Zero-Knowledge Proof (ZKP)

Une Zero-Knowledge Proof (Preuve à Divulgation Nulle de Connaissance, ou ZKP), est un concept de cryptographie avancé qui permet à une partie, le prouveur (Prover), de prouver à une autre partie, le vérificateur (Verifier), qu’une certaine affirmation est vraie sans révéler aucune information autre que la véracité de l’affirmation elle-même. Cette définition technique implique plusieurs composants clés et propriétés :

• Complétude : Si l’affirmation est vraie, un prouveur honnête peut convaincre le vérificateur de cette vérité avec une probabilité élevée.
• Validité Sonique (Soundness) : Si l’affirmation est fausse, il est pratiquement impossible pour un prouveur malhonnête de tromper le vérificateur en lui faisant croire que l’affirmation est vraie.
• Zero-Knowledge : Si l’affirmation est vraie, le vérificateur n’apprend rien d’autre que le fait que l’affirmation est vraie. Le prouveur ne divulgue aucune information qui pourrait être utilisée pour déduire d’autres propriétés sur les données en question.

Fonctionnement de Base des ZERO KNOWLEDGE Proofs

Dans un ZK Proof, le prouveur souhaite prouver qu’il possède une connaissance (par exemple, une clé secrète) sans la révéler. Pour ce faire, le prouveur et le vérificateur s’engagent dans une série d’échanges (appelés “challenges” et “responses”) où le prouveur fournit des preuves cryptographiques que le vérificateur évalue. Ces échanges sont conçus pour être interactifs ou non interactifs :

• Interactifs : Le prouveur et le vérificateur communiquent de manière itérative pour arriver à une conclusion.
• Non interactifs (NIZK) : Une preuve unique suffit, souvent construite avec une configuration de confiance ou en utilisant des heuristiques cryptographiques comme les fonctions de hachage.

Exemples de Protocoles de ZKP

• Protocole de Fiat-Shamir : Transforme des preuves interactives en preuves non interactives en utilisant une fonction de hachage cryptographique comme oracle aléatoire.
• Systèmes de preuve zk-SNARKs (Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) : Permettent des preuves non interactives très courtes et rapides à vérifier, mais nécessitent une phase de configuration de confiance.
• Systèmes de preuve zk-STARKs (Scalable Transparent Arguments of Knowledge) : Similaires aux zk-SNARKs, mais sans nécessiter une phase de configuration de confiance, offrant ainsi une transparence accrue.

Applications des ZKP

Les ZK Proofs sont utilisées dans de nombreuses applications pour améliorer la sécurité et la confidentialité :

• Cryptomonnaies : Pour des transactions anonymes et privées, comme celles utilisées dans Zcash.
• Authentification : Pour prouver l’identité sans révéler des informations sensibles.
• Blockchain : Pour vérifier les transactions sans révéler les détails de ces transactions.

Complexité des ZKP

La conception et l’implémentation des ZK Proofs sont complexes et nécessitent une connaissance approfondie de la théorie des nombres, de la cryptographie et des protocoles interactifs. La sécurité d’un ZK Proof repose sur des hypothèses cryptographiques (par exemple, la difficulté de résoudre certains problèmes mathématiques) et doit être évaluée dans le contexte de ces hypothèses.

Les ZK Proofs sont des outils puissants dans le domaine de la cryptographie qui facilitent la preuve de possession d’informations sans les révéler, offrant ainsi des possibilités étendues pour la confidentialité et la sécurité dans le monde numérique.