La blockchain Ethereum, bien que révolutionnaire, a rencontré d'importants problèmes de mise à l'échelle en raison de sa popularité croissante. Cependant, des solutions innovantes comme les ZK-Rollups permettent désormais à Ethereum de traiter davantage de transactions par seconde, de réduire les frais de gaz et d'améliorer sa scalabilité globale.
Cet article explore quelques-uns des projets les plus prometteurs utilisant les ZK-Rollups sur le réseau Ethereum . Chacun de ces projets apporte des atouts uniques, démontrant la polyvalence et le potentiel des ZK-Rollups en tant que solution de mise à l'échelle de couche 2.
Que sont les rollups ZK ?
Les ZK-Rollups sont une solution de mise à l'échelle de couche 2 Ethereum qui utilise des preuves à divulgation nulle de connaissance pour regrouper plusieurs transactions en une seule preuve, ensuite publiée sur le réseau principal Ethereum . Chaque transaction incluse dans le ZK-Rollup est parfaitement valide, et le réseau principal Ethereum peut s'y fier sans avoir à les valider individuellement, ce qui réduit considérablement les ressources de calcul nécessaires. Cela augmente significativement le débit d' Ethereum, réduit la congestion et diminue les frais de transaction.
En résumé, les ZK-Rollups déportent les calculs hors chaîne et ne conservent sur la chaîne que les données nécessaires, ce qui réduit considérablement les frais de gaz. Surtout, cette technologie contribue à maintenir un haut niveau de sécurité grâce à une couche de disponibilité des données sur la chaîne. Ainsi, même si la couche ZK-Rollup est hors service, les utilisateurs peuvent toujours retirer leurs fonds.
L'un des principaux avantages des ZK-Rollups par rapport aux autres solutions de couche 2 est leur compatibilité totale Ethereum , permettant ainsi aux développeurs d'exploiter leurs connaissances et outils existants. De plus, ils garantissent la finalité des transactions : une fois incluse dans un ZK-Rollup, une transaction est définitive et irréversible.
De manière générale, les ZK-Rollups sont considérés comme l'une des solutions les plus prometteuses aux problèmes d'évolutivité d' Ethereum, offrant des transactions plus rapides et moins coûteuses tout en maintenant un degré élevé de sécurité et de décentralisation.
Les meilleurs projets de consolidation ZK en 2023
Plusieurs protocoles, tels que les protocoles de prêt et d'emprunt ainsi que les échanges décentralisés (DEX), sont désormais multichaînes. Cela signifie qu'ils prennent en charge plusieurs couches 2 basées sur ZK-Rollup, offrant ainsi aux utilisateurs diverses options pour réduire les frais de transaction et bénéficier de transactions plus rapides et définitives.
Nous avons répertorié quelques-uns des principaux projets du marché qui utilisent la technologie ZK-Rollup pour la mise à l'échelle.
Polygone
Lancé initialement en 2017 sous le nom de Matic Network, Polygon est né de l'idée des développeurs Ethereum Sandeep Nailwal, Anurag Arjun, Jaynti Kanani et Mihailo Bjelic.
Polygon exploite les ZK-Rollups pour améliorer la scalabilité, malgré certaines limitations inhérentes aux ZK-Rollups classiques, notamment un temps de traitement important. L'utilisation ingénieuse des preuves récursives par Polygon atténue ce problème. Contrairement aux blockchains basées sur les ZK-Rollups qui génèrent des preuves pour une seule transaction à la fois, Polygon est capable de créer des preuves pour chaque transaction d'un lot avant de l'envoyer sur le réseau principal Ethereum .
La structure unique des ZK-Rollups de Polygon rend le réseau plus rapide et plus économique que la plupart des autres solutions de mise à l'échelle ZK-Rollup, dispensant les validateurs de posséder un équipement spécialisé. En effet, certaines preuves sur le réseau en développement, Polygon Zero, sont aussi compactes que 45 ko, ce qui réduit considérablement la pression sur les performances de la blockchain par rapport aux autres solutions de mise à l'échelle.
Les ZK-Rollups de Polygon se distinguent de la plupart de leurs homologues de couche 2 par leur compatibilité totale Ethereum ; les développeurs n’ont donc pas besoin de maîtriser de nouveaux langages pour écrire destracintelligents Polygon, contrairement aux alternatives de couche 2 comme StarkNet.
Polygon fonctionne en produisant de multiples « chaînes de validation », un peu analogues aux chaînes latérales, mais avec une fonction distincte, tirant une plus grande partie de leur sécurité du réseau principal Ethereum .
StarkNet/StarkEx
StarkNet et StarkEx sont deux créations de Starkware, une société fondée en 2017 par Alessandro Chiesa et Eli Ben-Sasson.
StarkNet est une autre blockchain de couche 2 décentralisée basée sur ZK-Rollup. Cependant, contrairement à Polygon, les développeurs souhaitant utiliser StarkNet doivent maîtriser le langage de programmation Cairo plutôt que Solidity, ce qui peut potentiellement compliquer l'intégration de nouveaux développeurs. Néanmoins, pour pallier cet obstacle, des transpileurs Solidity vers Cairo et d'autres langages de programmation populaires sont en cours de développement.
StarkNet, à l'instar d'autres chaînes basées sur ZK-Rollup, regroupe plusieurs transactions de couche 2 en une seule transaction Ethereum , améliorant ainsi la vitesse des transactions tout en réduisant les frais de gaz.
La même équipe qui a développé StarkNet a également créé StarkEx, une autre blockchain distincte. StarkNet facilite le développement d'applications décentralisées (dApps) publiques, tandis que StarkEx est une solution de scalabilité SaaS (logiciel en tant que service) spécialement conçue pour les plateformes d'échange de cryptomonnaies décentralisées (DEX), leur permettant de réduire leurs coûts tout en améliorant la vitesse et la liquidité.
StarkEx étend sa compatibilité à Ethereum, aux tokens ERC-20 et aux tokens d'autres blockchains compatibles avec l'EVM, ainsi qu'aux NFT ERC-721, très populaires à l'échelle mondiale. La plateforme travaille également à la prise en charge de la création hors chaîne de NFT dynamiques semi-fongibles ERC-1155. Lancée sur Ethereum mi-2020, StarkEx est l'une des plus importantes solutions de couche 2 en termes de TVL (valeur totale verrouillée). Elle alimente actuellement un large éventail d'applications décentralisées (dApps) et de protocoles.
ZKSync
Les cerveaux derrière ZKSync sont Alexandr Vlasov et Alex Gluchowski de Matter Labs, qui a lancé la solution en 2020.
Conçu pour assurer des transactions à haut débit (plus de 2 000 TPS) tout en maintenant des frais de gaz réduits et une sécurité renforcée, ZKSync est une solution de mise à l'échelle de couche 2 Ethereum . Contrairement à de nombreuses solutions de couche 2, ZKSync offre un retrait de fonds quasi instantané vers le réseau principal Ethereum (couche 1). Il est important de noter que ZKSync est à ce jour le seul protocole zk-rollup entièrement compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), permettant aux développeurs de redéployer facilement leurstracintelligents Ethereum opérationnels sans avoir à les réécrire ni à les personnaliser pour ZKSync. Ceci améliore considérablement l'interopérabilité et réduit le temps de développement.
ZKSync présente certaines similitudes avec StarkNet et StarkEx, la principale différence résidant dans le type de protocoles de vérification utilisés. ZKSync emploie les SNARKs (Succinct Non-Interactive ARgument of Knowledge), tandis que StarkEx utilise les STARKs (Scalable Transparent ARguments of Knowledge).
Les ZK-SNARK nécessitent une configuration initiale où un petit nombre de développeurs doivent être dignes de confiance pour créer un code correct et sécurisé, ce qui entraîne une centralisation accrue et une moindre confiance. À l'inverse, les ZK-STARK utilisent une génération de nombres aléatoires publiquement vérifiable pour établir des systèmes vérifiables sans confiance. Les STARK sont également considérés comme résistants à l'informatique quantique, contrairement aux SNARK. De plus, les STARK promettent une meilleure scalabilité. Par conséquent, ZKSync présente certains inconvénients par rapport à StarkNet.
Parmi les projets notables déployés sur la blockchain ZKSync, on peut citer Argent, Gitcoin, Yearn Finance, Gnosis Safe, Snapshot, Tally et le réseau 1inch.
X immuable
Immutable est une plateforme qui propose des solutions de couche 2 construites sur Ethereum. Elle fournit aux développeurs des API et des outils de développement pour faciliter la création d'applications de couche 2.
Les développeurs peuvent utiliser Immutable X pour créer des applications rapides, évolutives et sécurisées pour les jetons non fongibles (NFT) et les jeux blockchain. Par exemple, les développeurs de jeux peuvent tirer parti d'Immutable X pour implémenter des économies de jeu sophistiquées garantissant la pleine propriété des actifs virtuels. Ils peuvent également bénéficier de fonctionnalités telles que la création gratuite d'actifs de jeu, des transactions en jeu rapides et abordables, des portefeuilles autogérés permettant aux utilisateurs de contrôler la propriété de leurs objets virtuels, et un carnet d'ordres global pour l'échange d'objets virtuels sur le marché libre.
De plus, Immutable X facilite les transactions entre utilisateurs sur les plateformes d'échange de tokens et d'actifs grâce à des échanges rapides, sécurisés et économiques. Son carnet d'ordres global garantit une liquidité maximale. Enfin, les outils d'analyse des transactions blockchain peuvent accéder aux API d'Immutable X pour obtenir facilement des données sur l'historique des transactions, des échanges et des comportements des utilisateurs.
Immutable a choisi de développer ses solutions sur Ethereum en raison de sa réputation de blockchain la plus décentralisée, sécurisée et largement utilisée, ce qui génère d'importants effets de réseau. Ethereum permet la création et l'exécution detracintelligents et d'applications décentralisées sans interruption de service, fraude, contrôle ni interférence de tiers.
Immutable X propose deux couches d'exécution, utilisant toutes deux le mécanisme de traitement par lots ZK rollup. Les ZK rollups se composent de deux éléments principaux : un mécanisme de traitement par lots hors chaîne (machine virtuelle) qui génère une preuve cryptographique compressée à partir d'un lot de transactions, de l'état racine précédent et de l'état racine actuel, et untracsur la chaîne qui stocke l'état racine actuel et vérifie la cohérence du lot.
Voici comment fonctionnent les agrégats ZK dans Immutable X : un ensemble de transactions de couche 2 est envoyé au mécanisme de traitement par lots, qui génère une preuve cryptographique basée sur les transactions, l’état racine précédent et le nouvel état racine. Cette preuve est ensuite envoyée autracintelligent de couche 1 pour vérification. Letracintelligent vérifie si l’état racine précédent de la preuve correspond à son état racine actuel. Si c’est le cas, letracintelligent met à jour son état racine actuel avec le nouvel état racine du lot.
Immutable propose actuellement deux solutions de couche 2 : StarkEx, un service de traitement par lots de certains types de transactions créées et gérées par Starkware, et Immutable zkEVM, une plateforme detracintelligents permettant à tout développeur de créer et de déployer destracintelligents sur zkEVM. Les développeurs peuvent accéder à ces solutions en s’inscrivant ou en utilisant les points de terminaison API fournis par Immutable X. Immutable zkEVM, spécialement conçue pour les jeux, offretracintelligents à faible coût, à haut débit et compatibles Ethereum, au sein d’un framework EVM zk-rollup.
Loopring
Loopring est un protocole de mise à l'échelle de couche 2, construit sur la blockchain Ethereum et conçu spécifiquement pour les plateformes d'échange décentralisées (DEX). Il permet le règlement de milliers de transactions par seconde et offre diverses fonctionnalités. Outre son rôle de couche protocolaire pour les DEX, Loopring propose Loopring Exchange, une plateforme de trading non dépositaire qui facilite des transactions sécurisées et rapides sans frais de gaz.
La technologie clé de Loopring repose sur les preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP), une innovation blockchain qui regroupe les transactions pour une efficacité accrue. Grâce aux ZKP, Loopring permet le développement de DEX non dépositaires à haut débit. Le protocole introduit également son jeton natif LCR, utilisé pour récompenser les opérateurs de zk-Rollup (Zero-Knowledge Rollup) et les fournisseurs de liquidités.
L'approche de Loopringrepose sur la mise en œuvre de Zero-Knowledge Rollups (zk-Rollups), une solution de couche 2 qui améliore la scalabilité en fonctionnant en parallèle avec le réseau Ethereum . Les zk-Rollups permettent de consolider de nombreuses transactions en une seule preuve à divulgation nulle de connaissance (ZKP) légère, qui est ensuite validée par lots sur le réseau Ethereum . Ceci augmente considérablement le débit transactionnel par rapport aux capacités d' Ethereumseul. Le processus de calcul des zk-Rollups s'effectue hors chaîne, tandis que les données et transactions sous-jacentes restent sur la blockchain Ethereum . En intégrant les zk-Rollups aux protocoles DEX, Loopring permet des calculs complexes, ce qui réduit les frais de transaction et améliore significativement la liquidité.
Comparées aux plateformes d'échange centralisées (CEX) classiques, les plateformes d'échange décentralisées (DEX) offrent généralement des frais de transaction plus bas et prennent en charge une plus large gamme d'actifs numériques. Cependant, les plateformes centralisées restent plus performantes que les DEX en termes de liquidité et de rapidité des transactions. Loopring vise à combler cet écart en intégrant les zk-Rollups, apportant ainsi les avantages des plateformes centralisées à l'écosystème décentralisé.
Au sein du réseau Ethereum , les zk-Rollups offrent une validation plus rapide et plus économique des blocs de transactions. Ils nécessitent moins de données et untracintelligent suffit pour vérifier la preuve cryptographique finale, ce qui améliore l'efficacité. Les transactions traitées via les zk-Rollups sont stockées sur la blockchain Ethereum sous forme de données de référence d'appel, ce qui réduit la charge de calcul par rapport à la récupération des données sur le réseau. En intégrant ces fonctionnalités dans un protocole ouvert unique, Loopring accélère l'adoption de la technologie blockchain en optimisant l'efficacité de l'ensemble de l'écosystème Ethereum .
Conclusion
Les problèmes de scalabilité de la blockchain Ethereumsont abordés de front grâce à des technologies innovantes comme les ZK-Rollups. Comme nous l'avons vu, plusieurs projets importants exploitent déjà cette technologie pour améliorer la vitesse des transactions, réduire les coûts et garantir la sécurité sur le réseau Ethereum .
À mesure que ces solutions évoluent et gagnent en maturité, elles promettent de libérer tout le potentiel d' Ethereum, le rendant plus accessible et plus efficace pour les utilisateurs comme pour les développeurs. L'avenir d' Ethereumsemble indissociable de l'évolution et de l'application des ZK-Rollups.
