Análise da tecnologia zkTLS: uma nova solução para quebrar as ilhas de dados do Web3

Recentemente, ao pesquisar novas direções de projeto, encontrei uma nova pilha de tecnologia - zkTLS. Esta é uma tecnologia inovadora que combina provas de conhecimento zero (ZKP) e o protocolo de segurança de camada de transporte TLS( ), aplicada principalmente no ambiente de máquinas virtuais on-chain do Web3. Ela pode verificar a autenticidade dos dados HTTPS off-chain sem confiar em terceiros, incluindo a confiabilidade da fonte de dados, a integridade dos dados e a atualidade. Este avanço tecnológico permite que contratos inteligentes on-chain acessem de forma confiável recursos HTTPS Web2 off-chain, rompendo efetivamente as ilhas de dados.

Introdução ao protocolo TLS

Para compreender o valor do zkTLS, é primeiro necessário entender o protocolo TLS. O TLS é um protocolo utilizado na comunicação em rede que fornece criptografia, autenticação e integridade dos dados, garantindo a transmissão segura de dados entre o cliente e o servidor. O HTTPS é, na verdade, uma utilização do protocolo TLS sobre o HTTP, garantindo a privacidade e integridade da transmissão de informações, ao mesmo tempo que torna a autenticidade do servidor verificável.

O protocolo TLS resolve principalmente os seguintes problemas:

1. Comunicação criptografada: usar criptografia simétrica para proteger dados e prevenir escuta.
2. Autenticação de identidade: Verificação da identidade do servidor através de certificados digitais emitidos por terceiros, para prevenir ataques de intermediários.
3. Integridade dos dados: use HMAC ou AEAD para garantir que os dados não foram alterados.

O processo de comunicação TLS é dividido em duas fases: a fase de handshake e a fase de transferência de dados. A fase de handshake inclui etapas como o cliente enviando ClientHello, o servidor enviando ServerHello, e o cliente verificando o servidor, culminando na negociação de parâmetros de segurança e na estabelecimento de uma sessão criptografada. A fase de transferência de dados utiliza a chave de sessão para comunicação criptografada.

O desafio de acesso a dados no Web3

Embora o TLS seja amplamente utilizado no Web2, ele tem causado problemas no desenvolvimento de aplicações Web3. Quando contratos inteligentes na cadeia desejam acessar dados fora da cadeia, devido a questões de disponibilidade de dados, a máquina virtual na cadeia não abrirá a capacidade de chamada de dados externos, a fim de garantir a rastreabilidade dos dados e a segurança do mecanismo de consenso.

Para resolver esse problema, alguns projetos de oráculos surgiram, como Chainlink e Pyth. Eles atuam como uma ponte de retransmissão entre dados on-chain e off-chain, quebrando ilhas de dados. Esses oráculos geralmente utilizam um mecanismo de consenso PoS, tornando o custo de má conduta dos nós de retransmissão superior ao lucro, garantindo economicamente que não fornecerão informações incorretas na blockchain.

No entanto, existem dois problemas principais com o esquema de aquisição de dados baseado em oráculos:

1. Alto custo: A segurança do mecanismo de consenso PoS é baseada na quantidade de fundos apostados, resultando em altos custos de manutenção.
2. Baixa eficiência: O consenso PoS requer um certo tempo, causando atraso nos dados na cadeia, não sendo adequado para cenários de acesso frequente.

A solução inovadora zkTLS

A tecnologia zkTLS, ao introduzir o algoritmo de prova de conhecimento zero (ZKP), permite que os contratos inteligentes na blockchain verifiquem diretamente que os dados fornecidos pelos nós realmente vêm de um recurso HTTPS e não foram alterados, evitando os altos custos de uso dos oráculos tradicionais devido aos algoritmos de consenso.

Especificamente, o zkTLS protege através da criptografia, substituindo o alto custo de disponibilidade de dados trazido por oráculos tradicionais baseados em mecanismos de consenso. Introduz ZKP, calcula os dados obtidos dos nós de retransmissão off-chain que solicitam recursos HTTPS, informações de validação de certificados CA, provas de temporização e provas de integridade de dados, gerando Proof. Ao mesmo tempo, mantém as informações de validação e algoritmos necessários on-chain, permitindo que contratos inteligentes verifiquem a autenticidade, atualidade e confiabilidade da fonte de dados sem expor informações críticas.

Esta solução técnica reduziu significativamente o custo de alcançar a disponibilidade de recursos HTTPS do Web2, estimulando muitas novas demandas, como a redução do custo de obtenção de preços em cadeia para ativos de cauda longa, uso de sites de autoridade do Web2 para KYC em cadeia, otimização do design da arquitetura técnica para DID e jogos Web3, entre outros.

Impacto da Indústria e Perspectivas Futuras

A emergência do zkTLS teve um impacto nas empresas existentes de Web3, especialmente nos projetos de oráculos de destaque. Para enfrentar os desafios, gigantes da indústria como Chainlink e Pyth estão ativamente acompanhando pesquisas relacionadas, tentando manter a posição de liderança durante a iteração tecnológica. Ao mesmo tempo, isso também gerou novos modelos de negócios, como a transição de cobrança por tempo para cobrança por uso, Compute as a service, entre outros.

Claro que o desenvolvimento do zkTLS ainda enfrenta desafios, principalmente no que diz respeito a como reduzir os custos computacionais, tornando-o valioso comercialmente. Isso é semelhante aos problemas enfrentados pela maioria dos projetos de ZK.

De um modo geral, a tecnologia zkTLS traz novas possibilidades para o desenvolvimento de aplicações Web3. Ao projetar produtos, prestar atenção às dinâmicas de desenvolvimento do zkTLS e integrar adequadamente esta pilha tecnológica pode abrir novas direções em inovação de negócios e arquitetura técnica.