Prouver qu’on connaît un secret sans le révéler, le futur de la blockchain ?

Début 2009 était créé le bitcoin, une monnaie entièrement numérique qui repose sur la technologie de la blockchain. Cependant, une blockchain n’offre que peu de garanties de confidentialité car les enregistrements sont publics. C’est pourquoi deux jeunes chercheurs, Sarah Bordage et Youssef El Housni, explorent d’autres options pour introduire la confidentialité dans les blockchains dans le cadre de la Chaire « Blockchain & B2B Platforms », portée par Daniel Augot (directeur de recherche Inria et professeur à l’École polytechnique) et Julien Prat (directeur de recherche CNRS au Centre de recherche en économie et de statistiques (CREST*) et professeur à l’École polytechnique), et soutenue par Capgemini, Nomadic Labs et la Caisse des Dépôts.

Leurs travaux sont présentés dans le premier document de perspectives de la Chaire, dans lequel sont détaillées les avancées récentes dans la mise en place des « Zero knowledge proofs » (ZKP, ou preuves à divulgation nulle de connaissance) en tant que méthodes de protection de la vie privée dans des blockchains publiques. Ce document de perspectives, à destination des décideurs, illustre l’intérêt industriel de ces techniques à travers des échanges avec Anthony Simonet-Boulogne et Gilles Fedak de la société iExec (qui a développé sur la blockchain Ethereum une place de marché pour les ressources informatiques - puissance de calcul, jeux de données et applications).

Actuellement, la sécurité des blockchains repose principalement sur la signature électronique et sur l’utilisation de fonctions de hachage. Ces dernières prennent en entrée n’importe quelle forme d’information, auxquelles elles font correspondre un code (une chaîne de caractères) de longueur fixe, appelé haché. Ces fonctions sont construites de telle sorte que tout changement (même minime) de l’information en entrée entraîne un changement complet du haché. De plus, à partir d’un haché, il est impossible de retrouver l’information d’entrée correspondante. Ainsi, il est possible de stocker le haché d’un mot de passe dans une base de données plutôt que le mot de passe directement. Le haché stocké est comparé au haché du mot de passe saisi par l’utilisateur afin de vérifier que le mot de passe entré est correct. En comparant des hachés, il est donc possible de vérifier si deux documents sont identiques sans en avoir connaissance.

Les Zero knowledge proofs affinent ce mécanisme en permettant de prouver sur la base d’un haché qu’une propriété du document haché est bien vérifiée, sans divulguer aucune autre information. Par exemple, à partir d’un passeport, on pourrait extraire une information qui prouve que la personne est majeure, sans avoir accès à l’ensemble des informations du passeport, ni même à l’âge exact de la personne. « On peut ainsi prouver que l’on connaît un secret sans le révéler. Ce concept de zero-knowledge est si étonnant et prometteur qu’il a valu à ses inventeurs, Shafi Goldwasser et Silvio Micali, le prix Turing en 2012 » nous explique Daniel Augot. A l’heure actuelle cependant, la mise en place des ZKP reste rare. En effet, il est nécessaire qu’un algorithme calcule la preuve et qu’un autre la vérifie, ce qui entraîne un surcoût en temps et en ressources de calcul.

Ce premier document de perspectives de la Chaire détaille des entretiens avec Sarah Bordage et Youssef El Housni, deux jeunes chercheurs du Laboratoire d’informatique de l’École polytechnique (LIX*) menant leurs recherches dans le cadre de la Chaire sous la responsabilité de Daniel Augot afin d’enrichir des systèmes permettant la mise en place des ZKP. Leurs travaux portent sur les SNARKs et les STARKs, deux types de preuves cryptographiques et leurs modalités d’intégration dans les blockchains. Dans ce document, l’expertise apportée par la société iExec permet d’enrichir l’analyse des difficultés de l’intégration de ces preuves cryptographiques.

>> La Chaire a accueilli deux nouveaux mécènes cette année, retrouvez le communiqué de presse ici

*CREST : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris, ENSAE Paris - Institut Polytechnique de Paris, GENES
LIX : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris en partenariat avec Inria-Saclay

>> à propos de la Chaire :
À travers quatre axes, la cryptographie, le consensus, les contrats intelligents, et les actifs numériques, la Chaire « Blockchain & B2B Platforms », soutenue par Capgemini, Nomadic Labs, et la Caisse des dépôts, soutient une équipe de recherche et propose une offre d’enseignement sur les blockchains. Portée par Daniel Augot et Julien Prat, la Chaire ambitionne de répondre aux questions posées par l’application de la blockchain à des domaines tels que les données de santé, les chaînes logistiques, la finance décentralisée, les monnaies numériques de banque centrale, ou des projets de développement durable.

> Vidéo de présentation de la Chaire