Analisis Teknologi zkTLS: Memecahkan Pulau Data Web2 dan Web3

Baru-baru ini, saat menjelajahi arah proyek baru, saya menemukan tumpukan teknologi baru—zkTLS. Setelah penelitian mendalam, saya menyusun pemahaman saya sebagai berikut, berharap dapat berbagi dengan semua orang.

zkTLS adalah teknologi baru yang menggabungkan bukti nol pengetahuan (ZKP) dan TLS (protokol keamanan transport layer). Di bidang Web3, ini terutama digunakan dalam lingkungan mesin virtual di blockchain, yang memungkinkan verifikasi keaslian data HTTPS di luar rantai tanpa perlu mempercayai pihak ketiga. Keaslian di sini mencakup tiga aspek: sumber data benar-benar berasal dari sumber HTTPS tertentu, data yang dikembalikan tidak dimanipulasi, dan ketepatan waktu data dapat dijamin. Melalui mekanisme implementasi kriptografi ini, kontrak pintar di blockchain memperoleh kemampuan akses tepercaya ke sumber Web2 HTTPS di luar rantai, sehingga memecahkan pulau data.

Pengenalan Protokol TLS

TLS (Transport Layer Security) digunakan untuk menyediakan enkripsi, autentikasi, dan integritas data dalam komunikasi jaringan, memastikan transmisi data yang aman antara klien (seperti browser) dan server (seperti situs web). Protokol HTTPS adalah protokol yang menjamin privasi dan integritas transfer informasi dengan memanfaatkan protokol TLS di atas protokol HTTP, dan membuat keaslian sisi server dapat diverifikasi.

Masalah utama yang diselesaikan oleh protokol TLS meliputi:

1. Komunikasi terenkripsi: Gunakan enkripsi simetris (seperti AES, ChaCha20) untuk melindungi data dan mencegah penyadapan.
2. Otentikasi Identitas: Memverifikasi identitas server melalui sertifikat digital yang diterbitkan oleh pihak ketiga kepada lembaga tertentu (seperti sertifikat X.509) untuk mencegah serangan man-in-the-middle.
3. Integritas Data: Gunakan HMAC (Kode Autentikasi Pesan Hash) atau AEAD (Enkripsi Autentikasi) untuk memastikan data tidak diubah.

Protokol HTTPS yang berbasis pada protokol TLS dibagi menjadi dua tahap selama proses pertukaran data, yaitu tahap handshake dan tahap transmisi data. Proses spesifiknya mencakup empat langkah: klien mengirimkan ClientHello, server mengirimkan ServerHello, klien memverifikasi server, dan mulai komunikasi terenkripsi.

Dilema Pengambilan Data di Web3

Dalam pengembangan aplikasi Web3, kontrak pintar di blockchain menghadapi kesulitan saat mengakses data di luar blockchain. Untuk memastikan keberlanjutan data dan keamanan mekanisme konsensus, mesin virtual di blockchain tidak membuka kemampuan untuk memanggil data eksternal. Untuk mengatasi masalah ini, serangkaian proyek oracle muncul, seperti Chainlink dan Pyth. Proyek-proyek ini berfungsi sebagai jembatan penghubung antara data di blockchain dan data di luar blockchain untuk mengatasi fenomena pulau data.

Namun, ada dua masalah utama dengan solusi pengambilan data berbasis Oracle:

1. Biaya terlalu tinggi: Untuk memastikan keaslian data, Oracle perlu bergantung pada mekanisme konsensus PoS, yang membawa biaya pemeliharaan yang tinggi.
2. Efisiensi terlalu rendah: Konsensus mekanisme PoS membutuhkan waktu tertentu, menyebabkan keterlambatan data di blockchain, yang tidak menguntungkan untuk skenario akses frekuensi tinggi.

Solusi zkTLS

Teknologi zkTLS dengan memperkenalkan algoritma ZKP (Zero-Knowledge Proof) memungkinkan kontrak pintar di blockchain untuk secara langsung memverifikasi data yang disediakan oleh suatu node sebagai pihak ketiga, memastikan bahwa data berasal dari sumber HTTPS tertentu dan tidak dimodifikasi. Metode ini menghindari biaya penggunaan yang tinggi yang disebabkan oleh algoritma konsensus pada Oracle tradisional.

Gagasan inti zkTLS adalah melindungi melalui kriptografi, menggantikan biaya tinggi dari mekanisme konsensus berbasis Oracle yang memberikan ketersediaan data. Implementasi spesifik mencakup:

1. Memproses data yang diperoleh dari permintaan sumber daya HTTPS ke node relay off-chain
2. Mengolah informasi verifikasi sertifikat CA terkait
3. Menghasilkan Pembuktian Urutan Waktu
4. Bukti integritas data berbasis HMAC atau AEAD

Dengan menghitung menghasilkan Proof, dan memelihara informasi verifikasi dan algoritma verifikasi yang diperlukan di blockchain, kontrak pintar dapat memverifikasi keaslian, ketepatan waktu, dan keandalan sumber data tanpa mengungkapkan informasi kunci.

Prospek Aplikasi zkTLS

Teknologi zkTLS mengurangi biaya untuk mencapai ketersediaan sumber daya Web2 HTTPS, yang memicu banyak permintaan baru, termasuk:

1. Mengurangi biaya perolehan harga aset ekor panjang di blockchain
2. Menggunakan situs web otoritatif dalam dunia Web2 untuk melakukan KYC di blockchain, mengoptimalkan DID
3. Meningkatkan desain arsitektur teknis permainan Web3

Namun, zkTLS juga membawa tantangan bagi perusahaan Web3 yang ada, terutama proyek oracle utama. Untuk menghadapi perubahan ini, raksasa industri seperti Chainlink dan Pyth sedang aktif meneliti arah terkait dan menjelajahi model bisnis baru, seperti beralih dari biaya berdasarkan waktu menjadi biaya berdasarkan penggunaan, Compute as a service, dll.

Saat ini, tantangan utama yang dihadapi teknologi zkTLS mirip dengan sebagian besar proyek ZK, yaitu bagaimana mengurangi biaya komputasi agar memiliki nilai komersial.

Dalam merancang produk, memperhatikan dinamika perkembangan zkTLS dan mengintegrasikan tumpukan teknologi ini pada waktu yang tepat dapat membawa arah baru untuk inovasi bisnis dan optimasi arsitektur teknologi. Dengan kemajuan teknologi yang terus menerus, zkTLS diharapkan dapat berperan penting dalam memecahkan pulau data Web2 dan Web3, memberikan kemungkinan baru untuk pengembangan aplikasi blockchain.