Глибокий аналіз технології zkTLS та перспективи її застосування

Нещодавно я досліджував нові напрямки проектів. Під час процесу розробки продукту я познайомився з абсолютно новим технологічним стеком - zkTLS. Після глибокого вивчення я систематизував свої знання, сподіваючись поділитися ними з усіма.

zkTLS є інноваційною технологією, що поєднує в собі нульове знання (ZKP) та TLS (протокол безпеки передачі). У сфері Web3 вона в основному використовується в середовищі віртуальних машин на блокчейні, не потребуючи залучення третіх сторін для перевірки справжності даних HTTPS поза блокчейном. Справжність тут охоплює три аспекти: джерело даних дійсно походить з певного HTTPS-ресурсу, повернені дані не були підроблені, а також гарантується своєчасність даних. Завдяки цій криптографічній механізму реалізації, смарт-контракти на блокчейні отримують можливість надійного доступу до ресурсів Web2 HTTPS поза блокчейном, тим самим розриваючи ізоляцію даних.

Огляд протоколу TLS

Щоб глибше зрозуміти цінність технології zkTLS, необхідно зробити короткий огляд протоколу TLS. TLS (протокол безпеки транспортного рівня) використовується для забезпечення шифрування, автентифікації та цілісності даних у мережевій комунікації, гарантує безпечну передачу даних між клієнтом (таким як браузер) та сервером (таким як веб-сайт).

Протокол HTTPS насправді забезпечує конфіденційність та цілісність передачі інформації, використовуючи протокол TLS на основі протоколу HTTP, а також дозволяє перевірити автентичність сервера. Протокол HTTP як мережевий протокол з відкритим текстом не може перевірити автентичність сервера, що призводить до кількох проблем безпеки:

1. Інформація може бути перехоплена третіми особами, що призводить до витоку конфіденційності.
2. Невозможно перевірити достовірність сервера, запит може бути перехоплений зловмисними вузлами і повернутий зловмисною інформацією.
3. Невозможно перевірити цілісність поверненої інформації, що може бути викликано втратою даних через мережеві причини.

Протокол TLS був розроблений для вирішення цих проблем. Він вирішує зазначені проблеми наступними способами:

1. Шифроване спілкування: використання симетричного шифрування (наприклад, AES, ChaCha20) для захисту даних і запобігання прослуховуванню.
2. Ідентифікація: перевірка ідентичності сервера за допомогою цифрового сертифіката, виданого третьою стороною для певної установи (наприклад, сертифікат X.509), щоб запобігти атакам людини посередині.
3. Цілісність даних: використання HMAC (код аутентифікації хешу повідомлення) або AEAD (аутентифіковане шифрування) для забезпечення незмінності даних.

HTTPS на базі протоколу TLS під час обміну даними ділиться на два етапи: етап рукостискання та етап передачі даних. Конкретний процес включає чотири кроки:

1. Клієнт відправляє ClientHello
2. Сервер надсилає ServerHello
3. Верифікація сервера клієнтом
4. Розпочати шифровану комунікацію

Ця широко використовувана в мережі Web2 базова технологія ставить перед розробкою застосунків Web3 виклики. Особливо коли смарт-контракти на ланцюгу потребують доступу до даних поза ланцюгом, через проблеми з доступністю даних, віртуальна машина на ланцюгу не відкриває можливість виклику зовнішніх даних, щоб забезпечити зворотність усіх даних, а отже, гарантувати безпеку механізму консенсусу.

Переваги zkTLS

Традиційні Oracle проекти, такі як Chainlink та Pyth, вирішують проблему ізоляції даних, виступаючи в ролі містка між даними на ланцюгу та поза ним. Однак у цього рішення є дві основні проблеми:

1. Високі витрати: Безпека механізму консенсусу PoS базується на обсязі заставлених коштів, що збільшує витрати на обслуговування. Надмірність обміну даними також підвищує витрати на використання.
2. Низька ефективність: Консенсус механізму PoS потребує часу, що призводить до затримки даних на ланцюзі, що є невигідним для сценаріїв з високою частотою доступу.

Технологія zkTLS вирішує ці проблеми, вводячи алгоритм ZKP (нульове знання). Вона дозволяє смарт-контрактам на ланцюгу безпосередньо перевіряти, чи дані, надані вузлом, походять з конкретних HTTPS-ресурсів і чи не були підроблені, уникаючи високих витрат на використання традиційного Oracle через алгоритм консенсусу.

Основна перевага zkTLS полягає в зниженні вартості доступності ресурсів Web2 HTTPS. Це стимулювало нові запити, зокрема в зниженні цін на довгі активи на ланцюгу, використанні авторитетних веб-сайтів Web2 для проведення KYC на ланцюзі, а також оптимізації технічної архітектури DID та Web3 ігор.

Перспективи майбутнього

Розвиток технології zkTLS справляє вплив на існуючі підприємства Web3, особливо на основні проекти оракулів. Щоб впоратися з цими змінами, такі гіганти галузі, як Chainlink, Pyth, активно досліджують відповідні напрямки, намагаючись зберегти домінуючу позицію під час технологічної ітерації. Одночасно це також призведе до появи нових бізнес-моделей, таких як перехід від оплати за часом до оплати за використанням, Compute as a service тощо.

Однак, як і більшість ZK-проектів, основним викликом для zkTLS є те, як знизити витрати на обчислення, щоб надати йому комерційну цінність.

Отже, під час розробки продуктів важливо слідкувати за динамікою розвитку zkTLS та відповідно інтегрувати цей технологічний стек, що може відкрити нові напрямки в бізнес-інноваціях та технічній архітектурі.