STARK

Définition et origine

STARK signifie Scalable Transparent ARgument of Knowledge. C'est une famille de preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP) introduite en 2018 par Eli Ben-Sasson et son équipe de StarkWare. La promesse : permettre à un prouveur de démontrer qu'il connaît une exécution correcte d'un calcul sans rien révéler d'autre, et sans aucun setup de confiance préalable.

Comment ça fonctionne

Un STARK repose sur trois briques : l'arithmétisation du calcul en polynômes, le protocole FRI (Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proof) pour prouver qu'un polynôme est de faible degré, et la transformation de Fiat-Shamir pour rendre la preuve non-interactive. La sécurité ne repose que sur la fonction de hachage (collision-resistance), ce qui en fait une primitive plug-and-play post-quantique.

Cas d'usage

| Domaine | Exemple | |---|---| | Rollups Ethereum | StarkNet, zkSync (anciennement) | | Coprocesseur Bitcoin | RISC Zero, Citrea, BitVM | | Identité | Polygon ID | | Recherche | Programs verifiables off-chain |

Sur Bitcoin, les STARKs sont au cœur des travaux pour vérifier des calculs lourds (typiquement des transitions de rollup) à l'intérieur de Tapscript, via des optimisations comme BitVM ou Citrea.

Limites

Une preuve STARK fait typiquement 50 à 200 Ko, contre 200 octets à 2 Ko pour un SNARK. Sa vérification est plus rapide mais sa taille la rend inadaptée à un stockage on-chain massif sur Bitcoin sans optimisation. La génération est aussi très coûteuse en CPU/RAM (plusieurs Go) ce qui limite la décentralisation des prouveurs.

À retenir

Le STARK est la primitive cryptographique la plus prometteuse pour étendre Bitcoin sans changer son consensus : il permet de vérifier en quelques millisecondes la validité d'un calcul arbitrairement complexe, ouvrant la voie aux rollups ZK et aux side-chains validity-rollup adossées à Bitcoin.