原題: zkTLS: 暗号消費者向けアプリのロック解除
原著者: @yeak__、@Delphi_Digital 研究者
原訳: zhouzhou、BlockBeats

編集者注: TLSNotary は、クライアントとサーバー間の通信を検証し、プライバシーを確保しながらデータを選択的に開示できるようにします。 Pluto はスマート コントラクトに TLSNotary を導入し、Primus Labs は効率性を向上させて zkFHE ソリューションを開発し、Opacity は Eigenlayer AVS と TEE を通じて共謀を防止し、セキュリティを強化します。 Opacity では、Web2 アカウントの検証が必要となり、Sybil 攻撃のリスクが軽減され、検証可能なログ メカニズムが採用されています。今後の最適化の方向性としては、ベクトルブラインド線形評価、MPC 効率の向上、TLS 証明の高速化などが挙げられます。 HTTPS プロキシは、セキュリティとプライバシー保護を強化するための仲介者として機能し、企業環境でトラフィックを監視するためによく使用されます。

以下は原文です（原文は読みやすく理解しやすいように再構成されています）。

暗号化業界には、常に世界を変えるための思考、才能、資金がありましたが、この目標を達成するための手段が不足していることがよくあります。現在、現実世界の暗号通貨の成功事例のほとんどは、依然として Web2 の巨人のサポートに依存しています。 VisaとMastercardが暗号通貨カードのサポートを継続し、Coinbase、PayPal、Stripeが従来の決済システムとブロックチェーンの互換性を最適化し続け、BlackRockが国債のトークン化を推進し続け、WalmartがPudgy Penguinsの販売を継続することを願うばかりです。

今日、私たちは暗号通貨業界の開発者が真に変化を推進できるようにする強力な新しいツールを手に入れました。従来の市場には非効率性と限界が満ち溢れていますが、暗号通貨業界はこれまで以上に代替手段を提供できる立場にあります。

zkTLS (TLS オラクルまたは Web 証明とも呼ばれます) を使用すると、閉じた Web2 エコシステムからプライベート データを抽出できます。ユーザーは、プライバシーを完全に保護しながら、法的 ID、財務記録、学歴、行動パターンなどのさまざまなデータ タイプを証明できます。以下は、その仕組みの簡単な概要です。

TLS (トランスポート層セキュリティ) は、クライアントとサーバー間の通信を暗号化するために使用されるプロトコルです。 TLS は HTTPS (HTTPS = HTTP + TLS) の「S」を構成し、現在では Web 標準となり、Web トラフィックの 95% を保護しています。

TLS は、セッション キーを発行する信頼できる集中管理機関です。ユーザーが Web サイトにアクセスすると、ブラウザとターゲット サーバーは TLS ハンドシェイクを実行し、対称暗号化を使用した後続のデータ転送用のセッション キーを生成します。ただし、クライアントとサーバー間で交換されるデータは署名されていないため、その信頼性を他の場所で証明することはできません。

TLS は以下を保証します:

·信頼性

·セキュリティ

·プライバシー

·データ移植性なし

zkTLS は、HTTPS セッション中にクライアントとサーバー間の通信を認証し、チェーンにプライバシー保護の証明をもたらすことで、データ移植性の問題を解決します。重要なのは、これは通常サーバーによって検出されず、ファイアウォールによってブロックされないことです。 zkTLS を使用すると、インターネットのデータベース全体がブロックチェーン アプリケーションの構成可能な構成要素になる可能性があり、Web2 ではそれについてほとんど何もできません。

zkTLS のいくつかの実装: MPC (マルチパーティ計算)、プロキシ、TEE (信頼できる実行環境)

MPC (マルチパーティ計算)

MPC を使用すると、複数のパーティがそれぞれのプライベート入力を公開することなく、一緒に計算を実行できます。 MPC はセキュリティが強力ですが、計算オーバーヘッドが高く、共謀の問題が発生することがあります。

Deco

2019 年に、Deco は初めて MPC ベースの TLS ソリューションを提案しました。 Deco の悪意のある安全な 2 者間計算 (2PC) 方式は、計算負荷が高くなります。たとえば、2KB のパケットを認証するには 475MB の通信が必要で、完了までに 50 秒かかります。このソリューションは、タイムアウトにより失敗し、正常に実装されない可能性が非常に高くなります。 Deco は後に Chainlink に買収され、Teller と共同で概念実証を開発しました。

TLSNotary

TLSNotary は Deco を改良し、暗号化された回路と無意識の転送に基づく 2PC 実装を採用しています。回路を難読化することは、MPC における最も単純かつ直接的な方法です。

TLS Notary は、クライアントとサーバー間のセッションを「公証」して、その信頼性を証明します。 TLS ハンドシェイク中、証明者と検証者は協力してキーの暗号化と復号化を行います。プロセス全体を通して、証明者のみがサーバーと通信し、検証者は暗号化されたデータのみを見ることができます。証明者は入力や応答を偽造することはできません。最終段階では、証明者は検証者に見せる前にセッション記録を部分的に隠すことができます。たとえば、特定の緯度と経度の情報を隠して、検証者に対して自分が特定の管轄区域内にいることのみを証明することができます。

検証者は公証人として行動することも、検証の役割をアウトソーシングして、より汎用的で移植可能な証明を作成することもできます。これにより、追加の信頼の仮定、つまり、検証者は公証人が証明者と共謀して証明を偽造しないことを信頼する必要があるという仮定が導入されます。この問題を緩和するために、バリデーターは複数の公証人からの証明を要求したり、信頼できる公証人の独自のリストを定義したりすることができます。しかし、これらの制度には依然としてさまざまな欠陥があり、共謀問題は依然として MPC の主な課題の 1 つです。

TLSNotary の利点は、プライバシーを保護しながらデータの移植性を維持し、サーバーの協力に依存しないことです。難読化回路とキーシャーディングを通じて認証されたデータの選択的な開示を可能にしますが、ZKP は採用していません。現在、いくつかのプロジェクトでは、統合を容易にするために TLSNotary に基づくゼロ知識技術を導入しています。

関連プロジェクト

Pluto

Pluto Labs は、製品化を目指したオープンソースのゼロ知識 TLSNotary 実装であり、開発者はわずか 5 行のコードでオフチェーン データをスマート コントラクトに統合できます。信頼の前提の詳細な概要については、関連リンクをご覧ください。

Primus Labs (旧 PADO Labs)

Primus Labs は、高価な悪意あるセキュリティ 2PC の代わりに、暗号化してから証明するテクノロジを使用して Deco を改良しました。通信効率は14倍、実行時間は最大15.5倍向上し、CoinbaseやTwitterなどの現実世界のAPIへの統合にも成功しています。さらに、Primus は将来的にさらに複雑なアーキテクチャをサポートする可能性のある zkFHE ソリューションも開発しています。 Primus はブラウザ拡張機能もリリースしており、iOS/Android アプリのリリースも計画しています。

Opacity

Opacity は、一連のメカニズムを通じて共謀の問題を解決し、Eigenlayer AVS を使用して複数のセキュリティ対策を重ねながら経済的セキュリティを提供します。

·チェーン上の Web2 アカウント ID に基づくシビル耐性

·コミットおよび公開メカニズム - ユーザーは、公証ノードをランダムに選択する前に値を送信する必要があります

·MPC ノードのランダム選択

·検証可能な試行ログ

Opacity は、それぞれが Web2 アカウントにバインドされている複数のウォレットとユーザーが共謀することを制限します。さらに、ユーザーは、公証ノードにランダムにマッチングされる前に、まず証明リクエストを送信する必要があり、そのため、ユーザーが共謀を試みても、共謀ノードにマッチングされなければ、自分の立場を変えることはできません。検証可能な試行ログを使用すると、ユーザーが提出できなかった疑わしい証明を追跡できます (たとえば、ウォレットが銀行に 1,000 万ドルがあることを証明しようとして複数回失敗するなど)。

さらに、Opacity では、TEE で公証ソフトウェアを実行する必要があるため、TEE が侵害されない限り共謀は不可能になります。 Opacity はセキュリティに関して TEE に完全に依存しているわけではないため、これは重要です。

Opacity フレームワークで証明を偽造するには、次の条件をすべて満たす必要があります。

· ユーザーが共謀するつもりである

· 少なくとも 1 つの公証ノードが共謀に参加している

· 公証ノードが侵害された TEE を実行している

· ユーザーは 1 ～ 3 回の試行内で共謀ノードとランダムにマッチングされる

· バリデーターは証明を複数回生成するように要求できるため、Article 4 の確率が指数関数的に減少する

· 同時に、悪意のある動作もスラッシング メカニズムに直面する

Opacity のウィッチ攻撃に対する耐性は、依然として最も弱いリンクです。 Web2 アカウントが複数のウォレットにバインドされることは防げますが、複数の Web2 アカウントを作成することは防げません。 Opacity は事実上、Sybil 保護を Web2 プラットフォームにアウトソーシングしていますが、これらのプラットフォームの中には、他のプラットフォームよりも信頼性の高いものがあります (たとえば、Rippling HR が提供する ID は、Twitter アカウントよりも信頼できます)。将来的には、Opacity はセキュリティを強化するために複数の Web2 アカウントを統合する可能性があります。

Opacity は zkTLS のベスト プラクティス実装を構築しており、分散化と信頼の前提の削減において大きな進歩を遂げています。 MPC の計算オーバーヘッドを克服する能力が、将来の成功の鍵となるでしょう。

将来的には、MPC パフォーマンスの最適化の余地がまだたくさんあります。たとえば、ベクトル忘却線形評価により、効率的な 1-of-N 忘却転送が可能になり、各相互作用でより大きな進歩が可能になります。これにより、ネットワークのオーバーヘッドが 100 倍削減され、1 秒未満の MPC-TLS 証明が可能になります。

プロキシ

HTTPS プロキシは、クライアントとサーバーの間の仲介役であり、暗号化されたトラフィックを転送し、ユーザーの ID が検証された場合にのみデータを復号化します。プロキシはセキュリティ、パフォーマンス、プライバシーを向上させることができ、従業員のアクセスを監視および制限するために使用できるエンタープライズ環境で特に一般的です。

zkTLS にはプロキシも使用できます。このモデルは、通信の正当性を証明するために、クライアントとサーバーの間にプロキシ証人を挿入します。プロキシ モデルは高速、低コスト、構造がシンプルで、大量のデータを処理できます。しかし、検閲、共謀、分散化の問題は依然として残っています。さらに、この方法はサーバーによって検出される可能性があるため、大規模に使用するとブロックされる可能性があります。

Reclaim Protocol
Reclaim Protocol はプロキシ モデルの先駆者であり、すべての zkTLS プロジェクトの中で最も進歩を遂げています。 Reclaim はほぼすべてのブロックチェーンをサポートしており、コミュニティによって構築された 889 のデータ ソースを備えています。 Reclaim をベースに、zkP2P チケット マーケットプレイスを含む複数のプロジェクトが開発されています。

Reclaim は、ユーザーがアプリや拡張機能をダウンロードする必要なく、2 ～ 4 秒でユーザーのモバイル デバイスに証明書を生成します。 Reclaim は、Web2 のファイアウォールの問題を回避するために住宅用プロキシを使用します。

MPC-TLS と比較すると、Reclaim のプロキシ モデルはよりシンプルなので、より高速です。プロキシ モデルに関する懸念の多くは、学術論文「Proxying is Enough」や Reclaim ブログで取り上げられています。調査によると、Reclaim のセキュリティが破られる確率は 10⁻⁴⁰ です。

zkPass
zkPass はハイブリッド モデルを採用しており、当初は MPC スキームに基づいていましたが、実稼働環境ではプロキシ ウィットネス モードに切り替えられ、フォールバック オプションとして MPC が使用されました。 zkPass は、Base、BNB、Scroll、Linea、Arbitrum、zkSync、OP、X Layer などのネットワークに導入されています。 zkPass は、ネイティブの TransGate Chrome 拡張機能を使用して、70 を超えるデータ ソースからの 200 を超えるデータ形式をサポートします。

zkPass は主に ID 認証と Sybil 攻撃保護に重点を置いています。このプロジェクトでは現在、ユーザーがチャレンジを完了して ZKP トークン ポイントを獲得できるインセンティブ プログラムを実行しています。 zkPass は流動性トークンを発行する最初の zkTLS プロジェクトになる可能性があります。

TEE
Trusted Execution Environment (TEE) は、機密データを保存し、保護された計算を実行できる、プロセッサ内の改ざん防止機能を備えた分離された領域です。 TEE はハードウェアとソフトウェアが分離されており、CPU の他の部分から独立した専用のメモリと計算能力を備えています。 Intel SGX は現在最もよく知られている TEE ソリューションです。ただし、TEE は過去に侵害されており、サイドチャネル攻撃に対して脆弱です。

Clique
Clique は TEE ソリューションを使用して zkTLS を構築します。このアプローチは、計算とネットワークのオーバーヘッドが非常に低く、多くの問題を解決しますが、信頼できるハードウェアへの依存を導入するため、リスクが公証人からチップ製造業者に移ることになります。このモデルでは、TEE がセキュリティの全責任を負います。

まとめ

zkTLS は単なる一般用語であることに注意してください。さまざまな zkTLS スキームは、ゼロ知識技術を適用する程度が異なり、zkEmail などの他のゼロ知識技術と同じセキュリティ保証はありません。厳密に言えば、zkTLS は MPC-TLS (+zkp)、TEE-TLS、および zkTLS プロキシとして分類する方が適切です。

今後、zkTLS 分野での議論は、パフォーマンスとセキュリティのトレードオフを中心に展開されるでしょう。

プロキシ: これはより一般的なソリューションですが、追加の信頼の前提が必要であり、クライアントがゼロ知識 (ZK) ソリューションを利用できる必要があり、ファイアウォールをバイパスするための追加の対策が必要です。

マルチパーティ計算 (MPC): このモデルは強力なセキュリティ保証を提供しますが、MPC を設定するときに大量のネットワーク通信が必要であり、真理値表によって生じる高いオーバーヘッドのため、MPC アプローチは、小規模な要求/応答のやり取りや、厳密な時間制限のない TLS セッションに適しています。 MPC は検閲に耐性がありますが、共謀の問題に悩まされています。

信頼できる実行環境 (TEE): TEE モデルは、zkTLS が直面する問題のほとんどを巧みに解決しますが、TEE ハードウェアに対する完全な信頼が必要になります。

現在、Reclaim と Opacity が勢いを増しており、zkTLS 分野での議論を支配しているようです。 zkTLS が開発されるにつれて、MPC とプロキシ モデルのパフォーマンスとセキュリティのトレードオフは中心的なトピックであり続けるでしょう。

結論

zkTLS はすべてを変える新たな物語です。しかし、多くの未回答の疑問が残っています。zkTLS プロバイダーはコモディティ化されるのでしょうか?価値の獲得はアプリケーション層に流れますか?偽造された証明書から抽出できる価値はどれくらいありますか?これらの問題は、zkTLS ソリューションのトレードオフに関する議論にどのように影響するでしょうか?

一つ明らかなことは、zkTLS は分散アプリケーションの設計空間を大幅に拡大し、新しいシステムを構築するための新しいアイデアを提供するということです。現在、多くの革新的なアイデアが実装されています:

·チケット市場 – zkP2P (Reclaim に基づく)

·Web2 レピュテーション インポート (Uber、DoorDash 認証) – Nosh Delivery (Opacity に基づく)

·KOL マーケティング/プロモーション証明 – Daisy (Opacity ベース)

·スマート予測市場 – TMR.NEWS (Reclaim ベース)

·給与獲得による低住宅ローン – Earnifi (Opacity ベース)

·精密配信とデジタル広告インセンティブ – EarnOS (Opacity ベース)

·ソフト住宅ローン – 3Jane (Reclaim ベース)

zkTLS はデータの独占を弱め、Web2 の既存の市場環境を揺るがします。現在の非効率的な市場はすべて、暗号通貨が浸透し社会を改善する機会です。

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