Les ZK-Rollups sont-ils la dernière pièce du puzzle de la solution de mise à l'échelle de Blockchain ?

L'évolutivité a longtemps été considérée comme l'un des plus grands défis auxquels est confrontée l'adoption de la blockchain grand public. Bien que le nombre de transactions qu'un réseau peut traiter varie considérablement en fonction de la technologie sous-jacente associée à Bitcoin, Ethereum et ses innombrables concurrents, pendant des années, une solution viable à l'échelle de l'industrie au "problème d'évolutivité" a été perçue par certains comme aussi insaisissable que Moby. Queue. 

La musique d'ambiance a commencé à changer, en grande partie grâce à l'émergence de protocoles comme Solana, Polkadot, Avalanche et Terra, qui sont souvent surnommés "Ethereum killers" en raison de leurs confirmations ultra-rapides et de leurs frais d'essence suffisamment bas. L'arrivée de ces réseaux alternatifs doit beaucoup au boom DeFi de 2020, lorsque la demande croissante de NFT et dApps a à son tour stimulé la croissance de plates-formes blockchain capables de gérer le volume après qu'Ethereum ait atteint sa capacité.

Une course aux armements vers l'évolutivité

Autant dire que le problème d'évolutivité a été abordé de plusieurs façons. Solana, par exemple, utilise un système de consensus qui combine la preuve de l'historique et une implémentation personnalisée de la tolérance aux pannes pratique byzantine connue sous le nom de Tower BFT. Ensemble, ces innovations aident Solana à générer jusqu'à 65,000 1 transactions par seconde (tps). Polkadot, quant à lui, utilise le sharding, un processus dans lequel des chaînes séparées appelées «parachains» se connectent indépendamment à la chaîne de relais principale et exécutent des transactions parallèles selon leurs propres règles. En déchargeant la chaîne principale, Polkadot pourrait à terme atteindre XNUMX million de tps selon le fondateur Gavin Wood.

Malgré les assauts apparemment sans fin lancés sur la citadelle d'Ethereum, la plate-forme de contrats intelligents a ses propres plans vantés pour résoudre le problème d'évolutivité qui a continuellement entravé son itération actuelle en raison de l'explosion DeFi. La mise à niveau Ethereum 2.0 tant attendue devrait gérer 100,000 XNUMX tps, bien que la grande majorité des transactions devraient en fait être traitées hors chaîne via ZK-Rollups, une nouvelle solution qui combine des processus en chaîne et hors chaîne.

Décrits comme une "construction de couche 2 qui augmente l'évolutivité grâce au traitement de transfert de masse intégré à une seule transaction", les ZK-Rollups réduisent considérablement les ressources de calcul et de stockage nécessaires pour valider les blocs, en diminuant la quantité de données dans une transaction. Ceci est rendu possible grâce aux preuves cryptographiques à connaissance nulle (ZKP), par lesquelles une partie peut prouver qu'elle sait ou possède quelque chose sans donner aucune information sur ce qu'ils savent ou ont. 

Étant donné que ces preuves de validité (SNARK) sont instantanément vérifiables, elles sont en mesure d'améliorer considérablement des mesures telles que le débit et l'évolutivité tout en réduisant considérablement les frais de transaction pour les utilisateurs.

"La particularité des preuves à connaissance nulle est qu'elles restent petites même lorsque le travail qui est vérifié avec elles augmente de manière significative", observe Lucas Vogelsang, co-fondateur et PDG de Centrifuge, la plate-forme DeFi alimentée par Ethereum, "Cela les rendra très attractif alors même que les blockchains elles-mêmes évoluent davantage.

Vogelsang est plus qu'un peu familier avec la technologie. Centrifuge, qui libère des liquidités pour les actifs du monde réel en les symbolisant en tant que NFT, permet aux développeurs de tirer parti des ZKP dans leurs applications décentralisées grâce à une intégration avec ZoKrates, une boîte à outils pour zkSNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge). En exploitant des preuves à connaissance nulle, Centrifuge permet à toutes les transactions sur son réseau d'être complètement cachées à tout tiers. Cela signifie que les informations sensibles, comme votre propriété d'un bien immobilier coûteux, par exemple, ne sont pas exposées publiquement lors de la frappe d'un NFT qui représente cet actif.

La transition d'Ethereum vers un modèle de preuve de participation (PoS) plus respectueux de l'environnement, associée à l'utilisation de la technologie ZK économe en énergie, ne pourrait pas être plus opportune. Cette semaine, le vice-président de l'Autorité européenne des marchés financiers a appelé à l'interdiction totale du système de preuve de travail (PoW). Erik Thedèen a exhorté les régulateurs de l'UE à réprimer le minage PoW actuellement utilisé par les réseaux Bitcoin et Ethereum et à promouvoir le PoS à la place.

Les ZK-Rollups peuvent-ils améliorer l'espace NFT ?

Centrifuge n'est pas le seul projet Ethereum axé sur NFT à utiliser la technologie ZK. Un autre, Immutable X, a créé une nouvelle solution de mise à l'échelle de couche 2 qui combine une logique d'échange et de preuve spécifique NFT avec une technologie de déploiement pionnière développée par la plate-forme d'exécution StarkWare. 

Le moteur d'évolutivité propriétaire de ce dernier, StarkEx, permet à l'entreprise de jeu blockchain basée à Sydney d'élargir l'attrait de l'économie NFT, qui a été accusée de ressembler à un jardin clos en raison de la montée en flèche des frais de transaction. Étant donné que toutes les transactions sont regroupées hors chaîne, les utilisateurs d'Immutable X peuvent frapper et échanger des NFT à moindre coût et rapidement, sans sacrifier la sécurité ou les effets de réseau du principal réseau NFT Ethereum. Avec la capacité de traiter jusqu'à 9,000 XNUMX tps à des frais de gaz quasi nuls, Immutable X s'attend à améliorer considérablement l'expérience utilisateur pour les commerçants, les collectionneurs et les créateurs.

"ZK-Rollups est de loin le moyen le plus simple de faire évoluer les transactions à haut débit tout en héritant de la sécurité de la L1", déclare le co-fondateur et président d'Immutable X, Robbie Ferguson, "Nous avons vu une énorme quantité de valeur perdue à cause des hacks sur les sidechains ou les L1 alternatives cette année, c'est donc une préoccupation très réelle pour les projets et les jeux qui construisent des NFT.

"La demande mondiale de NFT dans les jeux, les objets de collection et la propriété intellectuelle a fait passer les solutions de mise à l'échelle d'une vitamine à un analgésique. Dès que nous aurons un grand studio de jeux qui se lancera dans les NFT, ils submergeront le reste du volume de transactions NFT combiné, il est donc essentiel d'avoir une solution qui ne coûte précisément aucun gaz pour la création ou le commerce de ces actifs.

Fait intéressant, les preuves zkSTARKs d'Immutable X diffèrent quelque peu des homologues zkSNARKs susmentionnés. Les tailles d'épreuve plus grandes des premières signifient qu'elles prennent plus de temps à vérifier et nécessitent donc plus de gaz. Malgré cela, StarkWare a reçu une subvention de 12 millions de dollars de la Fondation Ethereum et est rapidement devenu l'une des solutions de mise à l'échelle incontournables de l'industrie.

Bien sûr, Ethereum n'est pas la seule blockchain à avoir investi massivement dans la technologie ZK. Polygon, une autre usine de NFT mania, a récemment acquis la startup de mise à l'échelle Ethereum Mir Protocol pour 400 millions de dollars, portant son investissement dans ZK à 650 millions de dollars depuis août 2021. Un ZK Rollup axé sur Polygon devrait atterrir plus tard cette année. Et puis il y a Syscoin, un réseau qui prétend représenter le meilleur de la technologie Bitcoin, Ethereum et ZK.

La machine virtuelle optimisée en réseau (NEVM) de Syscoin combine en fait des éléments des chaînes de blocs bleues de l'industrie. Les règlements sont sécurisés par le modèle de sécurité de preuve de travail (PoW) de Bitcoin via l'exploitation minière fusionnée et les développeurs peuvent déployer des contrats intelligents à l'aide des outils et ressources EVM familiers auxquels ils se sont habitués lorsqu'ils travaillent dans l'environnement Ethereum.

La mise en œuvre de ZK-Rollups sur Syscoin signifie que le réseau sera capable de traiter 210,000 1 transactions par seconde à partir du premier trimestre 2022. La plate-forme DeFi Mute se prépare déjà à utiliser des rollups sur le NEVM de Syscoin, car elle s'efforce de créer une solution rapide et axée sur la confidentialité. suite financière.

"Ce n'est que lorsque l'informatique quantique utile arrivera que je verrai une autre forme de réalisation technologique aussi monumentale que les preuves de connaissance nulle", prédit Jagdeep Sidhu, CTO de Syscoin.  

«Avec notre approche préférée de la mise à l'échelle, nous proposons un moyen de créer des économies d'échelle. Les ZK-Rollups éliminent le goulot d'étranglement de ces systèmes en amortissant le nombre de transactions. De plus, des ASIC (matériel spécialisé requis pour l'extraction de crypto-monnaie) plus efficaces, des systèmes de preuve de connaissance zéro sont en cours de développement pour réduire encore plus les coûts de calcul. 

Différentes perspectives

De toute évidence, les ZK-Rollups font forte impression dans le monde de la blockchain. Mais le fondateur d'Ethereum, Vitalik Buterin, a émis une note prudente, déclarant qu'il est convaincu qu'il « faudra des années de raffinement et d'audits pour que les gens soient pleinement à l'aise de stocker leurs actifs dans un ZK-Rollup ».

Sidhu est plus optimiste : "En fin de compte, les utilisateurs finaux seront très probablement sur une sorte de système ZK-Rollup dans lequel ce qu'ils règlent leur sera abstrait la plupart du temps et ils utiliseront des applications Web3 sans aucune connaissance de la technologie qui rend tout cela est possible, pas différent de votre utilisateur moyen de smartphone aujourd'hui.

En ce qui concerne les ZK-Rollups, il y a un sentiment général que nous ne sommes qu'au bord du précipice. La mise à l'échelle généralisée sera probablement très compétitive à mesure que les réseaux et les solutions se détruisent et se disputent des parts de marché, mais les utilisateurs seront finalement les bénéficiaires à mesure que le débit, la sécurité et la commodité s'amélioreront.