Công nghệ zkTLS: Giải pháp mới phá vỡ các hòn đảo dữ liệu giữa Web3 và Web2

Gần đây, khi tôi khám phá hướng dự án mới, tôi đã tiếp xúc với công nghệ mới nổi zkTLS. Sau khi nghiên cứu sâu, tôi đã có một số hiểu biết về nó và bây giờ tôi sẽ整理 những điều học được để chia sẻ.

zkTLS là một công nghệ sáng tạo kết hợp 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, có khả năng xác minh tính xác thực của dữ liệu HTTPS ngoài chuỗi mà không cần tin tưởng vào bên thứ ba. Tính xác thực ở đây bao gồm ba khía cạnh: nguồn dữ liệu thực sự đến từ tài nguyên HTTPS cụ thể, dữ liệu trả về không bị chỉnh sửa, và tính kịp thời của dữ liệu được đảm bảo. Thông qua cơ chế thực hiện mật mã này, zkTLS mang lại khả năng truy cập đáng tin cậy vào tài nguyên Web2 HTTPS ngoài chuỗi cho hợp đồng thông minh trên chuỗi, từ đó phá vỡ các hòn đảo dữ liệu.

Giới thiệu về giao thức TLS

TLS (Giao thức Bảo mật Truyền tải) được sử dụng để cung cấp mã hóa, xác thực và tính toàn vẹn dữ liệu trong giao tiếp mạng, đảm bảo việc truyền tải dữ liệu an toàn giữa khách hàng và máy chủ. Giao thức HTTPS thực chất là việc sử dụng giao thức TLS trên cơ sở giao thức HTTP để đảm bảo tính riêng tư và toàn vẹn của thông tin truyền tải, 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 việc nghe lén.
2. Xác thực danh tính: Xác minh danh tính máy chủ thông qua chứng chỉ số do bên thứ ba cấp, ngăn chặn tấn công man-in-the-middle.
3. Tính toàn vẹn dữ liệu: Sử dụng HMAC hoặc AEAD để đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi.

Quá trình trao đổi dữ liệu của giao thức TLS được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn bắt tay và giai đoạn truyền dữ liệu. Trong giai đoạn bắt tay, khách hàng và máy chủ thương lượng các tham số bảo mật và thiết lập phiên mã hóa. Sau đó, trong giai đoạn truyền dữ liệu, cả hai bên sử dụng khóa phiên để thực hiện giao tiếp mã hóa.

Những khó khăn trong việc truy cập dữ liệu trong Web3

Mặc dù giao thức TLS được sử dụng rộng rãi trong mạng Web2, nhưng nó đã mang lại một số thách thức cho việc phát triển ứng dụng Web3. Khi hợp đồng thông minh trên chuỗi muốn truy cập dữ liệu ngoại tuyến, do vấn đề khả dụng của dữ liệu, máy ảo trên chuỗi sẽ không mở khả năng gọi dữ liệu bên ngoài, nhằm đảm bảo khả năng truy ngược của tất cả dữ liệu, từ đó đảm bảo tính an toàn của cơ chế đồng thuận.

Để giải quyết vấn đề này, một loạt các dự án oracle đã ra đời, chẳng hạn như Chainlink và Pyth. Những dự án này hoạt động như cầu nối giữa dữ liệu trên chuỗi và dữ liệu ngoài chuỗi, phá vỡ hiện tượng đảo dữ liệu. Để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu trung gian, các oracle này thường áp dụng cơ chế đồng thuận PoS, nhằm tăng chi phí hành vi xấu của nút để đảm bảo tính xác thực của dữ liệu.

Tuy nhiên, có hai vấn đề chính với giải pháp thu thập dữ liệu dựa trên oracle:

1. Chi phí quá cao: Độ an toàn của cơ chế đồng thuận PoS được xây dựng dựa trên khối lượng tiền đặt cọc, điều này làm tăng chi phí duy trì. Đồng thời, trong quá trình đồng thuận có sự tương tác dữ liệu dư thừa lớn, làm tăng thêm chi phí sử dụng dữ liệu.
2. Hiệu suất thấp: Cơ chế đồng thuận PoS cần một khoảng thời gian nhất định, dẫn đến dữ liệu trên chuỗi bị trễ, không thuận lợi cho các tình huống truy cập thường xuyên.

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 có thể xác minh trực tiếp dữ liệu mà nút cung cấp có thực sự đến từ một nguồn HTTPS nào đó và không bị sửa đổi hay không. Phương pháp này tránh được chi phí sử dụng cao do thuật toán đồng thuận gây ra ở các oracle truyền thống.

Cụ thể, zkTLS được thực hiện bằng các cách sau:

1. Tính toán dữ liệu nhận được từ yêu cầu tài nguyên HTTPS của nút trung gian ngoài chuỗi, thông tin xác thực CA liên quan, chứng minh thời gian và chứng minh tính toàn vẹn dữ liệu để tạo ra Proof.
2. Duy trì thông tin xác thực cần thiết và thuật toán xác thực trên chuỗi.
3. Cho phép hợp đồng thông minh xác minh tính xác thực, thời gian và độ tin cậy của nguồn dữ liệu mà không tiết lộ thông tin quan trọng.

Ưu điểm của zkTLS là giảm đáng kể chi phí để đạt được khả năng sử dụng của tài nguyên HTTPS Web2. Điều này đã kích thích nhiều nhu cầu mới, chẳng hạn như giảm chi phí thu thập giá trên chuỗi cho tài sản dài đuôi, sử dụng các trang web uy tín của Web2 để thực hiện KYC trên chuỗi, tối ưu hóa thiết kế kiến trúc kỹ thuật cho trò chơi Web3, v.v.

Ảnh hưởng đến hệ sinh thái Web3 hiện tại

Sự xuất hiện của zkTLS đã gây ra một số tác động đến các doanh nghiệp Web3 hiện tại, đặc biệt là các dự án oracle chính thống. Để đối phó với sự thay đổi này, các ông lớn trong ngành như Chainlink, Pyth đang tích cực nghiên cứu các hướng liên quan, cố gắng duy trì vị thế dẫn đầu trong quá trình lặp lại công nghệ. Đồng thời, điều này cũng đã thúc đẩy các mô hình kinh doanh mới, như chuyển từ tính phí theo thời gian sang tính phí theo mức sử dụng, Compute as a service, v.v.

Tuy nhiên, giống như hầu hết các dự án ZK khác, thách thức lớn mà zkTLS phải đối mặt là làm thế nào để giảm chi phí tính toán, để nó có giá trị thương mại.

Tổng thể, công nghệ zkTLS cung cấp một khả năng mới cho việc tương tác dữ liệu giữa Web3 và Web2. Khi thiết kế sản phẩm, việc chú ý đến động thái phát triển của zkTLS và tích hợp thích hợp công nghệ này có thể mang lại những đột phá mới trong đổi mới kinh doanh và kiến trúc công nghệ.