تحليل تقنية zkTLS: حل Web3 الجديد الذي يجمع بين zk-SNARKs وTLS

مؤخراً، أثناء بحثي في اتجاهات المشاريع الجديدة، تعرضت لتقنية جديدة - zkTLS. هذه تقنية مبتكرة تجمع بين zk-SNARKs(ZKP) وبروتوكول أمان النقل(TLS)، وتستخدم بشكل رئيسي في بيئة الآلات الافتراضية على السلسلة في مجال Web3. إنها قادرة على التحقق من صحة بيانات HTTPS خارج السلسلة دون الحاجة إلى الثقة في طرف ثالث، بما في ذلك موثوقية مصدر البيانات، سلامة البيانات، وفعاليتها الزمنية. من خلال هذه الآلية القائمة على التشفير، يوفر zkTLS قدرة موثوقة على الوصول إلى موارد HTTPS من Web2 خارج السلسلة لعقود ذكية على السلسلة، مما يكسر بشكل فعال مشكلة جزر البيانات.

مقدمة عن بروتوكول TLS

لفهم قيمة zkTLS بعمق، نحتاج أولاً إلى فهم بروتوكول TLS. تُستخدم بروتوكولات أمان طبقة النقل TLS( لتوفير التشفير والمصادقة وسلامة البيانات في الاتصالات الشبكية، مما يضمن نقل البيانات بشكل آمن بين العملاء) مثل المتصفحات( والخوادم) مثل المواقع(. بروتوكول HTTPS هو في الواقع تطبيق لبروتوكول HTTP يعتمد على بروتوكول TLS، حيث يضمن خصوصية وسلامة نقل المعلومات، ويجعل مصداقية الطرف الخادم قابلة للتحقق.

بروتوكول TLS يحل بشكل رئيسي المشاكل التالية:

1. حماية البيانات من خلال التشفير المتماثل ) مثل AES و ChaCha20(، لمنع التجسس على المعلومات.
2. استخدم شهادة رقمية صادرة من طرف ثالث ) مثل شهادة X.509 ( للتحقق من هوية الخادم، لمنع هجمات الرجل في المنتصف.
3. استخدام HMAC) هاش رمز المصادقة على الرسائل( أو تشفير الاعتماد AEAD) لضمان سلامة البيانات ومنع التلاعب.

تتكون عملية تبادل البيانات في بروتوكول TLS من مرحلتين: مرحلة المصافحة ومرحلة نقل البيانات. في مرحلة المصافحة، يتفاوض العميل مع الخادم على المعايير الأمنية ويؤسس جلسة تشفير، بينما تستخدم مرحلة نقل البيانات مفتاح الجلسة لإجراء اتصالات مشفرة.

مزايا zkTLS

على الرغم من أن بروتوكول TLS يُستخدم على نطاق واسع في شبكة Web2، إلا أنه يطرح تحديات لتطوير تطبيقات Web3. لا يمكن للعقود الذكية على السلسلة الوصول مباشرةً إلى البيانات خارج السلسلة، وذلك لضمان قابلية تتبع البيانات وأمان آلية التوافق. لمواجهة هذه المشكلة، ظهرت بعض مشاريع الأوراكيل مثل Chainlink وPyth، حيث تعمل كجسر للتواصل بين البيانات على السلسلة والبيانات خارج السلسلة لكسر جزر البيانات.

ومع ذلك، هناك مشكلتان رئيسيتان في نظام الحصول على البيانات القائم على الأوراكيل:

1. التكلفة المرتفعة: لضمان真实性 البيانات، عادة ما تعتمد مشاريع الأوراكل على آلية consenso PoS، مما يتطلب كميات كبيرة من الأموال المرهونة، وفي نفس الوقت يوجد الكثير من الفائض في تبادل البيانات، مما يزيد التكلفة بشكل أكبر.
2. الكفاءة المنخفضة: يتطلب توافق PoS بعض الوقت، مما يؤدي إلى وجود تأخير كبير بين بيانات السلسلة وبيانات السلسلة الحقيقية، مما يجعله غير مناسب لسيناريوهات الوصول عالي التردد.

تكنولوجيا zkTLS وُلدت لحل هذه المشكلات. من خلال إدخال خوارزمية zk-SNARKs، تتيح للعقود الذكية على السلسلة التحقق مباشرة من أن البيانات المقدمة من عقد معين تأتي بالفعل من مورد HTTPS محدد ولم تتعرض للتلاعب، مما يتجنب التكاليف العالية لاستخدام الأوركل التقليدي الناتجة عن خوارزمية الإجماع.

طريقة عمل zkTLS

الفكرة الأساسية لـ zkTLS هي استخدام التشفير لحماية البيانات بدلاً من التكاليف العالية التي تجلبها آلية الإجماع التقليدية في توفير البيانات. على وجه التحديد، فإنه يقدم zk-SNARKs، لحساب البيانات التي تم الحصول عليها من طلبات موارد HTTPS من عقد الوسيط خارج السلسلة، ومعلومات التحقق من الشهادات ذات الصلة، وإثباتات التوقيت، وإثباتات سلامة البيانات، وإنتاج Proof. في الوقت نفسه، يتم الحفاظ على المعلومات الضرورية للتحقق وخوارزميات التحقق على السلسلة، مما يمكّن العقود الذكية من التحقق من صحة البيانات، ووقتها، وموثوقية مصدر البيانات دون كشف المعلومات الحساسة.

آفاق تطبيق zkTLS

تكنولوجيا zkTLS تقلل بشكل كبير من تكلفة تحقيق قابلية استخدام موارد HTTPS في Web2، مما يوفر إمكانيات للعديد من الطلبات الجديدة:

1. خفض تكلفة الحصول على أسعار الأصول طويلة الذيل على السلسلة
2. استخدام المواقع الموثوقة في عالم Web2 لإجراء KYC على السلسلة، وتحسين خطة DID
3. تحسين تصميم الهيكل الفني لألعاب Web3

ومع ذلك، فإن zkTLS قد جلبت أيضًا تحديات للشركات الحالية في Web3، وخاصة مشاريع الأوركل الرئيسية. لمواجهة هذا التغيير، فإن عمالقة الصناعة مثل Chainlink و Pyth يجرون أبحاثًا نشطة في الاتجاهات ذات الصلة، في محاولة للحفاظ على هيمنتهم خلال التكرارات التكنولوجية، بينما يستكشفون نماذج أعمال جديدة، مثل الانتقال من الرسوم الزمنية إلى الرسوم بناءً على الاستخدام، وتقديم خدمات الحوسبة كخدمة.

في الوقت الحالي، تواجه zkTLS التحديات الرئيسية المماثلة لمعظم مشاريع ZK، وهي كيفية تقليل تكاليف الحساب لتحقيق القيمة التجارية. مع استمرار تطور التكنولوجيا، من المتوقع أن تلعب zkTLS دورًا متزايد الأهمية في مجال Web3، مما يوفر للمطورين المزيد من الإمكانيات الابتكارية.