Différences entre Optimistic et zk-Rollups expliquées

Les développeurs explorent différentes approches pour faire évoluer les systèmes crypto et blockchain en raison de leur popularité croissante. Le sharding, les sidechains, les state channels et les rollups figurent parmi les méthodes envisagées. Les rollups consistent à transférer certaines étapes du traitement des transactions vers une chaîne secondaire tout en conservant les données transactionnelles sur la blockchain principale de Layer 1. Cet article examine deux types de rollups dans l'écosystème crypto : les optimistic rollups et les zero-knowledge rollups. L'objectif est d'apporter une compréhension concise et accessible de ces techniques de scalabilité.

Notions de base

Pour répondre à la demande croissante et améliorer l'efficacité dans l'univers des cryptomonnaies, les développeurs travaillent sur des solutions de scalabilité pour les blockchains. Ces solutions se répartissent en deux catégories : Layer 1 et Layer 2.

Les solutions Layer 1 modifient directement la blockchain principale pour en améliorer les performances. Les solutions Layer 2, quant à elles, s'appuient sur les blockchains Layer 1. Parmi les exemples de Layer 2, on trouve les state channels, les sidechains et les rollups blockchain.

Les rollups blockchain sont des protocoles conçus pour augmenter la capacité transactionnelle et réduire les coûts. Ils y parviennent en regroupant les transactions et en optimisant la taille des données pour un traitement et un stockage plus efficaces. Ces avancées visent à résoudre les problèmes rencontrés par les blockchains populaires et à améliorer l'expérience globale des utilisateurs de cryptomonnaies.

Rollups blockchain

Les rollups offrent une solution Layer 2 qui améliore l'efficacité des transactions en regroupant les données transactionnelles et en les transférant hors de la chaîne principale, ou blockchain Layer 1. L'exécution des transactions se fait hors chaîne, tandis que les actifs sont sécurisés par un smart contract sur la chaîne principale. Une fois les transactions traitées, les données sont renvoyées sur la blockchain principale. Cette approche permet d'augmenter le débit transactionnel sur une période donnée, faisant des rollups un outil précieux pour optimiser les performances des blockchains.

Il existe actuellement deux types de rollups : les optimistic rollups et les zero-knowledge rollups, aussi appelés zk-rollups. Les optimistic rollups fonctionnent en supposant la validité des transactions puis en vérifiant l'absence de fraude. À l'inverse, les zk-rollups utilisent des preuves à connaissance nulle pour garantir la validité des transactions sans en révéler les détails. Les deux types contribuent aux solutions de scalabilité en offrant une meilleure efficacité et des coûts réduits pour les réseaux blockchain.

Optimistic Rollup

Les optimistic rollups sont un type de protocole visant à augmenter le rendement transactionnel en regroupant plusieurs transactions et en les traitant hors chaîne. Cette approche améliore l'efficacité et la scalabilité en réduisant les coûts et en augmentant la rapidité des transactions. Bien que souvent évoqués dans le contexte d'Ethereum, les optimistic rollups peuvent bénéficier à divers réseaux blockchain en améliorant significativement leur scalabilité, avec des gains potentiels de 10 à 100 fois la capacité transactionnelle.

Validation des transactions

Pour accélérer le traitement des transactions tout en maintenant la sécurité, les optimistic rollups utilisent un mécanisme de preuve de fraude et une période dédiée appelée la 'période de contestation'. Les transactions sont considérées comme valides par défaut, ce qui est efficace. Pendant la période de contestation, des observateurs peuvent contester des transactions afin de garantir l'exactitude des traitements et prévenir les fraudes.

Si des erreurs sont détectées dans un lot, le protocole du rollup corrige le problème en réexécutant les transactions incorrectes et en mettant à jour le bloc. Les parties responsables de l'approbation de transactions inexactes s'exposent à des pénalités, assurant ainsi la responsabilisation au sein du système. Cette approche équilibre efficacité transactionnelle et sécurité dans les implémentations optimistic.

Limitations

Les optimistic rollups et les zk-rollups diffèrent en termes de finalité, de délai de traitement des transactions et d'efficacité. Les optimistic rollups comportent une période de contestation qui retarde la finalité des transactions, alors que les zk-rollups n'en ont pas. Les retraits sur les optimistic rollups ne sont libérés qu'après la période de contestation, tandis que les zk-rollups permettent des retraits immédiats après vérification.

En termes d'efficacité, les optimistic rollups exigent que toutes les données transactionnelles soient publiées on-chain, alors que les zk-rollups ne nécessitent que des preuves de validité. Ces différences influent sur la rapidité à laquelle les transactions sont considérées comme finales et sur le niveau d'efficacité atteint par chaque approche.

zk-Rollup

Les zero-knowledge rollups sont des protocoles qui regroupent les transactions en lots, optimisant leur traitement hors de la chaîne principale. Les opérateurs jouent un rôle crucial en soumettant des résumés de modifications et en produisant des preuves de validité pour garantir l'exactitude des transactions traitées. Ces preuves sont de taille réduite par rapport aux données transactionnelles, ce qui permet une vérification plus rapide et moins coûteuse. Dans divers écosystèmes blockchain, les zk-rollups offrent des avantages tels que la réduction de la taille des données transactionnelles et une meilleure efficience des frais.

Validation des transactions

Les zk-rollups reposent sur des preuves à connaissance nulle (ZKP) pour valider les transactions de manière sécurisée. Dans ce processus, un prouveur cherche à convaincre un vérificateur qu'il possède une information précise sans divulguer les données réelles de la transaction.

1. Le prouveur génère une preuve mathématique unique que lui seul peut produire.
2. Le vérificateur utilise cette preuve mathématique pour confirmer l'authenticité et la validité de la transaction.
3. Le vérificateur peut valider la transaction sans accéder au contenu sous-jacent ni aux informations sensibles.

Avantages

Les zk-rollups offrent une sécurité robuste et des bénéfices pour les utilisateurs des blockchains. Grâce aux preuves de validité à connaissance nulle, ils assurent l'intégrité du réseau et protègent les fonds des utilisateurs. Les utilisateurs n'ont pas besoin d'une surveillance constante puisque toutes les données sont on-chain et que les preuves de validité sont requises. Les utilisateurs peuvent retirer des fonds de manière autonome en prouvant leur propriété. Les zk-rollups permettent également un traitement rapide des transactions via une exécution hors chaîne. Ils améliorent à la fois la sécurité et l'efficacité des systèmes blockchain.

Zero-Knowledge & Optimistic Rollups Future

L'avenir des zero-knowledge et des optimistic rollups reste incertain à mesure que l'adoption des cryptos et des blockchains progresse. Les rollups devraient contribuer significativement à l'amélioration de l'efficacité des blockchains. Les équipes continueront d'explorer des solutions de scalabilité comme le sharding, les rollups et le layer 0. Par ailleurs, de nouvelles solutions pourraient émerger parallèlement ou en remplacement des rollups. L'évolution de ces technologies façonnèra le paysage de la scalabilité blockchain dans les années à venir.

Conclusion

Face à la demande croissante pour les cryptos, des solutions de scalabilité ont été proposées pour pallier les limites des blockchains actuelles. Cet article a présenté les distinctions entre deux types de rollups : les optimistic rollups et les zk-rollups. À mesure que les rollups sont testés et affinés, on peut s'attendre à l'apparition de variantes plus avancées susceptibles de renforcer la scalabilité et de faciliter l'adoption de masse.