Análise da tecnologia zkTLS: uma nova solução Web3 que combina zk-SNARKs e TLS

Recentemente, ao pesquisar novas direções de projetos, entrei em contato com uma nova pilha de tecnologia - zkTLS. Esta é uma tecnologia inovadora que combina zk-SNARKs (ZKP) e o protocolo de segurança de transporte (TLS), aplicada principalmente no ambiente de máquinas virtuais on-chain no campo do Web3. Ela é capaz de verificar a autenticidade dos dados HTTPS off-chain sem a necessidade de confiar em terceiros, incluindo a confiabilidade da fonte de dados, a integridade dos dados e a atualidade. Através desse mecanismo de realização criptográfica, zkTLS fornece a capacidade de acessar de forma confiável os recursos HTTPS do Web2 off-chain para contratos inteligentes on-chain, efetivamente quebrando o problema das ilhas de dados.

Introdução ao protocolo TLS

Para entender profundamente o valor do zkTLS, precisamos primeiro compreender o protocolo TLS. O TLS(, protocolo de segurança da camada de transporte), é utilizado para fornecer criptografia, autenticação e integridade de dados na comunicação em rede, garantindo a transferência segura de dados entre o cliente(, como navegadores), e o servidor(, como sites). O protocolo HTTPS é, na verdade, implementado sobre o protocolo HTTP utilizando o protocolo TLS, garantindo a privacidade e a integridade da transmissão de informações, e tornando a autenticidade do lado do servidor verificável.

O protocolo TLS resolve principalmente os seguintes problemas:

1. Proteger dados com criptografia simétrica ( como AES, ChaCha20), para evitar que as informações sejam interceptadas.
2. Usar um certificado digital emitido por terceiros ( como o certificado X.509 ) para verificar a identidade do servidor, prevenindo ataques de homem no meio.
3. Utilizar HMAC( hash message authentication code) ou AEAD( authenticated encryption) para garantir a integridade dos dados e prevenir adulteração.

O processo de intercâmbio de dados do protocolo TLS é dividido em duas fases: a fase de handshake e a fase de transmissão de dados. Na fase de handshake, o cliente e o servidor negociam parâmetros de segurança e estabelecem uma sessão criptografada; na fase de transmissão de dados, a comunicação criptografada utiliza a chave de sessão.

Vantagens do zkTLS

Embora o protocolo TLS seja amplamente utilizado na rede Web2, ele apresenta desafios para o desenvolvimento de aplicações Web3. Os contratos inteligentes on-chain não conseguem acessar diretamente os dados off-chain, isso é para garantir a rastreabilidade dos dados e a segurança do mecanismo de consenso. Para resolver esse problema, alguns projetos de oráculos como Chainlink e Pyth surgiram, atuando como uma ponte de retransmissão entre dados on-chain e dados off-chain para romper as ilhas de dados.

No entanto, existem dois problemas principais na solução de obtenção de dados baseada em oráculos:

1. Custos elevados: Para garantir a veracidade dos dados, os projetos de oráculos geralmente adotam um mecanismo de consenso PoS, o que requer uma quantidade significativa de capital em staking, enquanto a interação de dados envolve uma grande quantidade de redundância, aumentando ainda mais os custos.
2. Baixa eficiência: O consenso PoS requer um certo tempo, resultando em uma grande latência entre os dados na cadeia e os dados reais fora da cadeia, não sendo adequado para cenários de acesso frequente.

A tecnologia zkTLS foi criada exatamente para resolver esses problemas. Ela introduz algoritmos zk-SNARKs, permitindo que contratos inteligentes na blockchain validem diretamente que os dados fornecidos por um determinado nó realmente vêm de um recurso HTTPS específico e não foram alterados, evitando assim os altos custos de uso dos oráculos tradicionais devido aos algoritmos de consenso.

Funcionamento do zkTLS

A ideia central do zkTLS é usar criptografia para proteger, em vez de depender do alto custo de usabilidade que os oráculos tradicionais baseados em mecanismos de consenso trazem para os dados. Em particular, ele introduz zk-SNARKs, calcula os dados obtidos através de solicitações de recursos HTTPS nos nós de retransmissão fora da cadeia, as informações de validação do certificado CA relevante, as provas de tempo e as provas de integridade dos dados, gerando uma prova. Ao mesmo tempo, mantém na cadeia as informações e algoritmos de validação necessários, permitindo que os contratos inteligentes verifiquem a autenticidade, a temporalidade e a confiabilidade da fonte dos dados sem expor informações críticas.

Perspectivas de Aplicação do zkTLS

A tecnologia zkTLS reduziu drasticamente o custo de viabilização de recursos HTTPS do Web2, o que possibilita muitas novas demandas:

1. Reduzir o custo de aquisição de preço em cadeia para ativos de cauda longa
2. Utilizar sites de autoridade do mundo Web2 para realizar KYC em cadeia, otimizar o plano DID
3. Melhorar o design da arquitetura técnica dos jogos Web3

No entanto, o zkTLS também trouxe desafios para as empresas Web3 existentes, especialmente para os principais projetos de oráculos. Para lidar com essa mudança, gigantes da indústria como Chainlink e Pyth estão ativamente pesquisando direções relacionadas, tentando manter uma posição de liderança durante a iteração tecnológica, ao mesmo tempo que exploram novos modelos de negócios, como a transição de cobrança por tempo para cobrança por uso, oferecendo Compute as a service, entre outros.

Atualmente, os principais desafios que o zkTLS enfrenta são semelhantes aos da maioria dos projetos de ZK, ou seja, como reduzir os custos de computação para alcançar valor comercial. Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia, espera-se que o zkTLS desempenhe um papel cada vez mais importante no campo do Web3, oferecendo aos desenvolvedores mais possibilidades de inovação.