Comment fonctionne l'architecture ZK à double chaîne de Manta ?

Comprendre la vision de Manta : Un écosystème ZK unifié

Manta Network se situe à l'avant-garde du paysage technologique décentralisé, visant à redéfinir la manière dont les utilisateurs interagissent avec les applications blockchain en intégrant la cryptographie à divulgation nulle de connaissance (Zero-Knowledge ou ZK) de pointe. Au cœur de la vision de Manta se trouve la volonté de construire un écosystème Web3 modulaire, privé et évolutif, permettant aux développeurs de créer des applications décentralisées (dApps) préservant la confidentialité sans compromettre les performances ou l'expérience utilisateur. Cet objectif ambitieux est réalisé grâce à une architecture unique à double chaîne, exploitant stratégiquement les forces des écosystèmes Ethereum et Polkadot.

Cette approche à double chaîne n'est pas qu'une simple question de prise en charge de plusieurs réseaux ; il s'agit d'une synergie méticuleusement conçue. Une chaîne, Manta Pacific, sert d'environnement à haut débit et à faible coût pour les dApps natives EVM, agissant comme une couche 2 (L2) modulaire sur Ethereum. L'autre, Manta Atlantic, fonctionne comme une couche 1 (L1) ZK sur Polkadot, spécifiquement conçue pour les identifiants préservant la confidentialité et l'identité programmable. Ensemble, ces chaînes répondent aux doubles défis de l'évolutivité et de la confidentialité qui continuent de freiner l'adoption massive du Web3, offrant une solution complète sous un réseau unifié alimenté par le jeton d'utilité et de gouvernance MANTA.

Manta Pacific : La Layer 2 évolutive et confidentielle d'Ethereum

Manta Pacific est un composant pivot de l'architecture de Manta Network, conçu pour fournir un environnement hautement évolutif et rentable pour les applications décentralisées natives EVM. Fonctionnant comme un Optimistic Rollup (initialement, avec une feuille de route vers un ZK-EVM complet) sur Ethereum, Manta Pacific hérite de la sécurité robuste du réseau principal Ethereum tout en améliorant considérablement le débit des transactions et en réduisant les frais de gaz. Sa conception modulaire est un différenciateur clé, lui permettant de tirer parti de composants spécialisés pour diverses fonctions blockchain.

L'architecture modulaire de Manta Pacific

Manta Pacific se distingue par une approche de blockchain modulaire, qui décompose la structure traditionnelle de blockchain monolithique en couches spécialisées et interconnectées. Cette conception permet à Manta Pacific d'optimiser chaque fonction indépendamment, ce qui conduit à des performances et une flexibilité supérieures.

1. Couche d'exécution : En son cœur, Manta Pacific utilise le Polygon Chain Development Kit (CDK), spécifiquement conçu pour créer des L2 basées sur la technologie ZK. Cela fournit un environnement familier compatible EVM, garantissant que les dApps et les contrats intelligents déployés sur Ethereum peuvent être migrés de manière transparente ou construits nativement sur Manta Pacific. Le choix de la technologie Polygon zkEVM permet à Manta Pacific de regrouper les transactions hors chaîne, de générer une preuve cryptographique de leur validité, puis de soumettre cette preuve au réseau principal Ethereum. Cela réduit considérablement la charge de données sur Ethereum, entraînant une capacité de transaction plus élevée et des coûts réduits.

2. Couche de disponibilité des données : Pour une solution de couche 2, garantir que les données de transaction sont toujours disponibles pour que quiconque puisse reconstruire l'état de la chaîne est primordial pour la sécurité. Manta Pacific répond à ce besoin en intégrant Celestia comme couche de disponibilité des données (DA).

   • Le rôle de Celestia : Celestia est un réseau modulaire de disponibilité des données qui permet aux L2 de publier des données de transaction hors chaîne de manière hautement évolutive et rentable. Au lieu de publier toutes les données directement sur Ethereum (ce qui peut être coûteux), Manta Pacific envoie ses données de transaction à Celestia.
   • Avantages : Ce choix de conception offre plusieurs avantages :
     • Coûts réduits : La publication de données sur Celestia est nettement moins chère que sur Ethereum, ce qui se traduit par des frais de transaction moins élevés pour les utilisateurs de Manta Pacific.
     • Évolutivité accrue : Celestia est conçu pour gérer des quantités massives de données, permettant à Manta Pacific de traiter un volume de transactions bien plus important sans goulot d'étranglement.
     • Sécurité renforcée : Bien que les données soient hors chaîne, Celestia utilise des techniques telles que l'échantillonnage de disponibilité des données (DAS) pour garantir que les données sont réellement disponibles et peuvent être récupérées par n'importe quel participant au réseau, respectant les garanties de sécurité requises par un rollup.

3. Couche de règlement : Ethereum sert de couche de règlement ultime pour Manta Pacific. Toutes les preuves ZK générées par Polygon zkEVM sont soumises à Ethereum. Une fois ces preuves vérifiées par les contrats intelligents d'Ethereum, les transactions sont considérées comme finalisées et immuables, héritant de la sécurité robuste d'Ethereum.

Comment la cryptographie ZK alimente Manta Pacific

Alors que Manta Atlantic se concentre sur la ZK pour la confidentialité, Manta Pacific exploite principalement la technologie ZK pour l'évolutivité et l'efficacité.

• ZK-Rollups : Manta Pacific traite les transactions par lots. Pour chaque lot, une preuve ZK (spécifiquement, un SNARK ou un STARK selon le backend du prouveur) est générée. Cette preuve vérifie cryptographiquement que toutes les transactions du lot sont valides et ont été exécutées correctement, sans révéler les détails individuels des transactions à la L1 d'Ethereum.
• Vérifiabilité : Les contrats intelligents L1 d'Ethereum peuvent vérifier rapidement et efficacement ces preuves ZK. Cela signifie qu'une petite preuve succincte peut remplacer la nécessité pour Ethereum de réexécuter ou de revérifier chaque transaction du lot, ce qui entraîne des gains d'efficacité massifs.
• Futur ZK-EVM : La feuille de route vise un ZK-EVM complet, qui offrirait des garanties de sécurité encore plus fortes en prouvant directement l'exécution correcte du bytecode EVM, plutôt que de s'appuyer sur un mécanisme de preuve de fraude optimiste (bien que Polygon zkEVM utilise déjà des preuves ZK pour la validité).

Avantages pour les développeurs et les utilisateurs

• Compatibilité EVM : Les développeurs peuvent facilement déployer des dApps Ethereum existantes ou en construire de nouvelles en utilisant des outils et des langages familiers (Solidity, Hardhat, Truffle).
• Haut débit et frais réduits : L'architecture modulaire avec Celestia pour la DA et Polygon zkEVM pour l'exécution augmente considérablement les capacités de traitement des transactions et réduit les coûts opérationnels.
• Sécurité d'Ethereum : Les transactions sont finalement réglées sur Ethereum, héritant de son modèle de sécurité éprouvé.
• Outils pour développeurs : Accès à un riche écosystème d'outils et de ressources pour les développeurs, favorisant l'innovation.
• Pérennité : Conçu pour évoluer avec la technologie ZK, vers des mécanismes de preuve plus décentralisés et efficaces.

Manta Atlantic : La Layer 1 ZK préservant la confidentialité sur Polkadot

Manta Atlantic constitue la pierre angulaire de l'écosystème Manta en matière de confidentialité, fonctionnant comme une parachain de couche 1 ZK sur Polkadot. Contrairement à Manta Pacific, qui privilégie l'évolutivité pour les dApps EVM générales, Manta Atlantic est conçu sur mesure pour offrir une confidentialité on-chain pour les actifs numériques et les identités programmables, en exploitant la puissance des ZK-SNARKs.

Le modèle de parachain de Polkadot et Manta Atlantic

L'architecture de Polkadot permet à des blockchains spécialisées, appelées parachains, de se connecter à une chaîne de relais (Relay Chain) centrale, partageant sa sécurité et permettant l'interopérabilité. Manta Atlantic fonctionne comme l'une de ces parachains, bénéficiant de la sécurité mutualisée de Polkadot et de ses capacités de communication inter-chaînes. Cette intégration garantit que Manta Atlantic est robuste et peut interagir de manière transparente avec d'autres parachains et potentiellement avec l'écosystème Web3 au sens large.

Fonctionnalités de confidentialité clés alimentées par les ZK-SNARKs

La fonction principale de Manta Atlantic est de permettre la confidentialité sans sacrifier la vérifiabilité. Il y parvient grâce à plusieurs innovations clés :

1. Adresses privées (zkAddresses) :

   • Concept : Les transactions blockchain traditionnelles révèlent l'expéditeur, le destinataire et le montant, offrant une pseudo-anonymisation plutôt qu'une véritable confidentialité. Manta Atlantic introduit les zkAddresses, qui sont un type d'adresse furtive (stealth address) combinée à des preuves ZK.
   • Mécanisme : Lorsqu'un utilisateur souhaite effectuer une transaction privée, il convertit ses actifs publics en versions préservant la confidentialité sur Manta Atlantic. La zkAddress agit comme une adresse protégée, masquant le lien entre l'expéditeur et le destinataire. Les ZK-SNARKs sont utilisés pour prouver que l'expéditeur détient les actifs nécessaires, que la transaction est valide et qu'aucune double dépense n'a eu lieu, le tout sans révéler la zkAddress réelle ni le montant de la transaction.
   • Avantages : Cela permet aux utilisateurs d'effectuer des transactions en toute confidentialité, protégeant leur vie privée financière du regard public tout en maintenant la conformité réglementaire si nécessaire grâce à des clés de visualisation optionnelles.

2. Jetons Soulbound Zero-Knowledge (zkSBTs) :

   • Concept : Les jetons Soulbound (SBT) sont des NFT non transférables qui représentent la réputation, l'identité ou les réalisations d'une personne. Manta Atlantic améliore ce concept avec les ZK-SNARKs pour créer des zkSBTs, rendant ces identifiants vérifiables de manière privée.
   • Mécanisme : Les zkSBTs permettent aux utilisateurs de prouver certains attributs les concernant ou concernant leurs identifiants sans révéler les données sensibles sous-jacentes. Par exemple :
     • Prouver une condition d'âge (ex: "J'ai plus de 18 ans") sans révéler la date de naissance exacte.
     • Vérifier l'appartenance à une DAO ou une communauté sans divulguer l'adresse spécifique du portefeuille détenant le jeton de membre.
     • Confirmer des qualifications académiques sans partager les détails du diplôme.
   • Cas d'utilisation : Les zkSBTs sont transformateurs pour la gestion de l'identité préservant la confidentialité, la DeFi (finance décentralisée) conforme et les applications sociales Web3. Ils permettent une "confidentialité programmable", où les utilisateurs ont un contrôle granulaire sur les informations qu'ils divulguent et à qui, favorisant la confiance et la sécurité dans les interactions numériques.

3. Paiements privés :

   • S'appuyant sur les zkAddresses, Manta Atlantic prend en charge les paiements privés pour divers jetons. Les utilisateurs peuvent déposer des jetons standards (ex: DOT, KSM ou d'autres jetons bridgés depuis Ethereum ou d'autres parachains) dans le pool protégé de Manta Atlantic, puis effectuer des transferts privés.
   • Ces transferts exploitent des preuves ZK pour vérifier la validité de la transaction sans révéler l'expéditeur, le destinataire ou le montant sur le registre public.

Comment les ZK-SNARKs assurent la confidentialité de Manta Atlantic

Les ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge) sont au cœur des garanties de confidentialité de Manta Atlantic.

• Génération de preuve : Lorsqu'un utilisateur initie une transaction privée ou veut prouver un attribut de son zkSBT, une preuve ZK-SNARK est générée localement. Cette preuve atteste mathématiquement de la validité de l'affirmation (ex: "Je possède cet actif", "Je remplis cette condition d'âge") sans révéler les données réelles.
• Vérification succincte : La preuve générée est incroyablement petite et peut être vérifiée très rapidement par n'importe qui sur le réseau. Cette efficacité est cruciale pour les opérations on-chain.
• Non-interactif : Une fois la preuve générée, elle peut être partagée et vérifiée sans aucune interaction supplémentaire de la part du prouveur, ce qui la rend adaptée aux environnements blockchain asynchrones.
• Confidentialité forte : Les ZK-SNARKs garantissent que les informations sensibles elles-mêmes restent privées, seule la vérité de l'affirmation est révélée et vérifiée.

Le pouvoir de la synergie : Unifier Pacific et Atlantic

La véritable innovation de Manta Network ne réside pas seulement dans les capacités individuelles de Manta Pacific et Manta Atlantic, mais dans leur relation synergique. Cette architecture à double chaîne est conçue pour créer un écosystème complet où l'évolutivité, la confidentialité et l'interopérabilité fusionnent.

Forces complémentaires

• Évolutivité pour les dApps à confidentialité améliorée : Manta Pacific fournit l'environnement d'exécution à haut débit et à faible coût dont les dApps ont besoin. Manta Atlantic, de son côté, offre les primitives de confidentialité fondamentales comme les zkAddresses et les zkSBTs. Cela signifie que les dApps sur Manta Pacific peuvent intégrer et exploiter les fonctionnalités de confidentialité provenant de Manta Atlantic. Par exemple, un protocole DeFi sur Manta Pacific pourrait utiliser des zkSBTs de Manta Atlantic pour vérifier le score de crédit ou le statut KYC d'un utilisateur sans jamais connaître son identité personnelle.
• Flux d'actifs inter-chaînes : Les actifs peuvent circuler de manière transparente entre Manta Pacific et Manta Atlantic. Les utilisateurs peuvent bridger des jetons d'Ethereum vers Manta Pacific, puis les transférer vers Manta Atlantic pour utiliser ses fonctions de confidentialité (ex: convertir de l'ETH en zkETH pour des transferts privés). Inversement, les actifs privés sur Atlantic peuvent être transférés vers Pacific pour participer à son écosystème de dApps, apportant une couche de confidentialité à ces applications.
• Expérience développeur unifiée : Les développeurs peuvent créer des applications nécessitant à la fois des performances élevées et une confidentialité profonde. Ils peuvent choisir d'exécuter les parties de leur dApp gourmandes en calcul sur Pacific et s'appuyer sur Atlantic pour les besoins d'identité et de confidentialité des actifs, créant ainsi une expérience utilisateur holistique.
• Vision partagée de la confidentialité programmable : Les deux chaînes contribuent à l'objectif global de Manta de "confidentialité programmable" – donner aux utilisateurs et aux développeurs les outils pour mettre en œuvre la confidentialité à différents niveaux, de l'anonymat des transactions à l'obscurcissement des identifiants vérifiables.

Interopérabilité et sécurité

• Ponts (Bridges) : Des ponts sécurisés facilitent le mouvement des actifs et potentiellement des données entre Manta Pacific (écosystème Ethereum) et Manta Atlantic (écosystème Polkadot). Ces ponts sont cruciaux pour maintenir la liquidité et connecter les deux environnements blockchain distincts.
• Modèle de sécurité : Manta Pacific bénéficie de la sécurité d'Ethereum pour le règlement, tandis que Manta Atlantic hérite de la sécurité de la Relay Chain de Polkadot. La robustesse de ces L1 sous-jacentes contribue de manière significative à la sécurité globale de l'écosystème Manta. La conception soignée des ponts garantit que les garanties de sécurité sont maintenues lors des transferts inter-chaînes.

La combinaison de l'évolutivité modulaire de Manta Pacific et des primitives de confidentialité natives de Manta Atlantic positionne Manta Network comme une solution globale pour un Web3 performant et respectueux de la vie privée.

La cryptographie Zero-Knowledge : Le moteur central

Au cœur de l'architecture innovante de Manta Network se trouve la cryptographie à divulgation nulle de connaissance (ZK). Ce domaine révolutionnaire de la cryptographie permet à une partie (le prouveur) de convaincre une autre partie (le vérificateur) qu'une affirmation donnée est vraie, sans révéler aucune information au-delà de la véracité de l'affirmation elle-même.

Les fondamentaux des preuves ZK

Imaginez que vous vouliez prouver que vous connaissez un secret, mais que vous ne vouliez pas révéler le secret lui-même. C'est l'essence même d'une preuve ZK. Trois propriétés clés définissent un système de preuve ZK :

1. Complétude : Si l'affirmation est vraie, un prouveur honnête peut toujours convaincre un vérificateur honnête.
2. Robustesse (Soundness) : Si l'affirmation est fausse, un prouveur malhonnête ne peut pas convaincre un vérificateur honnête, sauf avec une probabilité négligeable.
3. Confidentialité (Zero-Knowledge) : Si l'affirmation est vraie, le vérificateur n'apprend rien sur l'entrée secrète du prouveur au-delà du fait que l'affirmation est vraie.

ZK-SNARKs vs ZK-Rollups

Bien que les deux utilisent la cryptographie à divulgation nulle de connaissance, les ZK-SNARKs et les ZK-Rollups servent des objectifs distincts mais complémentaires au sein de l'écosystème de Manta.

ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge)

• Objectif : Principalement pour la confidentialité et le calcul vérifiable. Ils permettent la création de preuves compactes et vérifiables pour des calculs arbitraires sans révéler les données sous-jacentes.
• Mécanisme : Un ZK-SNARK prend un ensemble d'entrées (certaines privées, d'autres publiques) et une affirmation de calcul (ex: "Je connais x tel que H(x) = y"). Il génère ensuite une "preuve" qui est extrêmement petite (succincte) et peut être vérifiée rapidement. Cette preuve est non interactive, ce qui signifie qu'une fois générée, elle peut être vérifiée sans communication supplémentaire avec le prouveur.
• Application chez Manta :
  • Manta Atlantic : Central pour activer des fonctionnalités de confidentialité comme les zkAddresses et les zkSBTs. Les ZK-SNARKs prouvent la validité des transactions privées ou les attributs des identifiants d'identité sans exposer d'informations sensibles.
  • Paiements privés : Prouver qu'un utilisateur dispose de fonds suffisants et que la transaction est légitime sans révéler le montant ou les parties impliquées.

ZK-Rollups

• Objectif : Principalement pour l'évolutivité des blockchains de couche 1, en particulier Ethereum. Ils y parviennent en déplaçant l'exécution des transactions hors chaîne.
• Mécanisme : Les ZK-Rollups regroupent des milliers de transactions hors chaîne en un seul bloc. Une preuve cryptographique (souvent un ZK-SNARK ou un ZK-STARK) est générée pour l'ensemble de ce lot, attestant de la validité de toutes les transactions qu'il contient. Cette preuve unique et réduite est ensuite soumise à la blockchain de couche 1 (ex: Ethereum).
• Avantages :
  • Charge L1 réduite : Au lieu de publier chaque transaction, seule une preuve unique et une quantité minimale de données (ou des données vers une couche DA comme Celestia) sont publiées sur la L1.
  • Débit accru : En traitant les transactions hors chaîne et en soumettant des preuves groupées, les ZK-Rollups augmentent considérablement le nombre de transactions par seconde pouvant être traitées.
  • Frais réduits : Moins de données sur la L1 signifie des frais de gaz moins élevés pour les utilisateurs.
• Application chez Manta :
  • Manta Pacific : Utilise la technologie Polygon zkEVM pour sa fonctionnalité ZK-Rollup. Il regroupe les transactions, génère des preuves ZK de leur validité et soumet ces preuves au réseau principal Ethereum pour le règlement, héritant de la sécurité d'Ethereum tout en offrant une grande évolutivité.

En substance, Manta Atlantic utilise les ZK-SNARKs pour une confidentialité on-chain ciblée, tandis Manta Pacific utilise les ZK-Rollups pour l'évolutivité large des dApps à usage général sur Ethereum. Les deux chaînes convergent vers la puissance du Zero-Knowledge pour construire un Web3 plus efficace, privé et centré sur l'utilisateur.

Le jeton MANTA : Le carburant de l'écosystème

Le jeton MANTA est le jeton natif d'utilité et de gouvernance qui soutient l'ensemble de l'écosystème Manta Network, jouant un rôle crucial à la fois dans Manta Pacific et Manta Atlantic. Sa conception garantit qu'il capture de la valeur grâce à la croissance du réseau et encourage la participation sur les deux chaînes.

Utilités principales de MANTA

1. Gouvernance du réseau :

   • Les détenteurs de MANTA possèdent des droits de vote, leur permettant de participer à la gouvernance décentralisée de Manta Network. Cela inclut la proposition et le vote sur les mises à niveau clés du protocole, les changements de paramètres et les initiatives communautaires sur Manta Pacific et Manta Atlantic.
   • Ce modèle de gouvernance décentralisée garantit que le réseau évolue d'une manière qui s'aligne sur les intérêts de sa communauté.

2. Frais de transaction :

   • Manta Pacific : MANTA est utilisé pour payer les frais de transaction sur le réseau de couche 2 Manta Pacific. Cela donne une utilité directe au jeton à mesure que l'écosystème de dApps sur Pacific se développe et que le volume de transactions augmente. Une partie de ces frais peut être brûlée ou redistribuée, contribuant au modèle économique du jeton.
   • Manta Atlantic : Sur Manta Atlantic, le MANTA est requis pour payer les opérations ZK, telles que la génération de preuves ZK pour les zkAddresses et les zkSBTs. Cela garantit que les coûts associés au maintien de la confidentialité et de l'identité vérifiable sont supportés par les participants au réseau qui utilisent ces fonctionnalités.

3. Staking et sécurité du réseau (pour Manta Atlantic) :

   • Pour Manta Atlantic, en tant que parachain sur Polkadot, le MANTA peut être utilisé pour le staking. Ce mécanisme sécurise le réseau en incitant les validateurs (ou collateurs dans le contexte des parachains) à maintenir la chaîne, à traiter les transactions et à garantir son intégrité. Les stakers reçoivent des récompenses en MANTA pour leurs contributions à la sécurité du réseau.
   • Cela contribue également au modèle de sécurité partagée de Polkadot, où les parachains louent des emplacements sur la Relay Chain, ce qui peut impliquer le blocage de DOT ou, dans certains cas, l'utilisation de leurs jetons natifs.

4. Liquidité et utilité au sein des dApps de l'écosystème Manta :

   • À mesure que Manta Network s'étend, de nouvelles dApps et services seront construits, intégrant potentiellement le MANTA pour diverses utilités in-app, la fourniture de liquidité ou l'accès à des fonctionnalités premium.
   • Par exemple, les protocoles DeFi sur Manta Pacific pourraient utiliser le MANTA comme paire de base pour le trading, ou comme garantie (collateral) pour le prêt/emprunt.
   • Sur Manta Atlantic, les applications exploitant les zkSBTs pourraient exiger du MANTA pour des interactions spécifiques préservant la confidentialité ou pour émettre certains types d'identifiants.

5. Transférabilité inter-chaînes :

   • Le jeton MANTA est conçu pour être pleinement interopérable entre Manta Pacific (via Ethereum) et Manta Atlantic (via Polkadot). Cela garantit une expérience utilisateur fluide et permet au jeton d'agir comme un moyen d'échange et d'accumulation de valeur unifié dans tout l'écosystème Manta.

En remplissant ces rôles multiples, le jeton MANTA est intrinsèquement lié à la santé opérationnelle, à la sécurité et à la croissance des deux composantes de Manta Network, renforçant sa position d'élément fondateur pour un avenir Web3 évolutif et respectueux de la vie privée.