Анализ технологии zkTLS: новая Web3-решение, сочетающее zk-SNARKs и TLS

Недавно, исследуя новые направления проектов, я столкнулся с новым технологическим стеком - zkTLS. Это инновационная технология, которая сочетает в себе零知识证明(ZKP) и транспортный уровень безопасности(TLS), в основном применяемая в области Web3 для среды виртуальных машин на блокчейне. Она позволяет проверять подлинность данных HTTPS вне цепи без необходимости доверять третьим лицам, включая надежность источника данных, целостность данных и их актуальность. Благодаря этой криптографической механике реализации, zkTLS предоставляет возможность надежного доступа к ресурсам Web2 HTTPS вне цепи для смарт-контрактов на блокчейне, эффективно преодолевая проблему изолированных данных.

Введение в протокол TLS

Чтобы глубже понять ценность zkTLS, нам сначала нужно разобраться в протоколе TLS. TLS( протокол транспортной безопасности) используется для обеспечения шифрования, аутентификации и целостности данных в сетевой связи, гарантируя безопасную передачу данных между клиентом(, таким как браузер), и сервером(, таким как веб-сайт). Протокол HTTPS фактически реализован на основе протокола HTTP с использованием протокола TLS, он гарантирует конфиденциальность и целостность передачи информации, а также делает подлинность со стороны сервера проверяемой.

Протокол TLS решает следующие проблемы:

1. Защита данных с помощью симметричного шифрования (, такого как AES, ChaCha20), для предотвращения перехвата информации.
2. Используйте цифровую подпись, выданную третьей стороной, (, такую как сертификат X.509, ) для проверки подлинности сервера и предотвращения атак типа "человек посередине".
3. Используйте HMAC( хэш-код для сообщения аутентификации) или AEAD( аутентифицированное шифрование) для обеспечения целостности данных и предотвращения их подделки.

Процесс обмена данными по протоколу TLS делится на этап рукопожатия и этап передачи данных. На этапе рукопожатия клиент и сервер согласовывают параметры безопасности и устанавливают зашифрованную сессию, а на этапе передачи данных используется сеансовый ключ для зашифрованной связи.

Преимущества zkTLS

Хотя протокол TLS широко используется в сетях Web2, он создает проблемы для разработки приложений Web3. Смарт-контракты на блокчейне не могут напрямую получать доступ к данным вне сети, что необходимо для обеспечения отслеживаемости данных и безопасности механизма консенсуса. Для решения этой проблемы появились некоторые проекты оракулов, такие как Chainlink и Pyth, которые выступают в роли промежуточного моста между данными на блокчейне и данными вне сети, чтобы разрушить изоляцию данных.

Однако у решения по получению данных на основе оракулов есть две основные проблемы:

1. Высокие расходы: Для обеспечения достоверности данных проекты оракулов обычно используют механизм консенсуса PoS, что требует значительных средств на стейкинг, в то время как в процессе обмена данными существует много избыточности, что дополнительно увеличивает расходы.
2. Низкая эффективность: консенсус PoS требует определенного времени, что приводит к значительной задержке между данными на цепи и реальными данными вне цепи, что делает его неподходящим для сценариев с высокой частотой доступа.

Технология zkTLS была разработана для решения этих проблем. Она вводит алгоритмы zk-SNARKs, позволяя смарт-контрактам на блокчейне напрямую проверять, что данные, предоставленные определенным узлом, действительно происходят из конкретного HTTPS-ресурса и не были изменены, тем самым избегая высоких затрат на использование традиционных ораклов из-за алгоритмов консенсуса.

Принцип работы zkTLS

Основная идея zkTLS заключается в использовании криптографии для защиты вместо традиционных оракулов, основанных на механизме консенсуса, что приводит к высоким затратам на обеспечение доступности данных. В частности, он вводит zk-SNARKs для вычисления данных, полученных с запросов к ресурсам HTTPS от узлов ретрансляции вне цепи, связанных с проверкой CA-сертификатов, временными доказательствами и доказательствами целостности данных, генерируя Proof. В то же время, на цепи поддерживаются необходимые данные для проверки и алгоритмы проверки, позволяя смарт-контрактам проверять подлинность, своевременность и надежность источника данных без раскрытия ключевой информации.

Перспективы применения zkTLS

Технология zkTLS значительно снизила стоимость достижения доступности ресурсов Web2 HTTPS, что открывает возможности для многих новых требований:

1. Снизить стоимость получения цен на длиннохвостые активы в цепочке.
2. Используйте авторитетные веб-сайты Web2 для проведения KYC на блокчейне и оптимизации решений DID.
3. Улучшение проектирования технической архитектуры Web3 игр

Однако zkTLS также ставит перед существующими Web3 компаниями, особенно крупными проектами оракулов, новые вызовы. Чтобы справиться с этими изменениями, такие гиганты отрасли, как Chainlink и Pyth, активно исследуют соответствующие направления, пытаясь сохранить лидерство в условиях технологической итерации, а также исследуют новые бизнес-модели, такие как переход от почасовой оплаты к оплате по объему, предоставление Compute as a service и т.д.

В настоящее время основная проблема, с которой сталкивается zkTLS, аналогична большинству проектов ZK, а именно, как снизить вычислительные затраты для достижения коммерческой ценности. С развитием технологий ожидается, что zkTLS будет играть все более важную роль в области Web3, предоставляя разработчикам更多 возможностей для инноваций.