Vous le savez sûrement, mais la confidentialité et la sécurité des transactions sont des préoccupations majeures dans l’écosystème de la blockchain et des crypto monnaies. Deux concepts cryptographiques, les zk-SNARKs et les zk-STARKs, se sont imposés comme des solutions efficaces pour relever ces défis.
Dans cet article, vous découvrirez ce que sont les zk-SNARKs et les zk-STARKs, mais également les choses qui les distinguent.
Qu'est-ce qu'un zk-SNARK ?
Les zk-SNARKs, ou “arguments de connaissance succincts non interactifs à divulgation nulle de connaissance”, sont des protocoles cryptographiques qui permettent de prouver la véracité et la fiabilité d'une information sans en révéler les détails. C’est notamment pour cette raison qu’ils sont particulièrement utiles dans le domaine des crypto monnaies, car ils assurent la confidentialité des transactions.
Les zk-SNARKs fonctionnent sur le principe des “preuves à divulgation nulle de connaissance” (zero-knowledge proofs). Dans ce système, deux parties, généralement appelées “prouveur” et “vérificateur“, interagissent. Le prouveur cherche à convaincre le vérificateur qu'il détient une certaine information, appelée “témoin”, sans toutefois la révéler.
Regardons de près ce qui signifie réellement les termes de l’acronyme “SNARK” (Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge)
- Succinct : les preuves générées sont de petite taille et peuvent être vérifiées rapidement.
- Non-interactif : le prouveur et le vérificateur n'ont pas besoin de multiples interactions (voire aucune) pour valider la preuve.
- Configuration initiale sécurisée : une phase de configuration initiale est nécessaire pour établir un ensemble de paramètres publics, ce qui peut poser des problèmes de centralisation.
Par ailleurs, Zcash est l'une des crypto monnaies les plus connues qui utilise les zk-SNARKs pour garantir la confidentialité des transactions au sein de son réseau. Contrairement à d'autres monnaies comme Monero, qui utilisent des techniques de brouillage, Zcash permet de garder les transactions entièrement cryptées tout en confirmant leur validité.
Enfin, bien que puissants, les zk-SNARKs ne sont pas sans défauts. Tout d’abord, ces derniers nécessitent une configuration initiale sécurisée (initial trusted setup), ce qui peut créer des problèmes de confiance et de centralisation. De plus, ils sont sensibles aux menaces potentielles des ordinateurs quantiques. Mais ce n’est pas le sujet de cet article.
Qu'est-ce qu'un zk-STARK ?
Les zk-STARKs (arguments de connaissance succincts transparents à divulgation nulle de connaissance) sont une autre avancée dans le domaine de la cryptographie. Tout comme les zk-Snarks, les Zk-Starks visent à améliorer la confidentialité et la sécurité des transactions sur la blockchain. Toutefois, contrairement aux zk-SNARKs, les zk-STARKs ne nécessitent pas de configuration initiale de confiance, ce qui élimine un point de vulnérabilité potentiel.
Voici quelques caractéristiques clés que l’on retrouve sur les zk-STARKs :
- Cryptographie symétrique : les zk-STARKs utilisent une cryptographie plus symétrique basée sur des fonctions de hachage résistantes aux collisions. Cette approche élimine les hypothèses basées sur la théorie des nombres qui sont coûteuses en calcul.
- Résistance aux ordinateurs quantiques : les zk-STARKs sont conçus pour être résistants aux attaques potentielles des ordinateurs quantiques, ce qui les rend plus durables à long terme.
- Efficacité de la communication : le nombre de tours de communication entre le prouveur et le vérificateur reste constant, même lorsque le calcul requis augmente. Cela rend les zk-STARKs plus rapides et moins coûteux en termes de données.
Vous l’aurez compris, les zk-STARKs offrent une solution de confidentialité plus robuste et évolutive pour les transactions sur la blockchain. Dans un futur plus ou moins proche, ils pourraient jouer un rôle crucial dans l'adoption généralisée des crypto monnaies, en mettant sur la table les préoccupations en matière de confidentialité et de sécurité.
zk-SNARK vs zk-STARK : quelle différence ?
Quoi qu'on en dise, il ne fait aucun doute que les protocoles cryptographiques zk-SNARK et zk-STARK jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la confidentialité et de la sécurité des transactions sur la blockchain. Néanmoins, bien qu'ils visent des objectifs similaires, ces deux technologies présentent des différences qui méritent d'être soulignées.
L'une des distinctions les plus notables réside dans la configuration initiale de confiance. De leur côté, les zk-SNARKs nécessitent une telle configuration pour établir des paramètres publics, ce qui peut créer des problèmes de centralisation et de confiance. En revanche, les zk-STARKs éliminent ce besoin, offrant ainsi une plus grande robustesse contre les vulnérabilités potentielles.
En ce qui concerne la résistance aux menaces futures, comme celles posées par les ordinateurs quantiques, les zk-STARKs prennent l'avantage. Contrairement aux zk-SNARKs, qui sont sensibles à de telles menaces, les zk-STARKs sont conçus pour être résistants aux attaques quantiques potentielles, ce qui les rend plus durables à long terme.
De plus, la complexité computationnelle est un autre domaine où ces deux protocoles diffèrent. Les zk-SNARKs s'appuient sur des hypothèses basées sur la théorie des nombres, ce qui peut être coûteux en termes de calcul. Les zk-STARKs, en revanche, utilisent une forme de cryptographie plus symétrique, ce qui réduit la complexité et les coûts associés.
Enfin, bien que les zk-SNARKs génèrent des preuves plus petites et donc plus faciles à stocker et à vérifier, les zk-STARKs compensent par une plus grande rapidité de vérification.
En résumé, bien que les zk-SNARKs et les zk-STARKs offrent tous deux des moyens efficaces de garantir la confidentialité et la sécurité, ils le font de manières différentes. Le choix entre les deux dépendra donc des besoins spécifiques en matière de sécurité, de rapidité et de transparence.
La parabole de la caverne d'Ali Baba : quel rapport avec les SNARs et STARKs ?
La parabole de la caverne d'Ali Baba est souvent utilisée comme une métaphore pour expliquer le fonctionnement des protocoles cryptographiques comme les zk-SNARKs et les zk-STARKs. Concrètement, la caverne représente le système cryptographique, et l'entrée de la caverne est verrouillée par une énigme ou un défi cryptographique. Seules les personnes qui peuvent résoudre cette énigme, c'est-à-dire les détenteurs de la “clé”, peuvent accéder aux trésors cachés à l'intérieur de la caverne.
Dans le contexte des zk-SNARKs et zk-STARKs, le prouveur est comme une personne qui connaît le secret pour ouvrir la caverne d'Ali Baba. Le vérificateur, quant à lui, veut s'assurer que le prouveur connaît effectivement ce secret, sans pour autant le révéler. Autrement dit : les zk-SNARKs et zk-STARKs agissent comme des mécanismes qui permettent au prouveur de démontrer qu'il détient la clé, sans avoir à la divulguer.
Par ailleurs, la parabole aide également à comprendre les différences entre les deux protocoles. En effet, avec les zk-SNARKs, l'entrée de la caverne pourrait nécessiter une configuration initiale, comme un gardien qui doit être convaincu de votre identité avant de vous laisser entrer. Les zk-STARKs, en revanche, éliminent ce besoin, rendant l'accès à la caverne plus direct et moins sujet à des points de vulnérabilité.
Ce qu’il faut retenir :
Au final, les zk-SNARKs et les zk-STARKs sont deux concepts cryptographiques très puissants qui offrent des solutions plus que robustes pour la confidentialité et la sécurité dans le monde des crypto monnaies.
Questions fréquemment posées au sujet des zk-SNARKS et des zk-STARKS
Qu'est-ce qu'un zk-SNARK ?
Un zk-SNARK est un protocole cryptographique qui permet de prouver la véracité d'une information sans en révéler les détails. Il est souvent utilisé pour garantir la confidentialité des transactions sur la blockchain.
Qu'est-ce qu'un zk-STARK ?
Un zk-STARK est similaire au zk-SNARK, mais il ne nécessite pas de configuration initiale de confiance, en plus d'autres différences notables que nous avons couverts tout au long de cet article.
Comment fonctionnent les zk-SNARKs ?
Les zk-SNARKs fonctionnent sur le principe des “preuves à divulgation nulle de connaissance”, où un prouveur convainc un vérificateur qu'il détient une information spécifique sans la révéler.
Les zk-STARKs sont-ils résistants aux ordinateurs quantiques ?
Oui, les zk-STARKs sont conçus pour être résistants aux attaques potentielles des ordinateurs quantiques, ce qui les rend plus durables à long terme.
