تحليل تقنية zkTLS: كسر جزر بيانات Web3

مؤخراً، أثناء استكشافي لاتجاهات مشاريع جديدة، تعرفت على تكنولوجيا جديدة - zkTLS. هذه تقنية مبتكرة تجمع بين إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP) وبروتوكول أمان طبقة النقل (TLS)، ولها قيمة تطبيقية مهمة في مجال Web3. ستشارك هذه المقالة أفكاري حول zkTLS، وتستكشف كيفية عملها وتأثيرها المحتمل.

تستخدم zkTLS بشكل أساسي في بيئات الآلات الافتراضية على السلسلة، للتحقق من صحة بيانات HTTPS خارج السلسلة دون الحاجة إلى الاعتماد على أطراف ثالثة. تشمل هذه الصحة ثلاثة جوانب: موثوقية مصدر البيانات، سلامة البيانات، والتوقيت. من خلال هذه الآلية التشفيرية، يمكن للعقود الذكية الوصول بثقة إلى موارد HTTPS الخاصة بـ Web2، مما يؤدي إلى كسر جزر البيانات بشكل فعال.

مقدمة عن بروتوكول TLS

لفهم قيمة zkTLS بشكل عميق، من الضروري أولاً فهم المفاهيم الأساسية لبروتوكول TLS. TLS هو بروتوكول أمان اتصالات الشبكة، يضمن أمان نقل البيانات بين العميل (مثل المتصفح) والخادم (مثل الموقع الإلكتروني)، ويوفر التشفير والمصادقة وحماية سلامة البيانات.

HTTPS في الواقع هو اتصال آمن يتم تحقيقه باستخدام بروتوكول TLS على أساس بروتوكول HTTP. مقارنةً بالنقل النصي في HTTP، فإن HTTPS يحل المشاكل الأمنية التالية من خلال TLS:

1. منع المعلومات من أن يتم التنصت عليها من قبل طرف ثالث، وحماية الخصوصية
2. التحقق من صحة الخادم لمنع اختطاف الطلبات
3. ضمان سلامة البيانات، وتجنب فقدان المعلومات أو التلاعب بها

تشمل المبادئ الأساسية لعمل بروتوكول TLS ما يلي:

1. استخدام التشفير المتماثل (مثل AES، ChaCha20) لحماية محتوى الاتصالات
2. التحقق من هوية الخادم من خلال شهادة رقمية صادرة عن طرف ثالث (مثل شهادة X.509)
3. استخدام تقنية HMAC أو AEAD لضمان سلامة البيانات

تتكون عملية اتصال TLS بشكل أساسي من مرحلتين: مرحلة المصافحة ومرحلة نقل البيانات. تشمل مرحلة المصافحة خطوات مثل ClientHello وServerHello والتحقق من صحة الخادم من قبل العميل، والتي تستخدم للتفاوض على معلمات الأمان وإنشاء جلسة مشفرة. بينما تستخدم مرحلة نقل البيانات مفتاح الجلسة المتفق عليه لإجراء اتصالات مشفرة.

معضلة الوصول إلى البيانات في Web3

على الرغم من أن TLS يُستخدم على نطاق واسع في Web2، إلا أنه يواجه تحديات في تطوير Web3. لا يمكن لعقود الذكاء الاصطناعي على السلسلة الوصول مباشرة إلى البيانات الخارجية، وذلك لضمان قابلية تتبع جميع البيانات وأمان آلية الإجماع.

لحل هذه المشكلة، ظهرت مشاريع الأوراكل (Oracle) مثل Chainlink و Pyth، والتي تعمل كجسر لتبادل البيانات بين الشبكة الرئيسية والبيانات الخارجية، وتضمن موثوقية البيانات من خلال آلية توافق PoS. ومع ذلك، هناك مشكلتان رئيسيتان في هذا الحل:

1. التكاليف العالية: تتطلب آلية إجماع PoS مبلغًا كبيرًا من الأموال المرهونة، وهناك أيضًا فائض في تبادل البيانات.
2. كفاءة منخفضة: تتطلب آلية إجماع PoS وقتًا، مما يؤدي إلى تأخر البيانات على السلسلة، وهو غير مناسب لمشاهد الوصول التكرارية.

الحلول المبتكرة لـ zkTLS

تهدف تقنية zkTLS إلى حل المشكلات المذكورة أعلاه. الفكرة الأساسية هي إدخال خوارزمية إثبات المعرفة الصفرية، مما يسمح للعقود الذكية على السلسلة بالتحقق مباشرة من صحة و اكتمال بيانات موارد HTTPS المقدمة من العقد، وبالتالي تجنب التكاليف العالية لاستخدام Oracle التقليدي.

تحمي zkTLS من خلال التشفير، مما يحل محل التكاليف العالية الناتجة عن آلية الإجماع المعتمدة على Oracle التقليدية. على وجه التحديد، فإنه يقوم بحساب البيانات المستلمة بعد طلب موارد HTTPS من عقد الترحيل الخارجي، ومعلومات التحقق من الشهادات CA، وإثباتات التوقيت، وإثباتات سلامة البيانات، لتوليد Proof. في الوقت نفسه، يحتفظ على السلسلة بالمعلومات اللازمة للتحقق والخوارزميات، مما يسمح للعقود الذكية بالتحقق من صحة البيانات وملاءمتها وموثوقية مصدرها دون الكشف عن معلومات حساسة.

التأثيرات المحتملة لـ zkTLS

الميزة الرئيسية لتقنية zkTLS هي أنها تقلل بشكل كبير من تكلفة تحقيق إمكانية استخدام موارد Web2 HTTPS. وهذا يفتح الباب للعديد من الطلبات الجديدة، مثل:

• خفض تكلفة الحصول على الأسعار على السلسلة للأصول ذات الذيل الطويل
• استخدام مواقع الويب الموثوقة من Web2 لإجراء KYC على السلسلة، وتحسين نظام DID
• تحسين تصميم الهيكلية التقنية لألعاب Web3

ومع ذلك، فإن zkTLS قد قدمت تحديات للشركات الحالية في Web3، وخاصة مشاريع oracle السائدة. لمواجهة هذا الاتجاه، تقوم عمالقة الصناعة مثل Chainlink و Pyth بدراسة التكنولوجيا ذات الصلة بنشاط واستكشاف نماذج عمل جديدة، مثل الرسوم حسب الاستخدام، Compute as a service، وغيرها.

تواجه zkTLS حاليًا نفس التحديات الرئيسية التي تواجه مشاريع ZK الأخرى، وهي كيفية تقليل تكاليف الحساب لتحقيق الاحترافية. مع التطور المستمر للتكنولوجيا، من المتوقع أن تلعب zkTLS دورًا متزايد الأهمية في مجال Web3، مما يوفر إمكانيات جديدة لتبادل البيانات وابتكار التطبيقات.