Technologie des monnaies privées : Signatures en anneau et zk‑SNARKs

Vous avez sans doute remarqué que les crypto‑actifs dits « privacy » font la une des débats sur la blockchain. Pourquoi certaines monnaies cachent‑elles réellement l’expéditeur, le destinataire et le montant, alors que d’autres laissent tout en lumière ? La réponse se trouve dans deux techniques cryptographiques majeures : les signatures en anneau une méthode qui regroupe la signature d’un utilisateur avec d’autres signatures aléatoires afin de masquer la véritable provenance de la transaction et les zk‑SNARKs des preuves succinctes et non interactives qui permettent de vérifier la validité d’une transaction sans révéler aucune donnée sous‑jacente. Dans cet article, nous décortiquons leur fonctionnement, leurs avantages, leurs limites et leurs usages concrets dans les monnaies privées comme Monero et Zcash.

Comment fonctionnent les signatures en anneau ?

Imaginez que vous devez signer un message, mais que vous ne voulez pas que l’on sache qui vous êtes. La signature en anneau crée un cercle de signatures : votre propre signature et un groupe choisi parmi des sorties de transaction antérieures (les « decoys »). Le vérificateur ne peut pas distinguer votre vraie signature parmi le groupe, ce qui rend l’identification pratiquement impossible.

Dans Monero la crypto‑monnaie orientée confidentialité qui a popularisé les signatures en anneau dès 2014, cette technique est combinée à deux autres innovations :

• Stealth Addresses : chaque destinataire reçoit une adresse unique à usage unique, rendant lier plusieurs paiements à la même entité très difficile.
• RingCT (Ring Confidential Transactions) : les montants sont masqués grâce à des engagements cryptographiques, ajoutant une couche de confidentialité au montant transféré.

Le paramètre clé est la taille de l’anneau - le nombre de signatures incluses. En 2023, Monero impose un minimum de 16 signatures, ce qui augmente la taille d’une transaction de 15 à 20 fois par rapport à une transaction transparente, mais renforce nettement l’anonymat.

zk‑SNARKs : le principe de la preuve à connaissance nulle

zk‑SNARK signifie Zero‑Knowledge Succinct Non‑Interactive Argument of Knowledge. Le processus se déroule en trois étapes :

1. Le prover génère une preuve cryptographique basée sur les détails de sa transaction (expéditeur, destinataire, montant) sans révéler ces valeurs.
2. Le verifier vérifie la preuve ; il ne voit que la preuve elle‑même et constate qu’elle est valide.
3. La preuve est extrêmement petite (100‑400 octets) et la vérification ne prend que 3 à 6 ms sur du matériel grand public.

Lors du lancement de Zcash la première monnaie privée à grande échelle qui utilise les zk‑SNARKs depuis 2016, une cérémonie de trusted setup était nécessaire : plusieurs parties génèrent un paramètre cryptographique partagé. Si au moins une partie reste honnête, le système reste sûr. Les versions récentes, comme la mise à jour NU5 (mai 2022), utilisent le système Halo 2 qui élimine totalement le besoin de trusted setup, résolvant ainsi un point de friction majeur.

Comparaison chiffrée : signatures en anneau vs zk‑SNARKs

Ce tableau montre que chaque approche a ses forces. Les signatures en anneau offrent une anonymité d’expéditeur immédiate et ne demandent aucun setup spécial, mais alourdissent le réseau. Les zk‑SNARKs offrent une confidentialité totale mais demandent davantage de calculs et, historiquement, un trusted setup.

Cas d’usage réels et retours de la communauté

Sur Reddit, 78 % des utilisateurs de Monero déclarent que les signatures en anneau rendent « impossible pour les exchanges de suivre mes transactions ». En revanche, 62 % des utilisateurs de Zcash se plaignent de la complexité de gérer les adresses blindées, souvent confondues avec les adresses transparentes.

Un exemple d’entreprise est le fintech européen qui utilise Panther Protocol une solution mixte qui combine zk‑SNARKs et révélations sélectives pour satisfaire les exigences réglementaires. En Q2 2023, elle a traité plus de 47 M$ de transactions DeFi tout en prouvant la conformité sans exposer les données sous‑jacentes.

Enjeux réglementaires et perspectives d’avenir

Les lois MiCA (UE, effectives depuis 2024) obligent les prestataires crypto à collecter les informations d’identité des utilisateurs. Cela pose un défi pour les monnaies privées, car les autorités demandent plus de transparence. Les zk‑SNARKs offrent une solution intéressante : les preuves sélectives permettent de démontrer la conformité sans divulguer les montants ou les adresses réelles.

Sur le plan technique, la prochaine étape est la résistance quantique. Monero travaille déjà sur des signatures en anneau résistantes aux ordinateurs quantiques, tandis que Zcash explore des zk‑SNARKs basés sur les réseaux de treillis. Les prototypes attendus pour 2024 pourraient déplacer la balance vers une nouvelle génération de privacypreserving coins.

Conseils pratiques pour développeurs et utilisateurs

• Développeurs : commencez avec les SDK de Circom et SnarkJS si vous ciblez zk‑SNARKs. Pour les signatures en anneau, la bibliothèque CryptoNote de Monero reste la référence.
• Utilisateurs : choisissez toujours des adresses blindées sur Zcash pour profiter de la confidentialité totale, et assurez‑vous d’activer le mode « RingCT » sur Monero (c’est le défaut depuis la mise à jour 2017).
• Audits de sécurité : surveillez les rapports de l’Open Privacy Research Society qui publie régulièrement des analyses de désanonymisation.

En suivant ces bonnes pratiques, vous réduisez les risques d’exposition et vous profitez pleinement des garanties offertes par chaque technologie.

Conclusion rapide

Les signatures en anneau et les zk‑SNARKs répondent à la même problématique : comment prouver la validité d’une transaction tout en préservant la confidentialité. L’une mise sur le regroupement de signatures, l’autre sur des preuves mathématiques. Le choix dépend de votre besoin : simplicité et anonymat d’expéditeur (Monero) ou confidentialité totale avec possibilité de conformité sélective (Zcash et solutions hybrides). Les deux chemins évoluent rapidement, surtout avec les avancées Halo 2 et les recherches quantiques, donc il faut rester à l’affût.