîne principale, les frais de gas chutent considérablement
• Une meilleure confidentialité : les détails des transactions sont cachés au public
• Une décentralisation maintenue : le pouvoir de vérification est réparti, sans dépendre d’un seul nœud

Après l’adoption de zkps dans ZK Rollups, Ethereum pourrait théoriquement atteindre des capacités de traitement de plusieurs millions de transactions par seconde.

La cartographie des applications de la technologie zkps

La révolution de la confidentialité dans la finance

Dans l’écosystème DeFi, zkps transforme radicalement l’expérience utilisateur. Imaginez les scénarios suivants :

• Prêts anonymes : les utilisateurs peuvent prouver qu’ils remplissent les conditions pour un prêt (par exemple, un score de crédit suffisant) sans révéler leur portefeuille ou leur historique de prêt
• Paiements anonymes : lors de l’achat de biens, prouver que vous avez suffisamment de fonds sans divulguer votre compte bancaire ou votre historique de transactions
• Vote privé : les membres d’un DAO peuvent voter de manière anonyme tout en participant à la gouvernance

Zcash est un pionnier dans ce domaine, utilisant la technologie zk-SNARK pour dissimuler totalement le montant des transactions et l’identité des participants. Dans certains pays où la confidentialité est très valorisée, Zcash dépasse largement l’adoption du Bitcoin.

Applications pour les entreprises et le gouvernement

Les zkps ont également un potentiel révolutionnaire dans les scénarios B2B :

• Vérification de la chaîne d’approvisionnement : les entreprises peuvent prouver l’authenticité et la provenance de leurs produits sans révéler la liste de leurs fournisseurs ou leurs coûts de production
• Confidentialité médicale : les patients peuvent partager leurs dossiers médicaux pour la recherche tout en garantissant la confidentialité totale de leur identité et de leurs antécédents
• Gouvernance : les citoyens peuvent prouver qu’ils remplissent les conditions pour bénéficier d’aides sociales sans soumettre l’intégralité de leurs données personnelles

Contrôle d’identité et d’accès

L’authentification sans mot de passe est une voie particulièrement prometteuse :

• Les utilisateurs n’ont pas besoin de mémoriser de mot de passe, ils génèrent simplement une preuve zkps qu’ils connaissent le mot de passe
• Réduction des risques de phishing, car la clé privée ne quitte jamais le dispositif
• Support de la vérification biométrique sans stockage des données biométriques elles-mêmes

Les projets clés qui alimentent l’écosystème zkps

Infrastructure

Loopring utilise ZK Rollups comme cœur de sa solution, augmentant la capacité d’Ethereum à plusieurs milliers de TPS, avec des frais de gas inférieurs à 1% de ceux du réseau principal. Il est devenu la norme pour les échanges décentralisés et les paiements.

StarkWare a développé la technologie zk-STARK (plus résistante aux menaces quantiques que zk-SNARK), et construit l’environnement de programmation Cairo, permettant aux développeurs de déployer rapidement des applications Layer-2.

ZKsync propose une compatibilité avec Ethereum, permettant aux DApps existantes de migrer vers Layer-2 alimenté par zkps sans modifications majeures, réduisant ainsi considérablement les coûts de migration.

Couche d’application de la confidentialité

Zcash intègre la zkps comme caractéristique centrale, offrant aux utilisateurs la possibilité de choisir entre transactions transparentes ou privées, ces dernières dissimulant totalement le montant et les participants.

Secret Network se concentre sur la confidentialité des contrats intelligents, garantissant que la logique d’exécution et les données d’entrée restent secrètes pour les observateurs de la blockchain — crucial pour les applications financières sensibles.

Tornado Cash utilise zkps pour anonymiser les transactions sur Ethereum, rompant le lien entre adresses et offrant un outil pour la protection de la vie privée.

Couche d’usage spécifique

Filecoin utilise la preuve à divulgation zéro pour vérifier l’intégrité du stockage des données, permettant de garantir que le fournisseur de stockage conserve bien les données promises sans avoir à télécharger à nouveau tout le contenu.

Immutable X se concentre sur les transactions NFT, utilisant zkps pour réaliser des règlements quasi instantanés et des frais presque nuls, attirant de nombreux développeurs de jeux.

Mina Protocol compresse la blockchain entière à seulement 22 KB grâce à zk-SNARK, permettant même à un smartphone d’exécuter un nœud complet, maximisant ainsi l’accessibilité de la blockchain.

Les défis actuels de la technologie zkps

Malgré son potentiel immense, la preuve à divulgation zéro doit faire face à plusieurs obstacles dans sa mise en œuvre concrète :

Limitations techniques

Forte consommation de calculs : la génération de preuves zkps prend souvent plusieurs secondes à plusieurs minutes, ce qui n’est pas adapté aux transactions à haute fréquence. La vérification est moins coûteuse, mais reste gourmande en ressources, ce qui peut peser sur la chaîne principale.

Vulnérabilités algébriques : les zk-SNARKs actuels dépendent d’un « paramètre de configuration fiable » (trusted setup). Si un participant conserve ces paramètres secrets, il peut falsifier des preuves. Bien que des cérémonies multi-parties réduisent ce risque, il n’est pas totalement éliminé.

Menace quantique : avec l’avènement de l’ordinateur quantique, de nombreux schémas zk-SNARK pourraient être cassés. zk-STARK, plus résistant, est encore moins efficace.

Risques systémiques

Tendance à la centralisation : ZK Rollups sont souvent gérés par un seul séquenceur, qui contrôle l’ordre des transactions et leur regroupement. En cas de malveillance ou de défaillance, le Layer-2 peut se retrouver bloqué.

Fragmentation de l’écosystème : différentes solutions zkps utilisent des protocoles et standards incompatibles, dispersant la liquidité et compliquant l’expérience utilisateur.

Problèmes réglementaires : la confidentialité offerte par zkps peut être exploitée pour le blanchiment d’argent ou l’évasion fiscale. De nombreux régulateurs craignent leur usage et envisagent des restrictions.

( Obstacles pour l’utilisateur

Complexité d’utilisation : la majorité des utilisateurs ne comprennent pas la cryptographie derrière zkps, ce qui peut entraîner des erreurs ou des arnaques. Les attaques d’ingénierie sociale restent possibles.

Outils et écosystème encore immatures : le développement d’applications zkps demande des compétences pointues, et l’écosystème est encore en phase de maturation.

Perspectives d’avenir pour la technologie zkps

) Court terme (1-2 ans)

zkps deviendra probablement une norme pour l’extension de couche 2 et la confidentialité dans la DeFi. Plusieurs solutions zkps coexisteront dans l’écosystème Ethereum, laissant le choix à l’utilisateur. Les applications d’entreprise, notamment dans la supply chain et l’authentification, seront les premières à adopter.

Moyen terme (3-5 ans)

zkps pourrait se combiner avec d’autres technologies de confidentialité (comme le calcul multipartite sécurisé) pour renforcer la protection. La preuve inter-chaînes zkps deviendra une réalité, facilitant l’interopérabilité. Des solutions zk-resistantes aux ordinateurs quantiques seront déployées pour préparer l’après-quantique.

Long terme (5 ans+)

Les preuves à divulgation zéro pourraient devenir une infrastructure standard de la blockchain, à l’image de TLS pour Internet. Les systèmes d’identité décentralisée (DID) s’appuieront massivement sur zkps, permettant aux utilisateurs de contrôler totalement leur identité numérique.

En résumé : zkps, la pierre angulaire du Web3 privé

La preuve à divulgation zéro représente à la fois une avancée cryptographique et un signe de maturité de la blockchain. Elle résout le problème de scalabilité tout en offrant une protection essentielle de la vie privée.

Dans un contexte où la sécurité des données devient une priorité, zkps propose une solution élégante : maintenir la transparence et la sécurité de la blockchain sans sacrifier la vie privée individuelle. Avec l’amélioration des techniques et l’expansion des applications, la preuve à divulgation zéro passera progressivement du domaine cryptographique spécialisé à une utilisation grand public, façonnant un avenir numérique où confidentialité, sécurité et efficacité cohabitent.