Comment un ZkEVM peut-il améliorer l'écosystème Ethereum ?Table des matières
Comment un ZkEVM peut-il améliorer l'écosystème Ethereum ?
Par CoinUnited.io Research Team
3 min de lecture
Les ZkEVM sur Ethereum étendent les capacités des zk-rollups pour prendre en charge les applications décentralisées (DApps).
Afin d'améliorer l'écosystème Ethereum, les zkEVM simplifient le déploiement des applications Ethereum nouvelles et actuelles utilisant les ZKP.
Lorsque le réseau Ethereum a été initialement proposé en 2014, la technologie ZKP n'a pas été prise en compte. Mais ces dernières années, ZKP est devenu de plus en plus connu et devrait occuper le devant de la scène dans l'industrie de la blockchain. Par conséquent, les tentatives d'intégration de la technologie ZKP à la machine virtuelle d'Ethereum ont été plus sérieuses. Étudions d'abord rapidement les deux idées de base d'un zkEVM : zk-rollups et EVM, afin de comprendre de quoi il s'agit.
Plusieurs exécutions de transactions en dehors de la chaîne principale sont combinées en une seule transaction et renvoyées au réseau principal dans le cadre d'un rollup, qui est une solution d'évolutivité. Pour le prix de la confirmation d'une seule transaction, les transactions à l'intérieur d'un rollup sont compactées et envoyées au réseau principal Ethereum sur la plate-forme Ethereum. Le réseau principal Ethereum valide les données de transaction dans le cumul et propose des services de règlement. La technologie ZKP, un mécanisme cryptographique qui permet de confirmer l'authenticité d'une information sans divulguer l'information elle-même, est utilisée dans un zk-rollup, qui est une sorte de low. Les cumuls Zk ont juste besoin de différences d'état (telles que des changements de statut de compte d'utilisateur) et de preuves de validité, ce qui réduit les coûts de gaz car ils ne nécessitent pas la publication de données de transaction complètes sur le réseau principal Ethereum. La cryptographie ZKP, dans laquelle des techniques cryptographiques sont utilisées pour vérifier la preuve et établir l'absence de confiance, fournit la sécurité des zk-rollups. Ceci est distinct d'autres rollups comme les rollups optimistes, dont la sécurité découle de la théorie des jeux économiques et où les challengers sont motivés par des incitations tandis que les mauvais acteurs sont découragés par des pertes potentielles.
Le système de compte Ethereum et les contrats intelligents sont gérés par l'EVM, qui est une machine à états. L'EVM passe d'un état à un autre après chaque exécution de contrat intelligent. La formule de calcul des états nouveaux et valides d'un bloc à l'autre est définie par l'EVM. Il s'agit d'une structure de données Merkle Patricia Trie qui décrit l'état actuel d'Ethereum et permet à quiconque de suivre la trace des données de transaction du bloc actuel jusqu'au bloc de genèse. Chaque nœud peut visualiser l'état actuel précis grâce aux mécanismes de consensus utilisés pour maintenir Ethereum.
Les ZKP ne sont pas pris en charge par défaut par EVM. Tout en apportant la preuve que toutes les informations sont exactes, zkEVM cherche à garantir la continuité de l'état d'Ethereum. De cette manière, la sécurité et la confidentialité sont maintenues tandis que les nombreux facteurs utilisés dans le calcul de ces procédures sont confirmés. Il commence par l'état de départ, calcule chaque transaction, puis génère un état mis à jour avec un ZKP correspondant. Cette preuve est envoyée à un contrat intelligent validateur, qui examine l'exactitude de l'état d'origine et de la nouvelle sortie sans avoir à vérifier chaque transaction séparément. Les développeurs peuvent simplement transférer les DApps Ethereum et les contrats intelligents vers les zkEVM sans avoir à effectuer de travail de développement ZKP car les zkEVM sont basés sur l'EVM. En plus des swaps et des paiements à faible jeton qui étaient auparavant possibles sans zkEVM, les zkEVM permettent également aux zk-rollups d'exécuter des contrats intelligents. Grâce à la fonction de compatibilité d'EVM, les développeurs peuvent créer de nouveaux produits à l'aide de Solidity, un langage de programmation EVM existant, tout en profitant de la sécurité accrue offerte par zkEVM. Les utilisateurs peuvent continuer à utiliser les mêmes DApps et outils bien connus tout en bénéficiant d'une sécurité et d'une confidentialité accrues.
Le terme "compatible EVM" fait référence à la capacité d'une blockchain à prendre en charge le déploiement de DApps créées à l'aide du langage de programmation Solidity. Pour créer des contrats intelligents qui fonctionnent sur le réseau Ethereum, Solidity a été créé. En réalité, les développeurs Ethereum peuvent déployer des DApps existants sur d'autres chaînes compatibles EVM avec peu ou pas de modification en copiant et collant simplement le code d'Ethereum. Pour les utilisateurs, leur adresse Ethereum est la même que toute adresse de chaîne compatible EVM. Les principales chaînes compatibles EVM pour le moment sont Polygon, BNB Chain et Avalanche C-Chain. L'équivalence EVM ne doit pas être confondue avec la compatibilité EVM, ce qui implique que du point de vue d'un développeur DApp, les cumuls de couche 2 sont assez similaires à la couche 1 Ethereum. Si l'ordinateur précédent et le nouvel ordinateur d'un utilisateur fonctionnent tous deux sur le système d'exploitation d'Apple, l'équivalence EVM est comparable à la restauration de fichiers et de paramètres à l'aide d'Apple Cloud, pour utiliser une comparaison de système d'exploitation. En revanche, la compatibilité EVM nécessite que les données d'origine soient obtenues via le stockage en nuage et converties afin de récupérer les fichiers précédents et les paramètres préférés chaque fois qu'une nouvelle machine passe à un système d'exploitation Windows.
Étant donné que la technologie ZKP n'était pas destinée à être prise en charge par Ethereum, la génération et la validation directes de ZKP à l'aide d'EVM sont assez lentes. Cela peut prendre plusieurs heures dans certaines circonstances. Cependant, il est nécessaire de trouver un équilibre entre la compatibilité EVM et l'efficacité du ZKP. Ils ont chacun divers compromis entre l'efficacité des performances ZKP et la compatibilité EVM, un peu comme le trilemme de la blockchain.
L'état de la chaîne et les transactions d'un zkEVM de type 1, souvent appelé cumul intégré, sont les mêmes que ceux d'Ethereum au niveau du consensus. Ils peuvent interagir directement avec les clients d'exécution Ethereum et vérifier mutuellement les blocs. Ethereum lui-même est plus évolutif grâce aux zkEVM de type 1, qui peuvent être ajoutés directement au réseau principal Ethereum. L'inconvénient de ZKP est qu'il a une efficacité très faible et nécessite beaucoup de calculs pour être validé. Le meilleur type de zkEVM serait celui avec une efficacité ZK élevée, ou type 1. De nombreux projets sont actuellement en cours de construction ou d'étude pour ce type de zkEVM.
Le type 2 n'est pas Ethereum, bien qu'il soit entièrement égal à l'EVM. En termes de structures de données (telles que la structure de bloc et l'arbre d'état), il est différent d'Ethereum et supprime plusieurs opérations de pile qui ne sont pas compatibles avec ZK. Il est entièrement compatible avec l'infrastructure de développement actuelle d'Ethereum, les outils de débogage et les DApps. L'équivalence au niveau du bytecode peut, si ce n'est à peine, raccourcir les temps de preuve. Les inconvénients évidents du type 2 sont son coût élevé, son manque de synergie ZK et son efficacité faible et coûteuse.
Les avantages et les inconvénients du type 2 sont partagés par le type 2.5, qui a des prix du gaz légèrement inférieurs.
En utilisant le type 2 comme base, le type 3 abandonne en outre la compatibilité pour une efficacité ZK accrue. Certains des codages utilisés dans les DApps qui dépendent de cette fonction doivent être modifiés car ils suppriment les fonctions difficiles à implémenter sur zkEVM, y compris les précompilations.
L'objectif principal de l'implémentation de zkEVM est d'étendre les DApps à tous les protocoles compatibles EVM en prenant en charge le calcul ZKP lors de l'exécution du contrat intelligent. Cependant, les utilisations des ZKP ne s'arrêtent pas là. Il est possible que la technologie ZKP fonctionne avec les cas d'utilisation Web2. ZKP peut être utilisé avec différents cas d'utilisation Web2 pour rendre les applications Web3 plus fluides et conviviales. De plus, cela permettrait aux utilisateurs habitués à utiliser des navigateurs Internet conventionnels d'accéder à Web3 et, par conséquent, favoriserait l'adoption de Web3.
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