Uber 的舊金山總部與大多數(shù)科技公司類似，有著開放式的樓層設(shè)計，員工們可以自由活動，分享自己的想法。然而，在主樓層的中心，有那么一間鮮有員工涉足的房間。金屬和玻璃的外墻、一個可以讓透明玻璃變得不透明的開關(guān)，以及頻繁出現(xiàn)的安保人員，都讓這個房間顯得十分神秘。

這就是 Uber 的「作戰(zhàn)室」，一個全天候運作的空間，主要供高管們集思廣益，以解決公司面臨的最大問題。為了保密，這個房間嚴格按照「need to know」原則開放。而這種保密措施是極其必要的，畢竟為占據(jù)網(wǎng) 約車市場的主導(dǎo)地位，Uber 需要在全球范圍內(nèi)與競爭對手展開激烈的競爭，而對手們不會放過任何可能泄露其戰(zhàn)略的機會。在作戰(zhàn)室里發(fā)生的一切只會留在這個房間里。

Uber 的作戰(zhàn)室內(nèi)部 ；來源：Andrew Chen，a16z

這種在原本可進入空間內(nèi)設(shè)置私人隔間的做法很常見。蘋果公司在開展秘密項目時，會將指定團隊安置在與總部分開的其他建筑中。國會大廈和其他美國政府大樓都設(shè)有敏感信息設(shè)施（SCIF），為敏感討論提供隔音墻和電磁屏蔽。我們自己家里或入駐的酒店房間也會設(shè)有保險箱。

安全飛地（Secure Enclaves）已經(jīng)延展到了物理世界之外。如今，我們主要通過計算機來存儲數(shù)據(jù)和處理信息。隨著我們對硅基機器的依賴性的不斷增長，攻擊和泄露的風(fēng)險也在增加。就像 Uber 的作戰(zhàn)室一樣，計算機需要一個獨立的空間來存儲最敏感的數(shù)據(jù)并執(zhí)行關(guān)鍵計算。這個空間被稱為可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）。

雖然 TEE 已成為加密貨幣行業(yè)的熱門詞匯，但其目的和功能卻經(jīng)常被誤解。我們希望通過本文來改變這一現(xiàn)狀。在此，我們將向您解釋關(guān)于 TEE 的一切必要知識，包括它們是什么、為什么重要、我們每天使用它們的方式，以及它們?nèi)绾螏椭鷺?gòu)建更好的 Web3 應(yīng)用。

TEE 已無處不在

首先，我們先來了解一下 TEE 的定義。

TEE 是設(shè)備主處理器內(nèi)的專用安全區(qū)域，可確保正在處理的數(shù)據(jù)和代碼的機密性。TEE 提供了一個獨立于主操作系統(tǒng)的隔離執(zhí)行環(huán)境，對于維護處理敏感信息的應(yīng)用的數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。

TEE 主要提供兩種保證。

• 隔離執(zhí)行：TEE 在隔離環(huán)境中運行代碼。這意味著，即使主操作系統(tǒng)受到破壞，TEE 中的代碼和數(shù)據(jù)仍然是安全的。

• 內(nèi)存加密：在 TEE 內(nèi)處理的數(shù)據(jù)都經(jīng)過加密。這可確保即使攻擊者訪問了物理內(nèi)存，也無法破譯 TEE 中存儲的敏感信息。

而要了解 TEE 的重要性，你們手中可能正在用于閱讀本文的設(shè)備 iPhone，就是很好的說明。FaceID 已成為 iPhone 驗證用戶訪問設(shè)備的主要方式。在幾百毫秒的時間里，設(shè)備內(nèi)部進行了如下流程：

• 首先，點陣投影儀會將 3 萬多個不可見的紅外線（IR）點陣投射到用戶臉上。紅外攝像頭捕捉這一圖案和面部的紅外圖像。在弱光條件下，泛光照明器可提高可見度。

• 其次，處理器接收這些原始數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建面部的數(shù)學(xué)模型，包括深度數(shù)據(jù)、輪廓和獨特特征。

• 最后，數(shù)學(xué)模型與 FaceID 初始設(shè)置時存儲的模型進行比對。如果模型足夠精確，就會向 iOS 系統(tǒng)發(fā)送「成功」信號，設(shè)備就會解鎖。如果比對失敗，設(shè)備將保持鎖定狀態(tài)。

解鎖手機時，投射在臉部的 3 萬個紅外點；來源：YouTube

FaceID 不僅用于解鎖設(shè)備，還用于驗證其他操作，如登錄應(yīng)用以及進行支付。因此，任何安全漏洞都會造成嚴重后果。如果模型創(chuàng)建和比對過程遭到破壞，非設(shè)備所有者就可以解鎖設(shè)備、訪問所有者的個人數(shù)據(jù)并進行欺詐性金融交易。如果攻擊者設(shè)法提取存儲的用戶面部數(shù)學(xué)模型，就會導(dǎo)致生物識別數(shù)據(jù)被盜，并嚴重侵犯隱私。

當然，蘋果公司在實施 FaceID 時很講究方法。所有的處理和存儲都是通過 The Secure Enclave 進行的，這是一個內(nèi)置在 iPhone 和其他蘋果設(shè)備中的獨立處理器，其功能與其他內(nèi)存和進程隔離。它的設(shè)計目的是，即使設(shè)備的其他部分受到攻擊，攻擊者也無法訪問它。除了生物識別技術(shù)，它還能存儲和保護用戶的支付信息、密碼、鑰匙鏈和健康數(shù)據(jù)。

蘋果的 The Secure Enclave 只是 TEE 的一個例子。由于大多數(shù)計算機都要處理敏感數(shù)據(jù)和計算，幾乎所有的處理器制造商現(xiàn)在都提供了某種形式的 TEE。英特爾提供軟件防護擴展（SGX），AMD 有 AMD 安全處理器，ARM 有 TrustZone，高通提供 Secure Foundation，而 Nvidia 的最新 GPU 則帶有保密計算功能。

TEE 也有軟件變體。例如，AWS Nitro Enclaves 允許用戶創(chuàng)建隔離的計算環(huán)境，以保護和處理亞馬遜常規(guī) EC2 實例中的高度敏感數(shù)據(jù)。同樣，谷歌云和微軟 Azure 也提供保密計算。

蘋果公司最近還宣布推出私有云計算（Private Cloud Compute），這是一個云智能系統(tǒng)，旨在私下處理設(shè)備無法在本地提供服務(wù)的人工智能請求。類似的，OpenAI 也在為人工智能云計算開發(fā)安全基礎(chǔ)設(shè)施。

TEE 之所以令人興奮，部分原因是它們在個人電腦和云服務(wù)提供商中無處不在。它使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建受益于用戶敏感數(shù)據(jù)的應(yīng)用，而不必擔心數(shù)據(jù)泄露和安全漏洞。它還能通過生物識別身份驗證和密碼等創(chuàng)新技術(shù)直接改善用戶體驗。

那么，這些與加密貨幣有什么關(guān)系呢？

遠程證明

TEE 為外部無法篡改的計算提供了可能，而區(qū)塊鏈技術(shù)也能提供類似的計算保證。智能合約本質(zhì)上是計算機代碼，一旦部署，就會自動執(zhí)行，外部參與者無法更改。

不過，在區(qū)塊鏈上運行計算有一些限制：

• 與普通計算機相比，區(qū)塊鏈的處理能力有限。例如，以太坊上的一個區(qū)塊每 12 秒生成一次，最多只能容納 2 MB 的數(shù)據(jù)。這比軟盤的容量還小，而軟盤已是一種過時的技術(shù)。雖然區(qū)塊鏈的速度越來越快，功能也越來越強大，但它們?nèi)匀粺o法執(zhí)行復(fù)雜的算法，比如 FaceID 背后的算法。

• 區(qū)塊鏈缺乏原生隱私。所有分類賬數(shù)據(jù)對所有人都是可見的，因此不適合依賴個人身份、銀行余額、信用評分和病史等隱私信息的應(yīng)用。

TEE 并無這些限制。雖然 TEE 的速度比普通處理器慢，但它們?nèi)匀槐葏^(qū)塊鏈快上幾個數(shù)量級。此外，TEE 本身具有隱私保護功能，默認情況下會對所有處理過的數(shù)據(jù)進行加密。

當然，需要隱私和更強計算能力的鏈上應(yīng)用可以從 TEE 的互補功能中獲益。但是，區(qū)塊鏈是高度可信的計算環(huán)境，賬本上的每個數(shù)據(jù)點都應(yīng)可追溯到其來源，并在眾多獨立計算機上復(fù)制。相比之下，TEE 流程發(fā)生在本地物理或云環(huán)境中。

所以，我們需要一種方法來結(jié)合這兩種技術(shù)，這就需要用到遠程驗證。那么，何為遠程證明，讓我們繞道中世紀，先了解一下背景。

在電話、電報和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)發(fā)明之前，由人類信使傳遞手寫信件是遠距離發(fā)送信息的唯一方式。但是，收信人如何才能確保信息真正來自原定的發(fā)信人，并且沒有被篡改呢？數(shù)百年來，蠟封成為了這一問題的解決方案。

裝有信件的信封會用熱蠟蓋上獨特而復(fù)雜的圖案，通常是國王、貴族或宗教人物的紋章或標志。由于每個圖案對發(fā)信人來說都是獨一無二的，沒有原始印章幾乎無法復(fù)制，因此收信人可以確信信件的真實性。此外，只要印章完好無損，收件人也可以確信信息未被篡改。

英國國璽（Great Seal of the Realm）：用來象征君主批準國家文件的印章

遠程證明相當于現(xiàn)代的印章，即由 TEE 生成的加密證明，允許持有者驗證其中運行的代碼的完整性和真實性，并確認 TEE 未被篡改。其工作原理如下：

• TEE 生成一份報告，其中包含有關(guān)其狀態(tài)和內(nèi)部運行代碼的信息。

• 該報告使用只有真正的 TEE 硬件才能使用的密鑰進行加密簽名。

• 簽名后的報告將發(fā)送給遠程驗證器。

• 驗證器會檢查簽名，確保報告來自真正的 TEE 硬件。然后檢查報告內(nèi)容，確認預(yù)期代碼正在運行且未被修改。

• 如果驗證成功，遠程方就可以信任 TEE 及其內(nèi)部運行的代碼。

為了將區(qū)塊鏈與 TEE 進行結(jié)合，這些報告可以發(fā)布在鏈上，并由指定的智能合約驗證證明。

那么，TEE 如何幫助我們構(gòu)建更好的加密貨幣應(yīng)用呢？

TEE 在區(qū)塊鏈中的實際用例

作為以太坊 MEV 基礎(chǔ)設(shè)施中的「領(lǐng)導(dǎo)者」，F(xiàn)lashbot 的解決方案 MEV-boost 將區(qū)塊提議者與區(qū)塊構(gòu)建者分開，并在兩者之間引入了一個名為「中繼器」的可信實體中介。中繼器驗證區(qū)塊的有效性，進行拍賣以選出獲勝的區(qū)塊，并防止驗證者利用構(gòu)建者發(fā)現(xiàn)的 MEV 機會。

MEV-Boost 架構(gòu)

然而，如果中繼器是中心化的，比如三個中繼器處理超過 80% 的區(qū)塊，仍會出現(xiàn)問題。正如這篇博文所概述的，這種中心化存在著中繼器審查交易、與構(gòu)建者串通給予某些交易優(yōu)先于其他交易的風(fēng)險，以及中繼器本身可能竊取 MEV 的風(fēng)險。

那么，為什么智能合約不直接實施中繼功能呢？首先，中繼軟件非常復(fù)雜，無法直接在鏈上運行。此外，使用中繼器是為了保持輸入（由構(gòu)建者創(chuàng)建的區(qū)塊）的私密性，以免 MEV 被盜。

TEE 就能很好解決這一問題。通過在 TEE 中運行中繼軟件，中繼器不僅可以保持輸入?yún)^(qū)塊的私密性，同時還能證明獲勝區(qū)塊是在沒有串通的情況下公平選出的。目前，F(xiàn)lashbots 正在開發(fā)的 SUAVE（正在測試中）就是一種由 TEE 驅(qū)動的基礎(chǔ)設(shè)施。

最近，本刊和 CMT Digital 探討了有關(guān)解決者（Solver）網(wǎng)絡(luò)和意圖（Intent）如何幫助鏈抽象并解決加密貨幣應(yīng)用的用戶體驗問題，我們都提到了這么一個解決方案，即訂單流拍賣，它是在 MEV boost 中進行的拍賣的通用版本，而 TEE 可以提高這些訂單流拍賣的公平性和效率。

此外，TEE 對 DePIN 應(yīng)用也有很大幫助。DePIN 是貢獻資源（如帶寬、計算、能源、移動數(shù)據(jù)或 GPU）以換取代幣獎勵的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，因此供應(yīng)方完全有動機通過改變 DePIN 軟件來欺騙系統(tǒng)，例如，顯示同一設(shè)備的重復(fù)貢獻，以賺取更多獎勵。

不過，正如我們所見，大多數(shù)現(xiàn)代設(shè)備都有某種形式的內(nèi)置 TEE。DePIN 項目可以要求生成通過 TEE 創(chuàng)建的設(shè)備唯一標識符的證明，確保設(shè)備是真實的，并運行預(yù)期的安全軟件，進而遠程驗證貢獻是否合法且安全。Bagel 就是一個正在探索使用 TEE 的數(shù)據(jù) DePIN 項目。

另外，TEE 在 Joel 近日探討的 Passkey 技術(shù)中也發(fā)揮了重要作用。Passkey 是一種將私鑰存儲在本地設(shè)備或云解決方案 TEE 中的身份驗證機制，用戶無需管理助記詞，且支持跨平臺錢包，允許社交和生物認證，并簡化了密鑰的恢復(fù)流程。

Clave 和 Capsule 將該技術(shù)運用于嵌入式消費錢包，而硬件錢包公司 Ledger 則使用 TEE 生成和存儲私鑰。CMT Digital 投資的 Lit Protocol 為應(yīng)用、錢包、協(xié)議和人工智能代理的開發(fā)者提供去中心化簽名、加密和計算的基礎(chǔ)設(shè)施。該協(xié)議使用 TEE 作為其密鑰管理和計算網(wǎng)絡(luò)的一部分。

TEE 也有其他變體。隨著生成式 AI 的發(fā)展，要區(qū)分 AI 生成的圖像和真實圖像變得越來越困難。為此，索尼、尼康和佳能等大型相機制造商正在集成為捕獲的圖像實時分配數(shù)字簽名的技術(shù)。它們還為第三方提供基礎(chǔ)設(shè)施，通過驗證證明來檢查圖像的出處。雖然這種基礎(chǔ)設(shè)施目前是中心化的，但我們希望這些證明將來能在鏈上得到驗證。

上周，我寫了一篇關(guān)于 zkTLS 如何以可驗證的方式將 Web2 信息引入 Web3 的文章。我們討論了使用 zkTLS 的兩種方法，包括多方計算（MPC）與代理。而 TEE 提供了第三種方法，即在設(shè)備的安全飛地中處理服務(wù)器連接，并在鏈上發(fā)布計算證明。Clique 就是一個正在實施基于 TEE 的 zkTLS 的項目。

此外，以太坊 L2 解決方案 Scroll 和 Taiko 正在嘗試多證明方法，旨在將 TEE 與 ZK 證明集成在一起。TEE 可以更快、更經(jīng)濟高效地生成證明，且不會增加最終時間。它們通過增加證明機制的多樣性以及減少錯誤和漏洞補充了 ZK 證明。

在基礎(chǔ)設(shè)施層面，也出現(xiàn)了一些支持越來越多的應(yīng)用使用 TEE 遠程證明的項目。Automata 正在推出一個模塊化驗證鏈，作為 Eigenlayer AVS，充當遠程驗證的注冊中心，使其可公開驗證并易于訪問。Automata 與各種 EVM 鏈兼容，可在整個 EVM 生態(tài)中實現(xiàn)可組合的 TEE 證明。

另外，F(xiàn)lashbots 正在開發(fā)一種 TEE 協(xié)處理器 Sirrah，用于在 TEE 節(jié)點和區(qū)塊鏈之間建立安全通道。Flashbots 還為開發(fā)人員提供代碼，以創(chuàng)建可輕松驗證 TEE 證明的 Solidity 應(yīng)用。他們正在使用上文提到的 Automata 驗證鏈。

「玫瑰是帶刺的」

雖然 TEE 用途廣泛，且已應(yīng)用于加密貨幣的各個領(lǐng)域，但采用該技術(shù)并非沒有挑戰(zhàn)。希望采用 TEE 的構(gòu)建者們能夠牢記其中一些要點。

首先，最主要的考慮因素是 TEE 需要一個可信設(shè)置。這意味著，開發(fā)人員和用戶必須相信設(shè)備制造商或云提供商會堅持安全保證，不會擁有（或向政府等外部行為者提供）進入系統(tǒng)的后門。

另一個潛在問題是邊信道攻擊（SCA）。想象一下在教室里進行的選擇題測試，雖然你看不到任何人的試卷，但你完全可以觀察到邊上同學(xué)在選擇不同答案時花費時間的長短。

邊信道攻擊的原理類似。攻擊者利用功耗或時序變化等間接信息來推斷 TEE 內(nèi)處理的敏感數(shù)據(jù)。要減少這些漏洞，需要仔細實施加密操作和恒定時間算法，以盡量減少 TEE 代碼執(zhí)行過程中的可觀測變化。

英特爾 SGX 等 TEE 已被證實存在漏洞。2020 年的 SGAxe 攻擊利用英特爾 SGX 中的漏洞從安全飛地中提取了加密密鑰，可能會泄露云環(huán)境中的敏感數(shù)據(jù)。 2021 年，研究人員展示了「SmashEx」攻擊，該攻擊可導(dǎo)致 SGX 飛地崩潰，并可能泄露機密信息。「Prime+Probe」技術(shù)也是一種邊信道攻擊，可通過觀察緩存訪問模式從 SGX 外圍設(shè)備中提取加密密鑰。所有這些例子都凸顯了安全研究人員與潛在攻擊者之間的 「貓鼠游戲」。

世界上大多數(shù)服務(wù)器都使用 Linux 的一個原因就是它強大的安全性。這得益于它的開放源代碼特性，以及成千上萬的程序員不斷測試軟件并解決出現(xiàn)的漏洞。同樣的方法也適用于硬件。OpenTitan 是一個開源項目，旨在使硅信任根（RoT，TEE 的另一個術(shù)語）更加透明、可信且安全。

未來展望

除了 TEE 之外，還有其他幾種隱私保護技術(shù)可供構(gòu)建者使用，比如零知識證明、多方計算和全同態(tài)加密。對這些技術(shù)進行全面比較超出了本文的討論范圍，但 TEE 有兩個比較突出的優(yōu)勢。

首先是其普遍性。其他技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)仍處于萌芽階段，而 TEE 已成為主流，并集成到了大多數(shù)現(xiàn)代計算機中，為希望利用隱私技術(shù)的創(chuàng)始人們降低了技術(shù)風(fēng)險。其次，與其他技術(shù)相比，TEE 的處理開銷要低得多。雖然這一特性涉及到安全權(quán)衡，但對于許多使用案例來說，它不失為一種實用的解決方案。

最后，如果您正在考慮 TEE 是否適合您的產(chǎn)品，請自問以下問題：

• 產(chǎn)品是否需要在鏈上證明復(fù)雜的鏈外計算？

• 應(yīng)用輸入或主要數(shù)據(jù)點是否需要隱私化？

如果答案都是肯定的，那么 TEE 就值得一試。

不過，考慮到 TEE 仍容易受到攻擊的事實，請時刻保持警惕。如果應(yīng)用的安全價值低于攻擊成本（攻擊成本可能高達數(shù)百萬美元），您可以考慮單獨使用 TEE。但是，如果你正在構(gòu)建「安全至上」的應(yīng)用，如錢包和 Rollup，則應(yīng)考慮使用去中心化 TEE 網(wǎng)絡(luò)（如 Lit Protocol），或?qū)?TEE 與其他技術(shù)（如 ZK 證明）結(jié)合使用。

與構(gòu)建者不同，投資者可能更關(guān)心 TEE 的價值體現(xiàn)，以及是否會有價值數(shù)十億美元的公司因這項技術(shù)崛起。

從短期來看，在許多團隊不斷嘗試使用 TEE 的過程中，我們認為價值將在基礎(chǔ)設(shè)施層面產(chǎn)生，包括特定于 TEE 的 Rollup（如 Automata 和 Sirrah），以及為使用 TEE 的其他應(yīng)用提供關(guān)鍵構(gòu)件的協(xié)議（如 Lit）。隨著更多 TEE 協(xié)處理器的推出，鏈外隱私計算的成本將會降低。

而從長遠來看，我們預(yù)計利用 TEE 的應(yīng)用和產(chǎn)品的價值將超過基礎(chǔ)設(shè)施層。不過，需要注意的是，用戶采用這些應(yīng)用并不是因為它們使用了 TEE，而是因為它們是解決真正問題的優(yōu)秀產(chǎn)品。我們已在 Capsule 等錢包中看到了這一趨勢，與瀏覽器錢包相比，Capsule 的用戶體驗得到了極大改善。許多 DePIN 項目可能僅使用 TEE 進行身份驗證，而不是將其作為核心產(chǎn)品的一部分，但它們也將積累巨大的價值。

每過一周，我們對「我們正處于從胖協(xié)議論向胖應(yīng)用論轉(zhuǎn)變的階段」這一論斷的信心就會增強一分。我們希望 TEE 等技術(shù)也能順應(yīng)這一趨勢。X 上的 timeline 不會告訴你這一點，但隨著 TEE 等技術(shù)的成熟，加密貨幣領(lǐng)域?qū)⒂瓉砬八从械募尤诵牡臅r刻。

以上就是各種區(qū)塊鏈技術(shù)TEE 為何如此重要的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于TEE 為外部無法篡改的計算提供了可能的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！