Блокчейн по своей сути отличается прозрачностью — это необходимо для обеспечения безопасности и доверия к системе. Однако открытость становится проблемой, когда требуется скрыть чувствительные данные от посторонних. В таких случаях может помочь технология Trusted Execution Environments (TEE), или «доверенная среда исполнения».
Trusted Execution Environment (TEE) представляет собой изолированную на аппаратном уровне область системы, которая защищает код и данные от внешнего доступа. По сути, это особая зона в процессоре, которая обеспечивает защиту обработки данных даже в случае, если операционная система была скомпрометирована. Можно представить TEE как своеобразный «чёрный ящик» на чипе: всё, что происходит внутри, невозможно прочитать или изменить извне. При этом TEE не является уникальной технологией для блокчейна — её уже давно применяют в смартфонах и компьютерных процессорах.
Основная цель TEE-криптографии заключается в том, чтобы сделать удалённые вычисления максимально безопасными. Например, пользователь может захотеть выполнить программу на компьютере, которому он не доверяет. При этом ему важно получить корректные результаты и быть уверенным, что его исходные данные не будут скомпрометированы. В блокчейн-средах эта проблема особенно актуальна, поскольку децентрализованные узлы принадлежат разным людям, и ни один из них не должен иметь возможности влиять на подобные процессы.
Принцип работы TEE заключается в том, что она функционирует как отдельная часть системы (анклав), которая недоступна для любых программ, кроме нескольких заранее одобренных пользователем. Для шифрования и расшифровки данных используется защитный модуль в процессоре, отвечающий за TEE. Устройство получает на входе шифротекст, выполняет внутри необходимые вычисления и передаёт результат вовне. Анклав также формирует криптографическое доказательство подлинности выполняемого кода, которое подтверждается подписью производителя. Этот процесс известен как Remote Attestation, или «удалённая аттестация».
В качестве примеров технологий, которые могут служить основой для TEE, можно привести расширение Intel SGX (Software Guard Extensions) от компании Intel. Оно отвечает за набор инструкций по созданию программно-аппаратных анклавов приложениями. Ещё один пример — технология ARM TrustZone, на базе которой в операционной системе Android может работать Trusted Execution Environment.
Применение TEE в блокчейн-средах зависит от идей разработчиков конкретных проектов. Среди возможных вариантов использования доверенной среды исполнения можно выделить следующие: обработка скрытой информации — например, закрытых смарт-контрактов, конфиденциальных параметров в DeFi, управление криптографическими ключами; оптимизация работы — часть вычислений проводится оффчейн в закрытой доверенной среде, а результаты верифицируются ончейн; организация системы голосования — например, сбор голосов в рамках управления DAO с последующей обработкой, подсчётом и публичным оглашением результатов при сохранении тайны голосования; защита от MEV-атак — перенос обработки части чувствительных данных в защищённую изолированную среду может помочь противостоять атакам с максимальной извлекаемой ценностью, когда недобросовестный пользователь использует публичную доступность данных; повышение производительности — в некоторых сценариях использование TEE для повышения конфиденциальности вычислений может быть предпочтительнее, чем применение криптографических альтернатив вроде доказательства с нулевым разглашением (ZKP) или полностью гомоморфного шифрования (FHE).
Хотя TEE является одним из способов обеспечения конфиденциальности вычислений, она не является единственным решением. В блокчейн-системах всё чаще используются технологии ZKP и FHE, которые позволяют исключить необходимость доверия пользователя к другой стороне. В отличие от них, TEE переносит это доверие на производителя чипа, например, на компанию Intel. Если аппаратно-программное решение производителя будет скомпрометировано, конфиденциальность окажется под угрозой.
Ещё один аспект, который стоит учитывать при выборе технологии, — это производительность. FHE позволяет выполнять математические операции над зашифрованными данными, а после расшифровки пользователь получает итог вычислений, как если бы операции выполнялись над исходными открытыми данными. То есть данные не раскрываются в процессе вычислений. Однако вычисления в FHE происходят значительно медленнее обычных из‑за сложной криптографии и роста шума по мере увеличения операций над шифротекстом. В TEE же не требуется такая избыточная криптография, поскольку защищена сама среда исполнения.
Разработчики, внедряя тот или иной метод, преследуют разные цели. Например, ZKP подтверждает знание информации без её раскрытия. Здесь акцент делается не столько на вычислениях, сколько на подтверждении знания валидных данных. На практике эти подходы не столько конкурируют, сколько дополняют друг друга.
Среди проектов, использующих TEE, можно выделить Secret Network — блокчейн с конфиденциальными смарт-контрактами на основе TEE. Сеть была запущена в 2020 году. Разработчики позиционируют проект как «центр конфиденциальных вычислений для Web3» и блокчейн, где «конфиденциальность обеспечена по умолчанию благодаря технологии доверенной среды исполнения».
Ещё один проект — Phala Network. Изначально он создавался как парачейн Polkadot, а сейчас представляет собой децентрализованную облачную платформу конфиденциальных вычислений, ориентированную в том числе на искусственный интеллект. Phala Network использует TEE как для обработки данных, так и для запуска ресурсоёмких программ.
Также стоит упомянуть блокчейн первого уровня Oasis Network, который использует доверенную среду исполнения. Разработчики описывают своё решение как «ориентированное на конфиденциальность», где взаимодействие с TEE реализовано на особом архитектурном уровне ParaTime layer.
Таким образом, технология Trusted Execution Environments даёт блокчейнам возможность выполнять конфиденциальные вычисления. Однако она не является панацеей из‑за зависимости от доверия к производителю чипа, уязвимости к физическим атакам и сложности разработки. Доверенная среда исполнения не заменяет другие криптографические методы, такие как полностью гомоморфное шифрование или доказательство с нулевым разглашением. Напротив, все эти решения всё чаще дополняют друг друга.
Данный материал и информация в нём не являются индивидуальной или иной другой инвестиционной рекомендацией. Мнение редакции может не совпадать с мнениями аналитических порталов и экспертов.