Analisis Mendalam Teknologi zkTLS dan Prospek Aplikasinya

Akhir-akhir ini, saya telah menjelajahi arah proyek baru. Dalam proses desain produk, saya terpapar pada tumpukan teknologi baru - zkTLS. Setelah melakukan penelitian mendalam, saya telah merangkum pemahaman saya sebagai berikut, semoga bisa dibagikan kepada semua orang.

zkTLS adalah teknologi inovatif yang menggabungkan bukti nol pengetahuan (ZKP) dan TLS (protokol keamanan transportasi). Dalam bidang Web3, ia terutama digunakan di lingkungan mesin virtual on-chain, yang memungkinkan verifikasi keaslian data HTTPS off-chain tanpa bergantung pada 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 terjamin. Melalui mekanisme implementasi kriptografi ini, kontrak pintar on-chain memperoleh kemampuan untuk mengakses sumber daya Web2 HTTPS off-chain dengan tepercaya, sehingga memecahkan pulau data.

Ringkasan Protokol TLS

Untuk memahami nilai teknologi zkTLS secara mendalam, perlu dilakukan gambaran singkat tentang protokol TLS. TLS (Transport Layer Security) digunakan untuk menyediakan enkripsi, otentikasi, dan integritas data dalam komunikasi jaringan, memastikan transmisi data yang aman antara klien (seperti browser) dan server (seperti situs web).

Protokol HTTPS sebenarnya dibangun di atas protokol HTTP dengan memanfaatkan protokol TLS untuk menjamin privasi dan integritas pengiriman informasi, serta memungkinkan keaslian sisi server untuk diverifikasi. Protokol HTTP sebagai sebuah protokol jaringan yang mentransmisikan data dalam bentuk teks biasa tidak dapat memverifikasi keaslian sisi server, yang menimbulkan beberapa masalah keamanan:

1. Informasi yang ditransmisikan mungkin dapat disadap oleh pihak ketiga, menyebabkan kebocoran privasi.
2. Tidak dapat memverifikasi keaslian server, permintaan mungkin telah disita oleh node jahat dan mengembalikan informasi yang berbahaya.
3. Tidak dapat memverifikasi integritas informasi yang dikembalikan, mungkin disebabkan oleh masalah jaringan yang mengakibatkan kehilangan data.

Protokol TLS dirancang untuk menyelesaikan masalah-masalah ini. Ini menyelesaikan masalah tersebut dengan cara berikut:

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

HTTPS berbasis protokol TLS dibagi menjadi dua tahap dalam proses pertukaran data: tahap handshaking dan tahap pengiriman data. Proses spesifiknya mencakup empat langkah:

1. Klien mengirim ClientHello
2. Server mengirim ServerHello
3. Verifikasi server klien
4. Mulai komunikasi terenkripsi

Teknologi dasar yang banyak digunakan di jaringan Web2 ini membawa tantangan bagi pengembangan aplikasi Web3. Terutama ketika kontrak pintar di on-chain perlu mengakses data off-chain, karena masalah ketersediaan data, mesin virtual on-chain tidak akan membuka kemampuan pemanggilan data eksternal, untuk memastikan semua data dapat ditelusuri kembali, sehingga menjamin keamanan mekanisme konsensus.

Keuntungan zkTLS

Proyek Oracle tradisional seperti Chainlink dan Pyth mengatasi masalah pulau data dengan bertindak sebagai jembatan penghubung antara data on-chain dan off-chain. Namun, solusi ini memiliki dua masalah utama:

1. Biaya tinggi: Keamanan mekanisme konsensus PoS dibangun di atas jumlah dana yang dipertaruhkan, yang meningkatkan biaya pemeliharaan. Redundansi dalam interaksi data juga meningkatkan biaya penggunaan.
2. Efisiensi rendah: Konsensus mekanisme PoS memerlukan waktu, menyebabkan data di blockchain tertunda, yang tidak menguntungkan untuk skenario akses frekuensi tinggi.

Teknologi zkTLS menyelesaikan masalah ini dengan memperkenalkan algoritma ZKP (Zero-Knowledge Proof). Ini memungkinkan kontrak pintar di blockchain untuk secara langsung memverifikasi apakah data yang disediakan oleh node berasal dari sumber HTTPS tertentu dan tidak dimanipulasi, menghindari biaya penggunaan yang tinggi akibat algoritma konsensus yang dialami oleh Oracle tradisional.

Keunggulan utama zkTLS terletak pada pengurangan biaya untuk mencapai ketersediaan sumber daya Web2 HTTPS. Ini telah mendorong banyak permintaan baru, terutama dalam mengurangi harga perolehan aset ekor panjang di on-chain, memanfaatkan situs web otoritatif Web2 untuk melakukan KYC on-chain, serta mengoptimalkan desain arsitektur teknis DID dan permainan Web3.

Prospek Masa Depan

Perkembangan teknologi zkTLS memberikan dampak pada perusahaan Web3 yang ada, terutama proyek oracle mainstream. Untuk menghadapi perubahan ini, raksasa industri seperti Chainlink dan Pyth sedang aktif meneliti arah terkait, berusaha mempertahankan posisi dominan dalam iterasi teknologi. Pada saat yang sama, ini juga akan memunculkan model bisnis baru, seperti peralihan dari tarif berdasarkan waktu ke tarif berdasarkan pemakaian, Compute as a service, dll.

Namun, seperti sebagian besar proyek ZK, tantangan utama yang dihadapi zkTLS adalah bagaimana mengurangi biaya komputasi agar memiliki nilai komersial.

Secara keseluruhan, saat melakukan desain produk, memperhatikan perkembangan zkTLS dan mengintegrasikan tumpukan teknologi ini dengan tepat, dapat membuka arah baru dalam inovasi bisnis dan arsitektur teknologi.