Oracles ZK : Ouvrir une nouvelle référence en matière de sécurité de la blockchain

La technologie blockchain a révolutionné tous les domaines de la vie, permettant des transactions sécurisées et transparentes sans intermédiaires. Malgré ses implications transformatrices, l’intégration de données du monde réel dans les systèmes blockchain reste un défi permanent. Les oracles jouent un rôle d’intermédiaire clé dans ce processus, en connectant de manière transparente la blockchain à des sources de données externes. Cependant, les oracles traditionnels s’appuient souvent sur des tiers de confiance, ce qui soulève des inquiétudes quant à la fiabilité et à la sécurité.

C’est ainsi qu’une nouvelle solution prometteuse a vu le jour, l’oracle ZK. Il tire parti de la puissance des preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP) pour relever ces défis. Cette approche innovante combine intelligemment les forces de ZKP et d’oracles pour assurer un niveau plus élevé de confidentialité des données dans l’espace blockchain.

Qu’est-ce qu’un oracle ?

L’oracle agit en tant que fournisseur d’informations sur la confiance des sources externes, fournissant à la chaîne des informations provenant de plusieurs bases de données, notamment les prix des jetons, l’activité des transactions, les soldes des portefeuilles, etc. Les oracles fournissent des interfaces de programmation d’applications (API) qui permettent d’effectuer des calculs sur la base d’événements et de données réels. En termes simples, les oracles collectent, interrogent, vérifient et valident des données provenant de plusieurs sources et les transmettent à des contrats intelligents.

Cependant, les réseaux oracle traditionnels, tels que Chainlink ou The Graph, s’appuient souvent sur des mécanismes de jalonnement qui exigent que les nœuds jalonnent des actifs pour participer. Il y a des limites inhérentes à cette approche, notamment en termes de confiance et de vulnérabilité à la manipulation.

C’est là que les oracles ZK entrent en jeu, et en innovant ZKP, il promet de révolutionner l’efficacité et la fiabilité des oracles.

Alors, qu’est-ce qu’un oracle ZK ?

Les oracles ZK, abréviation d’oracles à connaissance nulle, intègrent intelligemment ZKP aux contrats intelligents pour créer une solution flexible on-chain/off-chain. Cette approche innovante améliore l’efficacité et la sécurité des oracles dans l’écosystème blockchain, permettant un calcul et un stockage hors chaîne rentables.

Pour répondre aux enjeux des oracles traditionnels, les oracles ZK apportent plusieurs solutions :

1. Établissez un réseau autonome.

2. Améliorez la sécurité de la couche de base.

3. Adoptez un modèle de confiance 1 sur N pour vous assurer que tant qu’au moins un nœud fonctionne comme prévu, le fonctionnement du système peut être garanti.

4. Renforcer la décentralisation.

5. Allocation efficace de la puissance de calcul conçue pour minimiser le gaspillage.

L’avantage non négligeable des oracles ZK est qu’ils protègent la confidentialité des données tout en garantissant l’intégrité et l’authenticité des informations transmises. Contrairement aux oracles traditionnels, qui diffusent publiquement des données sur la blockchain, les oracles ZK leur donnent un avantage unique en fournissant des preuves des données sans exposer les données elles-mêmes. Cela le rend particulièrement efficace dans les cas d’utilisation où un équilibre délicat entre transparence et confidentialité est nécessaire.

Architecture Oracle ZK

Image reproduite avec l’aimable autorisation de Gu et Nawab

Selon Gu et Nawab, l’architecture d’un oracle ZK comprend les composants uniques suivants :

1. Sources de données : Ces entités collectent ou génèrent des données brutes à partir de diverses sources, telles que les appareils IoT, qui servent de point de départ au processus de calcul.

2. Étalons hors chaîne : ces entités reçoivent des données brutes de la source de données et effectuent des calculs. En utilisant des calculs zk-SNARKs (zero-knowledge concise non-interactive knowledge proofs), ils génèrent des preuves qui sont utilisées pour prouver leur calcul.

3. Consommateur : En interagissant avec la blockchain par le biais d’un contrat intelligent, le consommateur soumet des demandes de lecture et d’écriture. Ils s’appuient sur les données et les preuves fournies par les prouveurs hors chaîne pour prendre des décisions éclairées.

4. Contrats intelligents : Responsable de la vérification et de la maintenance des résumés associés aux résultats de calcul et aux données de preuve ZK, le contrat intelligent garantit l’intégrité des preuves ZK. Ils appliquent également une politique de pénalité si une attestation non valide est trouvée.

Accélérez la génération de preuves ZK avec des algorithmes de traitement par lots avancés

Gu et Nawab ont proposé un algorithme de traitement par lots conçu pour accélérer la génération de preuves ZK, qui utilise à la fois des techniques de traitement par lots horizontaux et verticaux. Le traitement par lots horizontal combine plusieurs épreuves en une seule épreuve, tandis que le traitement par lots vertical combine des calculs similaires en une seule épreuve unifiée. Ces stratégies améliorent considérablement l’efficacité de la génération de preuves zk, avec des améliorations de performances jusqu’à 550 fois supérieures à celles des méthodes standard.

Domaines d’application pratiques

Les oracles ZK ont démontré leur polyvalence dans une variété d’applications, notamment :

1. Flux de prix : Dans les applications DeFi, les oracles ZK simplifient le fonctionnement des flux de prix, éliminant ainsi le besoin de mises à jour continues et de stockage coûteux sur la blockchain.

2. Sources de données sécurisées : Les oracles ZK offrent un moyen sécurisé d’obtenir des sources de données auprès de non-partenaires. Par exemple, les utilisateurs peuvent générer des preuves à divulgation nulle de leurs soldes bancaires sans révéler de détails sensibles. Celui-ci est utilisé comme garantie pour obtenir des prêts dans le secteur de la finance décentralisée, renforçant ainsi la confiance dans les transactions financières.

3. Système de vote confidentiel : Les oracles ZK peuvent être appliqués aux systèmes de vote confidentiels pour obtenir des résultats vérifiables sans exposer les votes individuels.

4. Authentification : Dans les scénarios d’authentification, les oracles ZK fournissent un support précieux pour l’authentification. Ils vérifient l’identité des utilisateurs sans révéler de détails complexes dans leurs dossiers, ce qui garantit une approche axée sur la sécurité et la confidentialité.

5. Système de chaîne d’approvisionnement : Les oracles ZK facilitent la vérification de l’authenticité des produits sans révéler d’informations exclusives. Cette application garantit la confiance et la transparence dans le processus de la chaîne d’approvisionnement.

Vue d’ensemble du projet Building ZK Oracle

Hyper Oracle

Hyper Oracle se concentre sur la construction de son propre réseau d’oracle ZK pour la blockchain Ethereum. Le système extrait efficacement les données de chaque bloc Ethereum, utilise zkPoS pour la récupération et exploite les zkGraphs programmables alimentés par zkWASM pour le traitement des données. L’approche adoptée garantit un calcul hors chaîne sécurisé et minimisé la confiance grâce à la technologie ZK. Cette approche innovante crée non seulement la possibilité de faire évoluer les contrats intelligents Ethereum, mais lui donne également la capacité de gérer des tâches complexes telles que l’automatisation et l’apprentissage automatique.

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Image reproduite avec l’aimable autorisation d’Hyper Oracle

En janvier 2023, Hyper Oracle a clôturé avec succès un tour de financement d’un montant total de 3 millions de dollars, codirigé par le fonds d’incubation Dao5 de Sequoia China et d’autres institutions et investisseurs providentiels bien connus. Le financement se concentrera sur la poursuite de la recherche et du développement des oracles ZK ainsi que sur l’infrastructure blockchain.

Protocole Mina

(0) 1Labs, en tant que partenaire de l’écosystème Mina Protocol, construit activement un oracle ZK. L’oracle ZK de Mina est unique en ce sens qu’il dispose d’un modèle d’exécution unique en deux étapes, coordonné par zkApps. L’étape initiale consiste en une vérification hors chaîne, confirmant l’existence d’informations spécifiques et de calculs effectués. Cette vérification off-chain permet d’effectuer des calculs localisés sur des machines individuelles.

Prenons l’exemple des flux de prix : les utilisateurs ont la possibilité d’interroger plusieurs API de confiance, de calculer des prix moyens et d’effectuer des opérations hors chaîne complexes. Avec les oracles ZK, les utilisateurs peuvent interroger les prix sans encourir de frais jusqu’à ce que le résultat souhaité soit atteint. L’exécution on-chain n’est effectuée qu’après l’obtention des résultats souhaités, ce qui se traduit par une conception architecturale plus simplifiée et plus rentable. Ce modèle d’exécution unique en deux étapes, unique aux oracles ZK sur Mina, offre un moyen puissant d’interagir de manière sécurisée et efficace avec les données hors chaîne.

Fondation Néant

En août 2023, Lido Finance, pionnier dans le domaine du staking liquide, a annoncé une initiative majeure. La société a révélé qu’elle utiliserait la subvention Lido pour financer la Nil Foundation, une société de recherche et développement d’Ethereum, afin de développer l’oracle ZK. L’objectif explicite de ce partenariat stratégique est d’établir un contrôle de solidité minimisant la confiance pour le reporting comptable de Lido Finance, améliorant ainsi la liquidité de Lido Finance. Notamment, les preuves de calcul de l’oracle ZK seront signées directement à partir de la machine virtuelle Ethereum (EVM) à l’aide de Proof Market, une interface de passerelle récemment introduite qui garantit une composabilité prouvable pour toutes les applications EVM, marquant ainsi une avancée significative dans le domaine.

Les perspectives d’avenir des oracles ZK

Alors que les oracles ZK émergent dans l’espace des oracles, il reste encore quelques défis à relever. La complexité d’un protocole d’établissement de liaison à trois voies entre les sources, les nœuds et les utilisateurs nécessite des travaux de recherche et de développement supplémentaires pour optimiser le système. Certaines équipes, comme Mina, travaillent activement pour relever ces défis, mais cela prendra du temps.

Avec des avantages uniques et un large éventail de scénarios d’application, les oracles ZK sont à l’avant-garde de la révolution des systèmes blockchain. Ils ont le potentiel de prendre en charge des applications décentralisées et sans confiance, en s’appuyant sur des données hors chaîne précises et vérifiables, marquant un bond en avant majeur dans l’espace de la technologie blockchain. Le développement des oracles ZK n’est pas seulement une question d’innovation, mais aussi de redéfinition de la façon dont nous reconnaissons et interagissons avec les systèmes blockchain.