zkTLS технологія: нове рішення для подолання ізоляції даних у Web3

Нещодавно, досліджуючи нові напрямки проектів, я натрапив на новий технологічний стек — zkTLS. Це інноваційна технологія, яка поєднує в собі доказ нульового знання (ZKP) та протокол безпеки транспортного рівня (TLS), в основному використовується в сфері Web3 в умовах віртуальної машини на блокчейні. Вона може перевіряти достовірність даних HTTPS поза блокчейном без необхідності довіряти третім особам, включаючи надійність джерела даних, цілісність даних та їх актуальність. Завдяки цьому механізму криптографічної реалізації, zkTLS надає смарт-контрактам на блокчейні можливість надійно отримувати доступ до ресурсів Web2 HTTPS поза блокчейном, ефективно ламаючи ізоляцію даних.

Вступ до протоколу TLS

Щоб глибше зрозуміти цінність zkTLS, спочатку потрібно ознайомитися з протоколом TLS. TLS (протокол безпеки транспортного рівня) використовується для забезпечення шифрування, аутентифікації та цілісності даних під час мережевої комунікації, забезпечуючи безпечну передачу даних між клієнтом і сервером. HTTPS насправді є безпечною комунікацією, реалізованою на основі протоколу HTTP за допомогою протоколу TLS.

Протокол TLS вирішує такі проблеми:

1. Криптографічний зв'язок: використання симетричного шифрування для захисту даних від прослуховування.
2. Ідентифікація: перевірка ідентичності сервера за допомогою цифрового сертифіката, виданого третьою стороною, для запобігання атакам посередника.
3. Цілісність даних: використання HMAC або AEAD для забезпечення того, що дані не були змінені.

Процес комунікації протоколу TLS поділяється на етапи рукостискання та передачі даних. Етап рукостискання включає три кроки: клієнт надсилає ClientHello, сервер надсилає ServerHello, клієнт перевіряє сервер, після чого переходить до етапу зашифрованої комунікації.

Вибір даних у Web3

Хоча протокол TLS широко використовується в мережі Web2, він ставить перед розробкою додатків Web3 певні виклики. Коли смарт-контракти на ланцюгу отримують доступ до даних поза ланцюгом, внаслідок проблеми доступності даних віртуальна машина на ланцюгу не відкриває можливості для зовнішніх викликів даних, щоб забезпечити відстежуваність даних і безпеку механізму консенсусу.

Щоб вирішити цю проблему, з'явилися проекти оркулів (Oracle). Вони виступають у ролі релейного мосту між даними на блокчейні та поза ним, забезпечуючи доступність даних через механізм консенсусу PoS. Проте, цей підхід має дві основні проблеми:

1. Високі витрати: підтримка механізму консенсусу PoS вимагає великої кількості заставлених коштів, а також існує надмірність у взаємодії даних.
2. Низька ефективність: консенсус PoS потребує часу, що призводить до затримки даних в ланцюзі.

Інноваційне рішення zkTLS

Технологія zkTLS, впроваджуючи алгоритм нульового знання, дозволяє смарт-контрактам на блокчейні безпосередньо перевіряти, чи дані, надані вузлом, походять з певного HTTPS-ресурсу і не були змінені. Це уникає високих витрат на використання традиційних оракулів через алгоритми узгодження.

Основна ідея zkTLS полягає в використанні криптографії для захисту даних, замість традиційних механізмів забезпечення доступності даних на основі консенсусу Oracle. Конкретно, це реалізується через такі етапи:

1. Обробка даних, отриманих за запитом HTTPS ресурсів до позашлейфових релейних вузлів.
2. Генерація Proof, що містить інформацію про верифікацію CA-сертифікатів, доказ часових міток та доказ цілісності даних.
3. Підтримувати необхідну інформацію про верифікацію та алгоритми в мережі.

Це дозволяє смарт-контрактам перевіряти достовірність, ефективність і надійність джерела даних без розкриття ключової інформації.

Потенційні застосування zkTLS

Технологія zkTLS відкриває нові можливості для сфери Web3:

1. Зменшити вартість отримання цін на довгі хвости активів на ланцюгу.
2. Використання авторитетних веб-сайтів Web2 для проведення KYC в блокчейні, оптимізація системи DID.
3. Покращення технологічної архітектури дизайну Web3 ігор.

Проте, zkTLS також ставить перед існуючими підприємствами Web3, зокрема, перед основними проектами оракулів, нові виклики. Щоб впоратися з цими змінами, деякі галузеві гіганти активно досліджують відповідні технології та вивчають нові бізнес-моделі, такі як плата за використання та Compute as a service.

Висновок

Технологія zkTLS пропонує нові ідеї для подолання інформаційних ізоляцій у Web3. У процесі проектування продуктів важливо звертати увагу на розвиток zkTLS та своєчасно інтегрувати цей технологічний стек, що може призвести до нових проривів в інноваціях бізнесу та технологічній архітектурі. Однак, як і більшість проектів ZK, основним викликом для zkTLS залишається зниження витрат на обчислення, щоб забезпечити більш широкий комерційний застосунок.