تحليل تقنية zkTLS: حل جديد لكسر جزر بيانات Web3

مؤخراً، خلال عملية تصميم المنتجات، قمت بالتعرف على تقنية جديدة - zkTLS، وقد قمت بدراسة متعمقة وتعلم حولها. ستشارك هذه المقالة الأفكار ذات الصلة، آمل أن تلهم الجميع.

zkTLS هو تقنية ناشئة تجمع بين إثبات المعرفة الصفرية ( ZKP ) وبروتوكول أمان النقل TLS (. في مجال Web3، تُستخدم بشكل رئيسي في بيئة الآلة الافتراضية على السلسلة، حيث يمكن التحقق من صحة بيانات HTTPS خارج السلسلة دون الحاجة إلى الثقة في طرف ثالث. تشمل هذه العملية ثلاثة جوانب: تأكيد أن البيانات تأتي من مصدر HTTPS محدد، وأن البيانات لم يتم التلاعب بها، وأن صلاحية البيانات مضمونة. من خلال هذه الآلية التشفيرية، تكتسب العقود الذكية على السلسلة القدرة على الوصول الموثوق إلى موارد Web2 HTTPS خارج السلسلة، مما يكسر جزر البيانات.

نظرة عامة على بروتوكول TLS

بروتوكول أمان طبقة النقل TLS) يُستخدم لتوفير التشفير والمصادقة ونزاهة البيانات في الاتصالات الشبكية، مما يضمن نقل البيانات بشكل آمن بين العميل والخادم. في الواقع، HTTPS يضمن خصوصية ونزاهة نقل المعلومات من خلال استخدام TLS على أساس HTTP، ويجعل مصداقية الخادم قابلة للتحقق.

تقوم بروتوكول TLS بحل مشكلات الأمان بشكل رئيسي من خلال الطرق التالية:

1. الاتصالات المشفرة: استخدام التشفير المتماثل لحماية البيانات ومنع التنصت.
2. مصادقة الهوية: التحقق من هوية الخادم من خلال شهادة رقمية صادرة عن جهة خارجية، لمنع هجمات الرجل في المنتصف.
3. تكامل البيانات: استخدم HMAC أو AEAD لضمان عدم تغيير البيانات.

تشمل عملية تبادل البيانات في بروتوكول TLS مرحلة المصافحة ومرحلة نقل البيانات. الخطوات المحددة كالتالي:

1. يرسل العميل ClientHello، والذي يتضمن معلومات عن إصدارات TLS المدعومة، وخوارزميات التشفير، وما إلى ذلك.
2. رد الخادم ServerHello، اختيار خوارزمية التشفير وإرسال الشهادات ومعلومات أخرى.
3. يتحقق العميل من شهادة الخادم، ويحسب المفتاح المشترك.
4. الطرفان يستخدمان مفتاح المحادثة المتفق عليه للتواصل المشفر.

تحديات الوصول إلى البيانات في Web3

تواجه تطوير تطبيقات Web3 صعوبات في الوصول إلى البيانات خارج السلسلة من العقود الذكية على السلسلة. لحل هذه المشكلة، ظهرت مشاريع أوراكل مثل Chainlink، التي تعمل كجسر بين البيانات على السلسلة وخارجها. عادةً ما تستخدم هذه المشاريع آلية إجماع PoS لضمان توفر البيانات.

ومع ذلك، هناك مشكلتان رئيسيتان في خطة الحصول على البيانات المستندة إلى الأورacles:

1. التكلفة العالية: تعتمد أمان آلية PoS على كمية الأموال المرهونة، مما يجعل تكاليف الصيانة مرتفعة.
2. انخفاض الكفاءة: يتطلب إجماع PoS وقتًا، مما يؤدي إلى تأخر بيانات السلسلة، مما لا يناسب سيناريوهات الوصول عالي التردد.

حلول ل zkTLS

تتيح تقنية zkTLS من خلال إدخال خوارزمية الإثبات من دون معرفة، للعقود الذكية على السلسلة التحقق مباشرة من أن البيانات المقدمة من العقدة تأتي بالفعل من مصدر HTTPS معين وأنها لم تتعرض للتلاعب، مما يتجنب التكلفة العالية لاستخدام الوكلاء التقليديين.

على وجه التحديد، يقوم zkTLS بحساب البيانات التي يتم الحصول عليها من طلبات الموارد HTTPS من عقد الترابط الخارجي، ومعلومات تحقق الشهادات CA، وإثباتات التوقيت، وإثباتات سلامة البيانات، لتوليد Proof. بينما يتم الحفاظ على المعلومات الضرورية للتحقق والخوارزميات على السلسلة، مما يسمح للعقد الذكي بالتحقق من صحة البيانات ووقتها وموثوقية مصدرها دون الكشف عن المعلومات الحساسة.

هذا الحل خفض بشكل كبير تكلفة تحقيق قابلية استخدام موارد HTTPS على Web2 على السلسلة، مما أتاح العديد من المتطلبات الجديدة، مثل تقليل تكلفة الحصول على أسعار الأصول الطويلة على السلسلة، واستخدام مواقع الويب الموثوقة في Web2 لإجراء KYC على السلسلة.

تأثير الصناعة وتطورها المستقبلي

ظهور zkTLS أحدث تأثيرًا على الشركات الحالية في Web3، وخاصةً مشاريع الأوراكيل الرئيسية. لمواجهة هذا الاتجاه، تقوم الشركات الكبرى في الصناعة مثل Chainlink وPyth بدراسة الاتجاهات ذات الصلة بنشاط، واستكشاف نماذج أعمال جديدة، مثل التحول من فرض الرسوم حسب الوقت إلى فرضها حسب الاستخدام، وتقديم Compute as a service.

التحدي الرئيسي الذي يواجه zkTLS حاليًا هو كيفية خفض تكاليف الحساب لجعله ذو قيمة تجارية. هذه النقطة مشابهة للصعوبات التي تواجه معظم مشاريع ZK.

بشكل عام، يوفر zkTLS إمكانيات جديدة لتطوير تطبيقات Web3. عند تصميم المنتجات، فإن التركيز على ديناميات تطوير zkTLS ودمج هذه التقنية بشكل مناسب قد يوفر نقاط انطلاق جديدة في الابتكار التجاري والهندسة المعمارية التقنية.