Phân tích công nghệ zkTLS: Giải pháp mới để phá vỡ các đảo dữ liệu Web3

Gần đây, trong quá trình thiết kế sản phẩm, tôi đã tiếp xúc với một công nghệ mới - zkTLS. Sau khi nghiên cứu, tôi đã tổng hợp và chia sẻ những kinh nghiệm học được.

zkTLS là một công nghệ mới kết hợp giữa chứng minh không kiến thức (ZKP) và TLS (Giao thức bảo mật truyền tải). Trong lĩnh vực Web3, nó chủ yếu được sử dụng trong môi trường máy ảo trên chuỗi, cho phép xác minh tính xác thực của dữ liệu HTTPS ngoài chuỗi mà không cần tin tưởng bên thứ ba. Tính xác thực ở đây bao gồm ba khía cạnh: nguồn dữ liệu thực sự đến từ một tài nguyên HTTPS nào đó, dữ liệu trả về không bị can thiệp, và tính kịp thời của dữ liệu có thể được đảm bảo. Thông qua cơ chế thực hiện mật mã này, hợp đồng thông minh trên chuỗi có khả năng truy cập tin cậy vào tài nguyên Web2 HTTPS ngoài chuỗi, từ đó phá vỡ các đảo dữ liệu.

Tóm tắt về giao thức TLS

TLS (Giao thức bảo mật tầng truyền tải) được sử dụng để cung cấp mã hóa, xác thực và toàn vẹn dữ liệu trong giao tiếp mạng, đảm bảo việc truyền tải dữ liệu an toàn giữa máy khách và máy chủ. Giao thức HTTPS chính là dựa trên giao thức HTTP với việc sử dụng giao thức TLS để đảm bảo tính riêng tư và toàn vẹn của việc truyền tải thông tin, đồng thời làm cho tính xác thực của máy chủ trở nên có thể xác minh.

Giao thức TLS chủ yếu giải quyết các vấn đề sau:

1. Giao tiếp mã hóa: Sử dụng mã hóa đối xứng để bảo vệ dữ liệu, ngăn chặn nghe lén.
2. Xác thực danh tính: Xác nhận danh tính máy chủ thông qua chứng chỉ số do bên thứ ba cấp, ngăn chặn tấn công trung gian.
3. Tính toàn vẹn dữ liệu: Sử dụng HMAC hoặc AEAD để đảm bảo dữ liệu không bị giả mạo.

Quá trình trao đổi dữ liệu của giao thức HTTPS được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn bắt tay và giai đoạn truyền dữ liệu, cụ thể bao gồm bốn bước:

1. Khách hàng gửi ClientHello
2. Máy chủ gửi ServerHello
3. Xác thực máy chủ của khách hàng
4. Bắt đầu giao tiếp mã hóa

Những khó khăn trong việc truy cập dữ liệu trong Web3

Trong phát triển ứng dụng Web3, hợp đồng thông minh trên chuỗi gặp khó khăn khi truy cập dữ liệu ngoài chuỗi. Để đảm bảo tính an toàn của cơ chế đồng thuận, máy ảo trên chuỗi sẽ không mở khả năng gọi dữ liệu bên ngoài. Để giải quyết vấn đề này, đã xuất hiện một loạt dự án oracle như Chainlink và Pyth. Những dự án này sử dụng cơ chế đồng thuận PoS để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu trung gian.

Tuy nhiên, giải pháp thu thập dữ liệu dựa trên Oracle gặp phải hai vấn đề chính:

1. Chi phí quá cao: An ninh của cơ chế đồng thuận PoS được xây dựng dựa trên lượng vốn bị khóa, chi phí duy trì rất tốn kém.
2. Hiệu suất quá thấp: Cơ chế PoS yêu cầu thời gian đồng thuận nhất định, dẫn đến độ trễ dữ liệu trên chuỗi.

Giải pháp zkTLS

Công nghệ zkTLS thông qua việc giới thiệu thuật toán ZKP (bằng chứng không kiến thức) cho phép hợp đồng thông minh trên chuỗi trực tiếp xác minh dữ liệu do một nút cung cấp như một bên thứ ba, đảm bảo dữ liệu đến từ tài nguyên HTTPS cụ thể và không bị giả mạo. Phương pháp này tránh được chi phí sử dụng cao do thuật toán đồng thuận gây ra của Oracle truyền thống.

Lợi thế chính của zkTLS là giảm chi phí để đạt được khả năng sử dụng tài nguyên HTTPS Web2. Điều này đã thúc đẩy nhiều nhu cầu mới, chẳng hạn như giảm giá truy cập chuỗi cho các tài sản dài đuôi, sử dụng các trang web uy tín Web2 để thực hiện KYC trên chuỗi, tối ưu hóa thiết kế kiến trúc kỹ thuật của DID và trò chơi Web3, v.v.

Để ứng phó với tác động của zkTLS, các dự án oracle hiện tại như Chainlink và Pyth đang tích cực nghiên cứu các hướng liên quan và khám phá các mô hình kinh doanh mới, chẳng hạn như chuyển từ tính phí theo thời gian sang tính phí theo mức sử dụng, Compute as a service, v.v.

Kết luận

Công nghệ zkTLS mang đến những khả năng mới cho việc phát triển ứng dụng Web3. Khi thiết kế sản phẩm, việc chú ý đến các xu hướng phát triển của zkTLS và tích hợp phù hợp với công nghệ này có thể giúp tìm ra hướng đi mới trong đổi mới kinh doanh và kiến trúc công nghệ. Tuy nhiên, giống như hầu hết các dự án ZK, thách thức chính mà zkTLS phải đối mặt vẫn là làm thế nào để giảm chi phí tính toán, để nó có giá trị thương mại.