Достовірне виконавче середовище: ключова технологія епохи Web3

Перша глава: Виникнення TEE - Ключова складова Web3

Що таке TEE?

Достовірне виконуване середовище ( TEE ) є апаратним безпечним середовищем виконання, яке забезпечує захист даних від підробки, крадіжки чи витоку під час обробки. Воно створює ізольовану область в процесорі, незалежну від операційної системи та додатків, надаючи додаткову безпеку для чутливих даних та обчислень.

Основні характеристики TEE включають:

• Ізоляція: працює в захищеній області ЦП, ізольовано від операційної системи та інших застосунків
• Цілісність: забезпечити, щоб код та дані не були змінені під час виконання
• Конфіденційність: внутрішні дані недоступні ззовні, використовується механізм шифрування для зберігання.

Чому Web3 потребує TEE?

У екосистемі Web3 TEE може вирішити такі ключові проблеми:

1. Проблеми приватності на блокчейні
   • Витік приватності користувачів: Транзакції та рух коштів можуть бути відстежені
   • Витік даних підприємства: Чутливі дані не можуть зберігатися в публічному блокчейні

TEE рішення: за допомогою комбінації TEE + смарт-контрактів, створити приватний обчислювальний контракт

2. MEV( максимальна можлива витягувана вартість ) питання
   • Ранній вихід з угоди, атака сендвічем тощо

TEE рішення: упорядкування транзакцій у приватному середовищі, щоб забезпечити, що майнери не можуть заздалегідь побачити деталі транзакцій

3. Вузьке місце продуктивності Web3
   • Обмежена обчислювальна потужність публічних ланцюгів, висока вартість Gas
   • Не підтримує складні обчислення, такі як ШІ, обробка зображень тощо.

TEE рішення: як основний компонент децентралізованої обчислювальної мережі, передача обчислювальних завдань

4. Проблема довіри в DePIN( децентралізованій фізичній інфраструктурі)
   • Потрібно довіряти механізмам обчислення та верифікації

TEE рішення: забезпечення достовірності даних та обчислювальних завдань, вирішення проблеми шахрайства

Порівняння TEE з іншими технологіями обчислень приватності

• TEE: висока ефективність, низька затримка, підходить для обчислень з високою пропускною здатністю, але залежить від специфічного апаратного забезпечення
• ZKP: математичне доведення правильності даних, але обчислювальні витрати великі
• MPC: не потрібно покладатися на єдине надійне апаратне забезпечення, але продуктивність нижча
• FHE: Можна безпосередньо обчислювати в зашифрованому стані, але витрати надзвичайно великі

Другий розділ: Технічні деталі TEE - Глибокий аналіз основної архітектури довірених обчислень

Основні принципи TEE

TEE забезпечує безпечне обчислювальне середовище за допомогою таких механізмів:

• Безпечна пам'ять: використання спеціалізованої зашифрованої пам'яті в процесорі
• Ізольоване виконання: працює незалежно від основної операційної системи
• Шифроване зберігання: дані зберігаються в незахищеному середовищі після шифрування
• Віддалене підтвердження: дозволяє віддалену перевірку надійного коду TEE

Порівняння трьох основних технологій TEE

1. Intel SGX

   • Ізоляція пам'яті на основі Enclave
   • Апаратне шифрування пам'яті
   • Підтримка віддаленого підтвердження
   • Обмеження: обмеження пам'яті, вразливість до атак з бічного каналу

2. Процесор AMD SEV

   • Повна шифрування пам'яті
   • Багато VM ізоляція
   • Підтримка віддаленого підтвердження(SEV-SNP)
   • Обмеження: тільки для віртуалізованих середовищ

3. Довірча зона ARM

   • Легка архітектура, придатна для малопотужних пристроїв
   • Підтримка системного рівня TEE
   • Обмеження: низький рівень безпеки, обмежена розробка

RISC-V Keystone: майбутнє відкритих TEE

• Повністю відкритий вихідний код, уникаючи проблем з закритим апаратним забезпеченням
• Підтримує гнучку безпечну політику
• Має потенціал стати ключовою інфраструктурою для безпеки обчислень у Web3

Як TEE забезпечує безпеку даних?

• Криптозберігання: лише програми в TEE можуть розшифровувати дані
• Дистанційне підтвердження: перевірка надійності коду, що виконується в TEE
• Захист від атак через бічні канали: використання шифрування пам'яті, рандомізація доступу до даних та інших методів

Третя глава: Застосування TEE у світі криптовалют - Революція від MEV до AI обчислень

Децентралізовані обчислення: TEE вирішує обчислювальні вузькі місця Web3

Виклики, з якими стикається Web3 обчислення:

• Обмежена обчислювальна потужність
• Проблема конфіденційності даних
• Високі витрати на обчислення

Застосування TEE в децентралізованих обчисленнях:

• Приватні обчислення: виконання конфіденційних обчислювальних завдань у децентралізованому середовищі
• Довіра до обчислювального ринку: забезпечення того, що орендовані обчислювальні ресурси не були спотворені
• Безпечні віддалені обчислення: запобігання витоку даних
• Антицензурні обчислення: надання обчислювальних ресурсів для боротьби з цензурою

Відмова від довіри до MEV-трейдингу: TEE - це оптимальне рішення

Виклики, з якими стикається MEV:

• Проблеми перед запуском
• Централізований порядок
• Ризик витоку інформації

Застосування TEE в MEV:

• Flashbots: Дослідження TEE як ключової технології для бездовірчого сортування транзакцій
• EigenLayer: забезпечення справедливості механізму повторного стейкінгу через TEE

Захист конфіденційності обчислень & екосистема DePIN

Приватні обчислення Nillion:

• Обробка поділу даних: шифрування обчислень за допомогою TEE
• Приватний смарт-контракт: створення приватного DApp

Застосування TEE в екосистемі DePIN:

• Розумні мережі: захист приватності енергетичних даних користувачів
• Децентралізоване зберігання: забезпечте обробку даних всередині TEE

Децентралізований AI: TEE захищає дані для навчання AI

Bittensor і TEE:

• Захист даних конфіденційності моделей навчання ШІ
• Надавати надійні AI обчислювальні послуги

Gensyn & TEE:

• Запускати завдання з навчання штучного інтелекту в децентралізованому середовищі
• Поєднання ZKP для реалізації перевірки достовірності

DeFi приватність та децентралізована ідентичність

Secret Network & TEE:

• Приватний смарт-контракт: захист даних транзакцій
• Децентралізовані ідентичності ( DID ): зберігання інформації про користувача

Четвертий розділ: Висновок та перспективи - Як TEE перетворить Web3?

Довіра до обчислень сприяє розвитку децентралізованої інфраструктури

Роль TEE у децентралізованій інфраструктурі:

• Децентралізовані обчислення
• Захист конфіденційності
• Покращення продуктивності

Потенційні бізнес-моделі та можливості токеноміки TEE

Бізнес-модель:

• Децентралізований ринок обчислень
• Послуги обчислення конфіденційності
• Розподілені обчислення та зберігання
• Постачальник інфраструктури блокчейн

Можливості токеноміки:

• Токенізовані обчислювальні ресурси
• Токенне заохочення послуг TEE
• Децентралізована ідентичність та обмін даними

Ключові напрямки розвитку TEE в криптоіндустрії протягом наступних п'яти років

1. Глибока інтеграція TEE з Web3: -Децентралізоване фінансування

   • Приватні обчислення
   • Децентралізований ШІ
   • Крос-чейнова обробка

2. Інновації в апаратному забезпеченні та протоколі TEE:

   • Нове покоління апаратного TEE-рішення
   • злиття з технологіями MPC, ZKP тощо
   • Децентралізована апаратна платформа

3. Регуляторна відповідність та захист приватності:

   • Багатонаціональні рішення з відповідності
   • Прозора обробка конфіденційності

Резюме

Технологія TEE має широкий потенціал для застосування в екосистемі Web3, вона може забезпечити довірене обчислювальне середовище та захистити конфіденційність користувачів. У майбутньому TEE відіграватиме важливу роль у сфері децентралізованих обчислень, захисту конфіденційності, смарт-контрактів тощо, сприяючи зрілості та інноваціям екосистеми Web3. Одночасно TEE також сприятиме виникненню нових бізнес-моделей і можливостей токеноміки. Завдяки інноваціям у апаратному забезпеченні, розвитку протоколів і адаптації регуляцій TEE стане невід'ємною ключовою технологією криптоіндустрії.