Créé par Zooko Wilcox-O’Hearn en Octobre 2016, ZCash a été imaginé pour corriger et améliorer l’anonymat proposé par le protocole Bitcoin. Ce dernier utilise en effet le mécanisme de cryptage de clés asymétriques. Chaque membre du réseau dispose en effet d’une clé privée et d’une clé publique. Si nous comparons le paiement en bitcoin à celui avec une carte bleu, la clé publique correspond à votre numéro de carte bleu que vous pouvez échanger librement, et votre clé privée à votre code secret qui permet d’autoriser les dépenses et ne doit pas être révélé.
Le problème avec le Bitcoin est que toutes les transactions sont librement consultables sur la blockchain. Il a été démontré qu’il est relativement facile d’identifier le détenteur d’une clé publique et donc d’avoir accès aux transactions réalisées par cette personne.
Zcash résout ce problème en utilisant un zk-SNARK un algorithme de cryptage utilisant le mécanisme de la « Preuve sans Connaissance ».
Zk-SNARK (pour "zero-knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge") l’algorithme utilisé par Zcash.
zcash
Zk-SNARK est un algorithme publie durant le troisième trimestre de 2016 dans le cadre de la création de ZCash, dont la vocation est de permettre des transferts de valeurs réellement anonymes et décentralisés en utilisant, parmi d’autres technologies, la preuve sans connaissance. Concrètement, ZCash permet de transférer de la valeur sous forme de jeton ZCash sans pour autant avoir à dévoiler votre adresse, l’adresse de votre destinataire et le montant que vous souhaitez transférer.
Cet algorithme permet donc de transférer des données entièrement cryptées et seulement donner la clé de décryptions (clé publique) au destinataire du message ou de la transaction. Ceci est une première, parce qu’auparavant il était impossible d’effectuer des transactions sur un réseau public (non-autorisé) sans permettre aux mineurs d’accéder aux données du message pour déterminer si la transaction est valide ou non. L’algorithme Zk-SNARK repose sur le mécanisme de la « preuve sans connaissance ».
Preuve sans connaissance (“Zero Knowledge Proof”)
La notion de ‘zero knowledge’ a été soulevée pour la première fois dans les années 80 par trois chercheurs du MIT: Shafi Goldwasser, Silvio Micali et Charles Rackoff. Ils travaillaient alors sur l’interaction des systèmes de preuves dans lesquels une partie (le démonstrateur) échange un message avec une seconde partie (le vérifieur) en vue de convaincre le vérifieur de la véracité d’une déclaration mathématique.
La question qu’ils se sont posés était celle de savoir de quelles informations le vérifieur va-t-il prendre connaissance au cours du processus de vérification au delà du fait de savoir que la déclaration mathématique est correcte.
Concrètement un système de Preuve sans connaissance permet de vérifier la véracité d’une déclaration sans pour autant en connaitre le contenu. Peut-être qu’un exemple permettra de mieux en comprendre le fonctionnement.
Zcash
Imaginons que j’essaye de vous convaincre que j’ai un superpouvoir, celui de compter toutes les feuilles d’un arbre en une fraction de seconde. Je souhaite vous le prouver sans pour autant vous révéler le nombre de feuilles qu’il y a dans l’arbre ni la nature de mon super pouvoir.
Je vais fermer les yeux et vous offrir le choix de prendre une feuille dans l’arbre ou non. Vous allez donc soit décrocher une feuille de l’arbre soit ne rien prendre. Je n’ai pas d’autre moyen de savoir si vous avez pris une feuille ou non, qu’en comptant les feuilles de l’arbre avec mon super pouvoir. Maintenant je regarde l’arbre et vous allez me demander si oui ou non vous avez pris une feuille.
Si je vous donne un mauvais réponse vous allez immédiatement savoir que je n’ai pas de super pouvoir. Si je vous donne une bonne réponse vous allez vous dire que j’ai été chanceux. Dans ce cas, nous pouvons répéter le processus décrit plus haut jusqu’à ce que vous soyez convaincu de mon super pouvoir et que je connais le nombre exact de feuilles dans l’arbre.
C’est ce mécanisme qui est utilisé par Zk-SNARK pour procéder les transactions du réseau ZCash en conservant l’anonymat des parties à la transaction ainsi que le contenu de celle-ci. De ce point de vue, ZCash présente un degré d’anonymat supérieur par rapport au bitcoin.
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