Bien que le creux du marché baissier de la cryptomonnaie ne soit pas encore atteint, je reste fermement optimiste sur l'adoption d'Ethereum avec ZK Rollup.
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Bien que le creux du marché baissier de la cryptomonnaie ne soit pas encore atteint, je reste fermement optimiste sur l'adoption d'Ethereum avec ZK Rollup.
Si l'on considère simplement l'économie cryptographique comme une simple révolution technologique, cela risque de ne pas suffire.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesSi l'on considère simplement l'économie cryptographique comme une simple révolution technologique, cela risque de ne pas suffire.
De nombreux professionnels ou passionnés du secteur crypto ont du mal à s'adapter, en grande partie parce que les cycles y sont très marqués et les fluctuations extrêmement fortes. Il est vrai qu’en période de marché haussier, une personne lambda peut gagner dix fois, voire cent fois son investissement dans la crypto. Mais en revanche, durant les marchés baissiers, elle peut subir des pertes énormes. En définitive, peu importe qui vous êtes : dès lors que vous entrez dans le monde de la crypto, vous ne pouvez éviter la formation essentielle à l’investissement.
Le relèvement des taux d’intérêt par la Réserve fédérale américaine (Fed) et la contraction du financement constituent la cause principale du marché baissier actuel. La finance décentralisée (DeFi) a déjà abandonné les rendements fous de 20 %. Actuellement, les taux de rendement des principaux protocoles d’emprunt sont généralement inférieurs à 2 %, tandis que le rendement des obligations d’État américaines dans le monde réel dépasse désormais 3 %. C’est précisément ce différentiel qui motive principalement les investisseurs institutionnels et les projets de stablecoins à transférer leurs fonds crypto vers le monde réel pour acheter des obligations souveraines.
Depuis les années 1980, la Fed a connu six cycles de hausse des taux d’intérêt, chacun durant de un à trois ans, avec en moyenne jusqu’à dix augmentations successives. Plus la hausse est lente, moins elle est efficace, et plus l’inflation est difficile à maîtriser. Par exemple, la sixième phase de relèvement des taux entre 2015 et 2018 a été trop progressive : loin de contenir les prix, les matières premières comme le pétrole brut ont continué à grimper. Après octobre, les prix du pétrole restent fermes, ce qui incitera la Fed à maintenir sa politique agressive de hausse des taux. Sans aucun doute, les marchés boursiers mondiaux ainsi que le marché crypto subiront en 2023 la pression du retrait des capitaux institutionnels. Le creux du marché baissier n’est pas encore atteint : il ne faut surtout pas tenter de « bottom fish » prématurément.
Figure 1 : Historique des hausses de taux de la Réserve fédérale ; Source des données : Réserve fédérale américaine
Optimisme ferme autour de la solution zkRollup d’Ethereum
Cependant, si nous mettons de côté les grands cycles des marchés financiers et nous concentrons uniquement sur la révolution technologique apportée par la crypto, ainsi que sur la vague probable de Web3.0 à venir, nous restons fermement optimistes quant à Ethereum et à sa solution d’extension zkRollup, en particulier les solutions zkRollup basées sur la nouvelle génération de zkEVM.
Lors de la conférence Converge22 de Circle le 30 septembre, Vitalik Buterin a déclaré : « Après la fusion (The Merge), la prochaine étape pour Ethereum est l’évolutivité. » L’extensibilité constitue le problème central empêchant de nombreuses cryptomonnaies et applications blockchain de devenir mainstream. Comme on le sait bien, les zkRollups permettent de regrouper des centaines de transactions en une seule opération d’exécution, puis de valider ensemble toutes les transactions incluses dans cette opération unique.
Avec le soutien massif de Vitalik, les Rollups sont devenus la solution dominante pour l’évolutivité d’Ethereum. Les solutions Rollup peuvent être divisées selon leur type technique en Optimistic Rollup et zkRollup. La principale différence entre les deux réside dans la méthode garantissant la validité des transactions. L’Optimistic Rollup repose sur un système de preuves de fraude, tandis que le zkRollup utilise la preuve à connaissance nulle fondée sur les mathématiques.
Dans un réseau Optimistic Rollup, des « challengers » peuvent démontrer que les données soumises à Ethereum contiennent des fraudes, puis annuler les transactions invalides via le consensus du réseau. En revanche, le zkRollup utilise la technologie de preuve à connaissance nulle lors du traitement par lots des données transactionnelles. Sur la base de la garantie de validité des données, il soumet directement une preuve à Ethereum, assurant immédiatement la cohérence de l’état final.
Comparé à l’Optimistic Rollup, le zkRollup, qui recourt à la preuve mathématique à connaissance nulle, présente davantage d’avantages techniques. Des projets comme Starkware et zkSync mènent depuis plusieurs années des explorations prospectives dans ce domaine.
Toutefois, un problème subsiste : la machine virtuelle Ethereum (EVM) n’a pas été conçue pour supporter les preuves à connaissance nulle, ce qui rend extrêmement difficile la création d’une machine virtuelle compatible avec Solidity tout en supportant ces preuves. Par exemple, Starkware ne permet pas d’utiliser Solidity pour écrire des contrats intelligents.
Pour résoudre ce problème, Scroll, Polygon et Fox Tech développent actuellement une machine virtuelle compatible avec Solidity et capable de calculs à preuve à connaissance nulle, appelée zkEVM.
Contrairement aux machines virtuelles classiques, la zkEVM peut prouver la justesse de l’exécution, y compris la validité des entrées et sorties utilisées pendant celle-ci.
Figure 2 : Comparaison des solutions d’extension
Pourquoi redessiner la zkEVM ?
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Polygon compile le bytecode en micro-opcodes, utilise STARK pour générer la preuve de validité de la transition d’état, puis valide la correction de cette preuve via SNARK avant de la soumettre à Ethereum pour vérification.
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Scroll adopte une approche similaire à celle de Polygon, mais utilise uniquement Halo 2 comme méthode de preuve à connaissance nulle.
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ZkSync compile les contrats écrits en Solidity en Yul, un langage intermédiaire pouvant être compilé en bytecode pour différentes machines virtuelles, puis recompile le bytecode Yul en un jeu de bytecode personnalisé, compatible avec les circuits, spécialement conçu pour la zkEVM de ZkSync.
Ces systèmes sont-ils déjà assez performants pour être mis en production ? Avons-nous besoin de concevoir une meilleure zkEVM ?
Les zkRollups utilisent généralement un protocole à connaissance nulle pour prouver et agréger toutes les transactions avant de publier le condensé (proof) sur la chaîne.
En principe, cela signifie que la chaîne de niveau 1 peut vérifier un court « proof » couvrant des milliers de transactions complexes, sans aucune possibilité de tricherie.
Cependant, après le lancement des réseaux test de Scroll et de Polygon zkEVM, la réalité est apparue clairement : c’est très lent, nécessitant plusieurs dizaines de minutes pour exécuter seulement quelques transactions.
Fox a optimisé l’architecture de la zkEVM et l’a entièrement redessinée, la rendant plus efficace que toutes les zkEVM existantes. La raison principale en est qu’elle adopte une structure hiérarchisée bien pensée, réduisant l’espace inutile dans le circuit et la taille des polynômes à soumettre, raccourcissant ainsi considérablement le temps nécessaire à la génération de la preuve. Par ailleurs, son Séquenceur exécute un nœud Ethereum, reçoit les transactions des utilisateurs, génère un nouvel état ainsi qu’un Trace spécial, optimisé pour zkEVM.
Fox Folder est le générateur de preuves : il récupère ce Trace depuis le séquenceur et le traite au sein de la zkEVM à l’aide de nombreuses petites tables (au lieu d'une seule table gigantesque), réduisant fortement les redondances et accélérant grandement la génération des preuves.
Pourquoi des preuves à connaissance nulle plus rapides ?
Les SNARK sont certes concis, mais moins efficaces que les STARK. Toutefois, même les STARK deviendront obsolètes avec l’apparition des FOAKS. Puisque la vitesse constitue un goulot d’étranglement pour la zkEVM, comparer l’efficacité des calculs revêt une importance cruciale. Les STARK offrent des temps de preuve et de vérification quasi-linéaires. Ils sont plus rapides que les SNARK, mais nettement plus lents que les FOAKS. Les FOAKS représentent le premier système de preuve à zéro connaissance (ZKP) au monde à atteindre un temps de preuve linéaire et un temps de vérification sous-linéaire, ce qui correspond à la limite théorique. Les FOAKS sont transparents et ne nécessitent aucune configuration de confiance, préservant ainsi le plus haut niveau de sécurité.
FOAKS est l’acronyme de Fast Objective Argument of Knowledges, autrement dit « Preuve rapide et objective de connaissance », conçue par Fox Tech. Basés sur des codes encodables en temps linéaire, les FOAKS sont les plus rapides parmi tous les schémas ZKP existants. De plus, grâce à l’utilisation de la technique de récursion, la taille des preuves FOAKS est réduite à un septième de celle des solutions actuelles, permettant ainsi aux utilisateurs finaux de profiter des services de couche 2 d’Ethereum pour seulement un centime.
Figure 3 : Matrice des preuves à connaissance nulle
Pourquoi une couche indépendante de disponibilité des données ?
Les zkRollups actuels se concentrent principalement sur la réduction du fardeau de calcul lié à la vérification des transactions. Cela est particulièrement important pour Ethereum, car la validation de l’exécution de contrats intelligents complexes est extrêmement coûteuse.
Toutefois, les nœuds Ethereum doivent toujours stocker les données brutes des transactions. Ce n’est pas optimal, car Ethereum convient mieux comme couche de consensus que comme couche de stockage. Cela signifie que le goulot d’étranglement d’extension persiste : lorsque la bande passante ou la capacité de stockage des nœuds devient insuffisante (et non leur puissance de calcul), ceux-ci sont confrontés à des difficultés.
C’est pourquoi Ethereum a besoin d’une couche indépendante de disponibilité des données pour conserver ces données brutes de transactions, afin d’éviter que tout contrat intelligent ne soit figé en cas de panne du serveur zkRollup ou d’un nœud Ethereum.
Plus important encore, cela dissocie les coûts de la couche 2 de ceux de la couche 1, réduisant ainsi de plus de moitié le coût des transactions zkRollup basées sur zkEVM.
Figure 4 : Architecture en couches d’Ethereum
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