Protocole CSV protégé 🛡️

Introduction

Le développement du Bitcoin se concentre aujourd’hui sur deux problèmes majeurs : (1) la mise à l’échelle et (2) la confidentialité. Les propositions habituelles concernant Bitcoin impliquent l’ajout de nouveaux opcodes et outils de script. Mais une vieille idée revient, celle qui pourrait rendre les transactions plus privées et peer-to-peer. À l’heure actuelle, chaque transaction Bitcoin est diffusée sur l’ensemble du réseau pour vérification. C’est un moyen efficace d’éviter les doubles dépenses, mais cela signifie également que plus d’informations sont exposées que ce qui est strictement nécessaire. Cela entraîne des demandes de calcul plus lourdes, des coûts plus élevés et un système qui a du mal à évoluer. Mais et si le déplacement d’une partie du processus de transaction côté client n’améliorait pas seulement l’efficacité, mais ouvrait également une toute nouvelle ère de confidentialité sur Bitcoin ?

Dans notre article récemment publié, Blockstream, en collaboration avec Alpen Labs et ZeroSync, nous introduisons le protocole Shielded CSV, une amélioration de la validation côté client (CSV) qui offre des transactions véritablement privées. Ce nouveau protocole constitue une étape importante vers l’amélioration de la confidentialité des transactions Bitcoin et a le potentiel d’augmenter la capacité de transaction de 11 par seconde à plus de 100 par seconde, grâce à certaines mesures supplémentaires que nous aborderons dans cet article de blog.

Cet article offre un aperçu de haut niveau du protocole Shielded CSV, qui vise à améliorer les performances de la première couche de blockchain tout en restant entièrement compatible avec Bitcoin. Développé par les esprits combinés de Jonas Nick, Liam Eagen et Robin Linus. Voici l’histoire de Shielded CSV et pourquoi il a le potentiel de tout changer.

Bitcoin hier et aujourd’hui

Le problème de la double dépense : comment Bitcoin l’a résolu

Avant Bitcoin, il était largement admis que la création d’une monnaie numérique fiable était impossible sans un intermédiaire de confiance. Le problème de la double dépense signifiait qu’il n’y avait aucun moyen de garantir qu’une « pièce numérique » ne puisse pas être dépensée plus d’une fois. C’était un défaut fondamental qui empêchait la monnaie numérique de devenir une réalité.

Puis, en 2009, Satoshi a résolu ce problème en introduisant le grand livre public partagé appelé blockchain. Au lieu de s’appuyer sur une seule autorité de confiance, Bitcoin utilise un réseau de nœuds sur un registre public partagé, où chaque transaction est enregistrée et vérifiée. Ce système garantit que chaque pièce est unique, ce qui rend impossible de dépenser deux fois la même pièce.

Lorsqu’une transaction Bitcoin est ajoutée à la chaîne, elle suit ce processus :

1. Le portefeuille de l’utilisateur signe la transaction et la diffuse sur le réseau Bitcoin.
2. Des nœuds complets sur le réseau valident la transaction, garantissant que tout se passe bien.
3. La transaction est ensuite incluse dans un bloc, confirmée et enregistrée définitivement dans le grand livre public partagé.

Lors de la validation, les nœuds vérifient que les pièces existent, vérifient la validité de la signature et appliquent la règle critique de double dépense, en s’assurant que chaque pièce n’est dépensée qu’une seule fois. Le but de ce registre est de maintenir l’ordre, en montrant clairement qui possède quelles pièces et quand elles ont été déplacées.

Le but du grand livre est de maintenir les transactions en ordre, en indiquant clairement à qui appartient quelles pièces et quand elles ont été envoyées.

Depuis sa création, les développeurs de Bitcoin reviennent sans cesse à la même question : est-ce vraiment le moyen le meilleur et le plus privé de gérer les transactions ? Comment pouvons-nous rendre ce système plus simple, plus efficace et plus privé ?

Un problème de confidentialité : les transactions publiques

Le plus grand défi de Bitcoin en matière de confidentialité est que les transactions Bitcoin se déroulent librement sur la blockchain. Satoshi a vu cette vulnérabilité dès le début. Dans le livre blanc original, il suggérait une solution simple : les utilisateurs devaient créer de nouvelles clés pour chaque transaction et éviter de réutiliser les adresses.

L’idée était de rendre plus difficile le lien entre les transactions et un seul propriétaire. Mais dans la pratique, avec toutes les méthodes avancées d’analyse de chaîne disponibles aujourd’hui, préserver la confidentialité est beaucoup plus difficile qu’il n’y paraît. Même avec de nouvelles adresses, relier les transactions et identifier les modèles est devenu plus facile pour ceux qui souhaitent suivre l’activité des utilisateurs.

En réponse, des protocoles axés sur la confidentialité tels que Zcash ont introduit de nouveaux moyens de dissimuler les détails des transactions en utilisant une cryptographie plus avancée et des éléments tels que les zk-SNARK. Mais ces méthodes s’accompagnent de compromis importants : les transactions sont plus volumineuses, ce qui rend le processus de vérification des nœuds plus gourmand en ressources et plus coûteux à vérifier.

Un problème de communication : la communication est inefficace

Dans la conception de Bitcoin, le minage répond à deux objectifs fondamentaux : (1) une preuve de publication pour les transactions et (2) fournir un consensus sur l’ordre des transactions. Cependant, le système Bitcoin associe également ces fonctions essentielles à des tâches moins essentielles, telles que la validation des transactions et l’émission de pièces.

Dans toutes les blockchains, qu’il s’agisse de Bitcoin, Ethereum, Zcash ou Dogecoin, le processus de transaction est toujours le même : les portefeuilles signent les transactions, les diffusent sur le réseau et les nœuds complets les valident. Mais est-il vraiment nécessaire de valider chaque transaction directement sur la blockchain ?

Nous pensons qu’il existe une meilleure solution. L’idée remonte à une idée de 2013, lorsque Peter Todd a mentionné pour la première fois la validation côté client. Dans ce message de liste de diffusion, il demande : «Avec seulement une preuve de publication et un consensus sur l’ordre des transactions, pouvons-nous créer un système de crypto-monnaie réussi ? Étonnamment, la réponse est oui !‘

Au lieu d’exiger que chaque nœud complet vérifie chaque transaction, CSV vous permet d’envoyer des pièces avec une preuve de leur validité directement au destinataire. Cela signifie que même si un bloc contient une transaction invalide, les nœuds complets ne la rejetteront pas. Le résultat ? Moins de communication en chaîne et un système globalement plus efficace.

CSV : une solution de mise à l’échelle peer-to-peer

CSV transfère la responsabilité de la validation des transactions de chaque nœud du réseau aux destinataires individuels des transactions. Cela rend Bitcoin même plus de peer-to-peer. Imaginez si nous n’avions pas besoin d’utiliser la blockchain pour stocker tous les détails des transactions. Au lieu d’une transaction détaillée liée à l’identité, vous ne verriez qu’un simple annulateur de 64 octets, totalement dénué de sens pour quiconque consulte le dossier public sur la blockchain, mais important pour l’expéditeur et le destinataire.

Lorsque chaque nœud doit vérifier chaque transaction, cela encombre le réseau et le ralentit. En déplaçant la validation des transactions côté client, la quantité de données stockées sur la blockchain peut diminuer considérablement : de 560 unités de poids (WU) en moyenne à quelque chose proche de 64 WU, soit environ 8,75 fois plus petite, ce qui rend le système plus simple et plus efficace. .

Le protocole de conformité donne à Bitcoin une évolutivité considérable, permettant aux utilisateurs de traiter près de 10 fois plus de transactions, soit près de 100 par seconde.

Bitcoin demain

Vous vous demandez probablement : « Tout cela semble bien, mais comment cela fonctionne-t-il réellement et quels sont les compromis à faire ? »

Comment le CSV protégé rend-il Bitcoin plus privé ?

Les protocoles CSV améliorent généralement la confidentialité par rapport aux transactions blockchain transparentes, car certaines informations sont déplacées côté client. Mais dans les protocoles CSV traditionnels comme RGB et Taproot Assets, lorsqu’une pièce est envoyée, l’expéditeur et le destinataire peuvent consulter l’historique complet des transactions.

Dans Shielded CSV, nous utilisons des schémas de type zk-SNARK pour « compresser » les preuves, garantissant ainsi qu’aucune information de transaction ne soit divulguée. Cela signifie que l’historique des transactions reste caché, offrant une meilleure confidentialité par rapport aux protocoles existants.

Qu’est-ce qu’un annulateur et comment empêche-t-il les doubles dépenses ?

Lors d’un paiement, l’expéditeur remet la transaction directement au destinataire. Un petit morceau de données dérivé de la transaction est écrit dans la blockchain, appelé annulateur.

Les nœuds complets du réseau ne doivent effectuer qu’une seule vérification de signature Schnorr par annulateur CSV protégé. Le destinataire vérifie la validité de la pièce et s’assure que l’annuleur est sur la blockchain pour arrêter toute double dépense.

D’autres protocoles CSV ont également des annuleurs, mais dans de nombreux cas, il s’agit de transactions Bitcoin complètes, et non de « blobs aléatoires » dérivés comme nous l’avons ici. Les annulateurs CSV protégés rendent plus difficile l’analyse de la chaîne.

Le CSV blindé nécessite-t-il un soft ou un hard fork ?

Le CSV protégé ne nécessite pas de soft ou de hard fork. Cela fonctionne avec Bitcoin tel quel. CSV sépare la validation des transactions des règles de consensus, permettant une flexibilité sans modifier le protocole principal. Étant donné que les blocs Bitcoin peuvent stocker tout type de données, différents protocoles CSV tels que RVB, Taproot Assets ou plusieurs versions de Shielded CSV peuvent coexister sans conflit.

Les nœuds n’ont pas besoin de rejeter les blocs contenant des données inconnues. Au lieu de cela, ils n’ont besoin d’interpréter les données « côté client » que si cela les concerne. En déchargeant la vérification des transactions, le rôle principal de la blockchain se réduit à : confirmer les données de transaction dans un ordre convenu et éviter les doubles dépenses.

Le CSV protégé me permet-il d’effectuer des transactions en Bitcoin ?

Shielded CSV fonctionne comme un système distinct, utilisant la blockchain Bitcoin pour enregistrer les annulateurs et empêcher les doubles dépenses au sein du protocole CSV. Mais pour l’intégrer directement à Bitcoin et permettre des transactions fluides, une solution de transition est encore nécessaire. Le protocole actuel n’explique pas en profondeur comment le pontage avec BitVM pourrait fonctionner, mais ce domaine est un développement qui fait toujours l’objet de recherches actives.

À l’heure actuelle, le rapprochement est possible grâce au recours à un parti de confiance ou à une fédération, mais l’objectif final est un système totalement sans confiance, qui élimine le besoin de tout intermédiaire. Y parvenir signifierait une interaction véritable et transparente entre Bitcoin et Shielded CSV, permettant aux utilisateurs de bénéficier d’une confidentialité accrue sans compromettre les valeurs de confiance de Bitcoin. Il s’agit d’un défi complexe, mais qui pourrait redéfinir la façon dont Bitcoin fait évoluer et sécurise ses transactions.

Lire le document complet

Le protocole CSV protégé offre une approche visant à améliorer l’évolutivité et la confidentialité de Bitcoin, ouvrant potentiellement une nouvelle ère de transactions peer-to-peer plus efficaces. En déchargeant la validation des transactions côté client, cela réduit considérablement les données en chaîne, permettant un plus grand débit de transaction et une confidentialité améliorée, le tout sans nécessiter de hard ou soft fork. Si vous êtes curieux d’en savoir plus sur le fonctionnement de ce protocole et les compromis impliqués, je vous encourage vivement à lire l’article complet, « Shielded CSV : Private and Efficient Client-Side Validation ». Cela pourrait bien être l’avenir du Bitcoin.

Ceci est un article invité de Kiara Bickers. Les opinions exprimées sont entièrement les leurs et ne reflètent pas nécessairement celles de BTC Inc ou de Bitcoin Magazine.

Source https://bitcoinmagazine.com/technical/shielded-csv-protocol-

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