Исследование технологии zkTLS: мост между Web3 и Web2

При поиске нового направления проектов я столкнулся с технологическим стеком, с которым раньше не имел дела — zkTLS. После исследования я整理овал свои выводы и делюсь ими с вами.

zkTLS — это новая технология, сочетающая в себе доказательства нулевого знания (ZKP) и протокол безопасности транспорта (TLS). В области Web3 она в основном используется в среде виртуальных машин на блокчейне, позволяя проверять подлинность данных HTTPS вне цепочки без необходимости доверять третьим сторонам. Подлинность здесь включает три аспекта: источник данных действительно происходит из какого-либо HTTPS-ресурса, возвращенные данные не были искажены, и актуальность данных гарантирована. Благодаря этой криптографической механике реализации смарт-контракты на блокчейне получили возможность надежного доступа к ресурсам Web2 HTTPS вне цепочки, разрушая изоляцию данных.

Обзор протокола TLS

TLS (Transport Layer Security) используется для обеспечения шифрования, аутентификации и целостности данных в сетевой связи, гарантируя безопасную передачу данных между клиентом и сервером. Протокол HTTPS основан на протоколе HTTP и использует протокол TLS для обеспечения конфиденциальности и целостности передачи информации, а также позволяет проверить подлинность сервера.

Протокол TLS решает следующие проблемы:

1. Защищенная связь: использование симметричного шифрования для защиты данных и предотвращения прослушивания.
2. Идентификация: проверка подлинности сервера с помощью цифрового сертификата, выданного третьей стороной, для предотвращения атак посредников.
3. Целостность данных: используйте HMAC или AEAD для обеспечения того, чтобы данные не были изменены.

Процесс обмена данными по протоколу HTTPS делится на этапы рукопожатия и передачи данных. Этап рукопожатия включает три шага: клиент отправляет ClientHello, сервер отправляет ServerHello, клиент проверяет сервер. Затем начинается этап шифрованной связи, где используется согласованный сеансовый ключ для шифрованной связи.

Проблемы доступа к данным в Web3

В разработке приложений Web3 доступ смарт-контрактов на блокчейне к данным вне блокчейна сталкивается с трудностями. Для решения этой проблемы появились некоторые проекты оракулов, такие как Chainlink и Pyth. Они выступают в качестве промежуточного моста между данными на блокчейне и данными вне его, чтобы преодолеть явление изолированных данных. Однако у этой схемы получения данных на основе оракулов есть две основные проблемы:

1. Слишком высокая стоимость: поддержание безопасности механизма консенсуса PoS требует значительных средств, а взаимодействие с данными содержит избыточность.
2. Слишком низкая эффективность: механизм консенсуса PoS требует времени, что приводит к значительной задержке между данными на цепочке и реальными данными вне цепочки.

Решение zkTLS

Технология zkTLS появилась в ответ на эти проблемы. Она вводит алгоритм доказательства с нулевым знанием ZKP, позволяя смарт-контрактам в блокчейне напрямую проверять, действительно ли данные, предоставленные узлом, исходят из определенного HTTPS-ресурса и не были изменены, тем самым избегая высоких затрат на использование традиционных оракулов из-за алгоритмов консенсуса.

zkTLS использует криптографическую защиту, заменяя традиционные оракулы, основанные на механизме согласия, с высокими затратами на обеспечение доступности данных. Конкретно, он вводит ZKP для вычисления Proof на основе данных, полученных от запросов HTTPS ресурсов через оффлайн релейные узлы, информации о проверке соответствующих CA-сертификатов, временных доказательствах и доказательствах целостности данных. В то же время он поддерживает необходимую информацию для проверки и алгоритмы проверки в цепочке, позволяя смарт-контрактам проверять подлинность, актуальность данных и надежность источника данных без раскрытия ключевой информации.

Перспективы применения zkTLS

Главное преимущество технологии zkTLS заключается в снижении затрат на достижение доступности ресурсов Web2 HTTPS, что стимулировало множество новых потребностей:

1. Снижение стоимости получения цен на долгосрочные активы в цепочке.
2. Используйте авторитетные сайты из мира Web2 для проведения KYC на блокчейне, оптимизируйте DID
3. Улучшение проектирования технической архитектуры Web3 игр

Однако zkTLS также создает вызовы для существующих Web3 компаний, особенно для текущих популярных проектов оракулов. В ответ на этот удар некоторые крупные игроки отрасли активно занимаются исследованиями в соответствующих направлениях, пытаясь сохранить лидерство в процессе технологической итерации, а также исследовать новые бизнес-модели, такие как переход от оплаты по времени к оплате по объему, Compute as a service и т.д.

Основная проблема, с которой в настоящее время сталкивается zkTLS, схожа с большинством проектов ZK, а именно: как снизить вычислительные затраты, чтобы сделать его коммерчески ценным.

При проектировании продуктов внимание к развитию zkTLS и соответствующая интеграция этого технологического стека могут привести к новым прорывам в области бизнес-创新 и технологической архитектуры.