Khám Phá Công Nghệ zkTLS: Cầu Nối Giữa Web3 và Web2

Khi tìm kiếm hướng đi cho dự án mới, tôi đã gặp phải một công nghệ mà trước đây tôi chưa từng tiếp xúc - zkTLS. Sau khi nghiên cứu, tôi đã tổng hợp những hiểu biết của mình như sau để chia sẻ với mọi người.

zkTLS là công nghệ mới kết hợp giữa chứng minh không biết (ZKP) và giao thức bảo mật tầng truyền tải (TLS). Trong lĩnh vực Web3, nó chủ yếu được sử dụng trong môi trường máy ảo trên chuỗi, cho phép xác minh tính xác thực của dữ liệu HTTPS ngoài chuỗi mà không cần tin tưởng vào bên thứ ba. Tính xác thực ở đây bao gồm ba khía cạnh: nguồn dữ liệu thực sự đến từ một tài nguyên HTTPS nào đó, dữ liệu trả về không bị sửa đổi, và tính kịp thời của dữ liệu được đảm bảo. Thông qua cơ chế thực hiện mật mã này, hợp đồng thông minh trên chuỗi có khả năng truy cập đáng tin cậy vào tài nguyên HTTPS Web2 ngoài chuỗi, phá vỡ các hòn đảo dữ liệu.

Tóm tắt giao thức TLS

TLS (Giao thức bảo mật truyền tải) được sử dụng để cung cấp mã hóa, xác thực và toàn vẹn dữ liệu trong giao tiếp mạng, đảm bảo việc truyền tải dữ liệu an toàn giữa khách hàng và máy chủ. Giao thức HTTPS là giao thức HTTP được xây dựng trên nền tảng của giao thức TLS, đảm bảo tính riêng tư và toàn vẹn của thông tin truyền tải, đồng thời làm cho tính xác thực của máy chủ có thể được xác minh.

Giao thức TLS giải quyết các vấn đề sau:

1. Giao tiếp mã hóa: Sử dụng mã hóa đối xứng để bảo vệ dữ liệu, ngăn chặn việc nghe lén.
2. Xác thực danh tính: Xác minh danh tính máy chủ thông qua chứng chỉ số được cấp bởi bên thứ ba, ngăn chặn các cuộc tấn công trung gian.
3. Tính toàn vẹn dữ liệu: Sử dụng HMAC hoặc AEAD để đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi.

Quá trình trao đổi dữ liệu của giao thức HTTPS được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn bắt tay và giai đoạn truyền dữ liệu. Giai đoạn bắt tay bao gồm ba bước: khách hàng gửi ClientHello, máy chủ gửi ServerHello, và khách hàng xác thực máy chủ. Sau đó, vào giai đoạn truyền thông mã hóa, sử dụng khóa phiên đã được thỏa thuận để tiến hành truyền thông mã hóa.

Những khó khăn trong việc truy cập dữ liệu trong Web3

Trong phát triển ứng dụng Web3, việc truy cập dữ liệu ngoài chuỗi từ hợp đồng thông minh trên chuỗi gặp khó khăn. Để giải quyết vấn đề này, một số dự án oracle đã ra đời, chẳng hạn như Chainlink và Pyth. Chúng hoạt động như cầu nối giữa dữ liệu trên chuỗi và dữ liệu ngoài chuỗi, nhằm phá vỡ hiện tượng cô lập dữ liệu. Tuy nhiên, giải pháp thu thập dữ liệu dựa trên oracle này gặp phải hai vấn đề chính:

1. Chi phí quá cao: Việc duy trì tính an toàn của cơ chế đồng thuận PoS cần một lượng lớn vốn staked, và việc trao đổi dữ liệu có sự dư thừa.
2. Hiệu suất quá thấp: Cơ chế đồng thuận PoS cần thời gian, dẫn đến sự chậm trễ lớn giữa dữ liệu trên chuỗi và dữ liệu thực tế bên ngoài chuỗi.

Giải pháp zkTLS

Công nghệ zkTLS được ra đời nhằm giải quyết các vấn đề nêu trên. Nó thông qua việc giới thiệu thuật toán ZKP (bằng chứng không kiến thức) cho phép hợp đồng thông minh trên chuỗi đóng vai trò là bên thứ ba xác minh trực tiếp dữ liệu mà một nút cung cấp thực sự đến từ một tài nguyên HTTPS nào đó và không bị sửa đổi, tránh được chi phí sử dụng cao do thuật toán đồng thuận gây ra từ các oracle truyền thống.

zkTLS sử dụng bảo mật mật mã, thay thế chi phí cao của cơ chế đồng thuận dựa trên oracle truyền thống để mang lại tính khả dụng cho dữ liệu. Cụ thể, nó thông qua việc giới thiệu ZKP, thực hiện tính toán để tạo ra Proof từ dữ liệu yêu cầu tài nguyên HTTPS, thông tin xác thực CA liên quan, chứng minh thời gian và chứng minh tính toàn vẹn của dữ liệu từ các nút trung gian ngoài chuỗi. Đồng thời, duy trì thông tin xác thực cần thiết và thuật toán xác thực trên chuỗi, cho phép hợp đồng thông minh xác minh tính xác thực, tính kịp thời và độ tin cậy của nguồn dữ liệu mà không tiết lộ thông tin quan trọng.

Triển vọng ứng dụng của zkTLS

Lợi ích lớn nhất của công nghệ zkTLS là giảm chi phí đạt được khả năng sử dụng của tài nguyên Web2 HTTPS, điều này đã kích thích nhiều nhu cầu mới:

1. Giảm chi phí thu thập giá trên chuỗi cho tài sản dài đuôi
2. Sử dụng các trang web uy tín trong thế giới Web2 để thực hiện KYC trên chuỗi, tối ưu hóa DID
3. Cải thiện thiết kế kiến trúc kỹ thuật của trò chơi Web3

Tuy nhiên, zkTLS cũng mang đến thách thức cho các doanh nghiệp Web3 hiện tại, đặc biệt là đối với các dự án oracle hiện tại. Để đối phó với cú sốc này, một số ông lớn trong ngành đang tích cực theo đuổi nghiên cứu theo hướng liên quan, cố gắng duy trì vị thế dẫn đầu trong quá trình lặp công nghệ, đồng thời khám phá các mô hình kinh doanh mới, chẳng hạn như chuyển từ tính phí theo thời gian sang tính phí theo mức sử dụng, Compute as a service, v.v.

Những khó khăn chính mà zkTLS hiện đang đối mặt tương tự như hầu hết các dự án ZK, đó là làm thế nào để giảm chi phí tính toán, khiến nó có giá trị thương mại.

Trong thiết kế sản phẩm, việc chú ý đến sự phát triển của zkTLS và tích hợp hợp lý công nghệ này có thể giúp tìm ra những điểm đột phá mới trong đổi mới kinh doanh và kiến trúc công nghệ.