La Technologie Zcash Privacy Sous-Jacente À La Transition D’Ethereum Vers Eth 2.0

L’algorithme de consensus d’Ethereum n’est pas la seule chose qui change avec le lancement d’Eth 2.0. La cryptographie sous-jacente elle-même fait l’objet d’une refonte basée sur des recherches de pointe de la Electric Coin Company.

Appelée BLS12-381, la nouvelle courbe d’appariement elliptique coordonnera en toute sécurité les transactions sur le réseau Eth 2.0 de preuve de participation (PoS), tout en ouvrant des opportunités d’économies de données et de solutions de confidentialité. 

Actuellement, les tenants et les aboutissants de cette courbe sont intégrés dans le réseau avec la proposition d’amélioration d’Ethereum 2537. La livraison d’EIP est prévue avec le 10ème hard fork du protocole, Berlin, provisoirement prévu pour juillet.

En tant que hard fork, Berlin ajoutera jusqu’à quatre mises à niveau incompatibles avec les bacs k , dont deux continuent d’être vérifiées et peuvent finalement ne pas être incluses (tout cela reste peu probable étant donné que les quatre EIP sont mis en œuvre à différents niveaux par chaque Ethereum client). 

Un réseau de test, Yolo, effectuant des essais à sec sans applications, est actuellement en cours pour EIP 2537 et une autre proposition, EIP 2315, qui ajoutera des «sous-programmes simples» à la machine virtuelle Ethereum (EVM).

Pour Eth 2.0, EIP 2537 est une introduction au travail de cryptographie intéressant qui sous-tend le nouveau réseau tout en répondant à une question que le co-fondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, a réfléchie depuis les premiers jours du réseau.

De 1.x à 2.0

Pour lancer Eth 2.0, un pont technique doit exister entre Eth 1.x et Eth 2.0 existants d’Ethereum. 

BLS12-381 sous-tend une telle option en construisant un «client léger» Eth 2.0 à l’intérieur du réseau Ethereum actuel, selon un article d’avril Medium du développeur Ethereum Alex Stokes.

En bref, Eth 2.0 se déploiera par étapes, en commençant par la phase 0 au troisième trimestre 2020. La phase 0 commencera avec la chaîne de balises, un mécanisme de coordination pour les investisseurs qui jalonnent des fonds. Dans les réseaux PoS comme Tron ou EOS, les fonds jalonnés fonctionnent comme un mécanisme de vote et une incitation à participer à la vérification des transactions.

Eth 1.x fonctionne sur l’algorithme Proof-of-Work (PoW) et possède un schéma cryptographique entièrement séparé appelé Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), également utilisé par Bitcoin et d’autres crypto-monnaies

Mais pour relier les réseaux PoW et PoS, une langue commune est nécessaire. 

C’est ce que fait EIP 2537 – en fournissant un traducteur cryptographique entre les deux réseaux dans ce qu’on appelle une précompilation des primitives sous-jacentes d’Eth 2.0. Cette précompilation rend possible un client léger.

En pratique, un client léger serait construit comme un contrat intelligent à l’intérieur de l’EVM. Son objectif principal, compte tenu des fonctionnalités limitées du client, serait de porter l’éther (ETH) sur la nouvelle chaîne, une condition préalable pour l’embarquement des personnes sur le nouveau réseau.

De plus, les solutions de couche 2 (L2) pour la mise à l’échelle d’Ethereum et d’Eth 2.0 pourraient être construites sur le client Lite, a déclaré le co-fondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, dans un article publié en avril sur Ethereum Magicians

“Si nous avons cela, alors un client eth2-in-eth1 n’est en fait pas si difficile, ce qui ouvre la porte à des applications qui utilisent eth2 comme moteur de disponibilité (c’est-à-dire des choses comme Plasma mais waaay plus puissant)”, a écrit Buterin.

Trouver la bonne primitive

La prochaine itération d’Ethereum a des ambitions beaucoup plus grandes que l’ECDSA ne peut gérer. Heureusement, 10 ans de recherche sur les crypto-monnaies ont porté leurs fruits dans au moins un sujet: la cryptographie elle-même, a déclaré le cryptographe Cloudflare Nick Sullivan dans une interview. De nouvelles courbes comme BLS12-381 le prouvent.

“Les courbes elliptiques existent depuis le milieu des années 80”, a expliqué Sullivan. «Le problème est qu’ils sont quelque peu limités dans ce qu’ils peuvent faire. Ils peuvent effectuer efficacement des opérations de clé publique classiques: signatures numériques, chiffrement et accord de clé. »

Alternativement, les courbes «amicales d’appariement» inventées au début des années 2000 fournissent des mesures de sécurité alternatives qui s’appliquent à juste titre aux chaînes de blocs, a déclaré Sullivan.

Inventé en 2017, le cryptographe BLS12-381 de Sean Bowe d’Electric Coin Company, une variante de la courbe BLS inventée par trois pionniers de la cryptographie en 2003, est peut-être le plus important pour la plupart des pièces aujourd’hui. Sa courbe, et d’autres comme elle, sont la raison pour laquelle les blockchains peuvent évoluer.

«BLS12-381 est un type spécial de courbe elliptique (une courbe« compatible avec l’appariement ») qui permet des primitives cryptographiques comme les SNARK et les schémas d’engagement de vecteur», a déclaré Bowe dans un e-mail. «Ces primitives sont très utiles pour améliorer l’évolutivité et la confidentialité dans les projets de blockchain.»

BLS et Eth 2.0

Pour Eth 2.0, l’avantage peut être divisé en trois parties: économie de données, confidentialité et interopérabilité.

Premièrement, les signatures de style BLS gardent la lumière de calcul nécessaire en regroupant des signatures cryptographiques qui vérifient les transactions, selon le chercheur d’Ethereum Carl Beekhuizen dans un article de blog de la Fondation Ethereum. 

Beekhuizen a écrit:

«Si 10% de tous les ETH finissent par jalonner, alors il y aura environ 350 000 valideurs sur eth2. Cela signifie que la valeur des signatures d’une époque serait de 33,6 mégaoctets, soit environ 7,6 gigaoctets par jour. Dans ce cas, toutes les fausses allégations selon lesquelles la  taille de l’état eth1 atteindrait 1 To en 2018  seraient vraies dans le cas d’eth2 en moins de 133 jours (sur la base des seules signatures). »

(Pour référence, cela équivaut à près de trois fois le poids de la blockchain Bitcoin actuelle.)

BLS12-381 permet également à Eth 2.0 de mettre en œuvre des preuves de connaissance zéro plus naturellement: les variantes de confidentialité des ETH pourraient être natives d’Eth 2.0. En fait, BLS12-381 a été hard forké dans le protocole Zcash avec la mise à jour 2018 Sapling en tant que primitive cryptographique plus robuste.

De plus, l’utilisation de la technologie ECC sur Ethereum met en évidence la relation étroite entre Buterin et Zooko Wilcox, co-fondateur de Zcash et PDG d’ECC. Les équipes ECC et Zcash ont toutes deux montré un intérêt passé à faire le pont entre les deux technologies.

Troisièmement, la proposition ouvre l’interopérabilité entre différentes chaînes telles que Filecoin, Chia ou Algorand et Eth 2.0, une promesse de longue date de plusieurs autres réseaux de blockchains tels que Polkadot, qui a annoncé le lancement de son réseau principal plus tôt ce mois-ci. 

La capacité d’Eth 2.0 à se connecter à d’autres projets – en particulier ceux qui ne sont pas Bitcoin – pourrait se matérialiser de différentes manières: peut-être Ethereum partage-t-il sa valeur entre différentes chaînes ou peut-être siphonne-t-il la technologie des autres projets, emportant avec eux leurs capitalisations boursières.

Quoi qu’il en soit, Sullivan de Cloudflare reste impressionné par les mathématiques:

«C’est une courbe vraiment fascinante de la façon dont les choses se passent – des mathématiciens et des cryptographes écrivant à ce sujet dans des articles universitaires, puis des gens du monde de l’ingénierie ont commencé à l’implémenter et à le tester, puis il est introduit dans des projets et des protocoles, puis fait partie de société. Et puis vous vous retrouvez dans cette position où il y a tellement d’options différentes qu’il est difficile de savoir exactement laquelle choisir et pourquoi. »

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