【英文】基于可信执行环境(TEE)的私密证明委托简介
快链头条 2025-05-29 02:01:55
TEE
在典型的 zk 应用中,用户常通过手机或浏览器在本地生成 SNARK 证明,确保私密数据不离开设备。但由于这些设备算力有限,复杂语句的证明往往力不从心。为解决计算瓶颈,证明委托(proof delegation)的思路应运而生:用户可将计算任务交给具备强大算力的外部服务器。但如果直接发送原始数据进行委托,会破坏零知识性,因此隐私证明委托(Private Proof Delegation, PPD)应运而生,强调加密传输私密输入。常见的隐私方案包括 MPC(多方计算)、FHE(同态加密)和 TEE(可信执行环境)三类。本文聚焦 TEE 方案,它在当前云计算环境中最为实用,依赖硬件隔离与内存加密,确保数据计算全程在一个受保护的环境内进行,操作系统、管理程序均无法访问或篡改。此外,通过远程认证(remote attestation),客户端还能在数据发送前确认该环境确实运行了预期代码。TEE 成为无需信任服务器运营方,即可实现私密计算的重要基础。
TEE-based 私密证明委托系统主要由五部分构成:客户端、TD Host(宿主操作系统)、TD Guest(TEE 虚拟机)、远程认证服务方与验证者。客户端希望生成基于私密输入的 zk 证明但缺乏算力,因此将任务转交给 TD Guest。TD Host 运行 TEE 虚拟机(如 Intel TDX 中的 Trusted Domain, TD),但无法访问其中数据。TD Guest 内部运行 zk Prover,通过安全通道(如基于 TLS 或 Keylime 的 mTLS)接收来自客户端的加密数据,进行证明运算,并将结果返回。为确保信任基础,客户端会先请求 TD Guest 生成「TD Quote」,并通过认证服务验证 TEE 状态是否合法、可信。系统不仅在启动时进行「launch-time attestation」,还结合 Linux IMA 和 Keylime 实现「runtime attestation」,实时监控 TEE 中二进制文件、配置、库等是否被篡改。双层认证机制使得客户端能够放心地将敏感数据传入 TEE。证明计算过程本身无需特殊修改,可使用标准 zk SNARK 工具链完成,提升部署兼容性与工程灵活性。
实验以 Azure 平台上的 Intel TDX TEE 虚拟机为基础,对 Semaphore 与 zkEmail 两类典型电路进行了评估,涵盖纯 TEE 内证明、普通虚拟机证明与端到端委托模式(含认证)的对比。在 Semaphore 场景中,端到端延迟平均约 2.9 秒,其中 Keylime 与 TDX 认证合计仅占约 1.7 秒,证明时间约 1.1 秒,表明 TEE 认证延迟可接受,适合嵌入交互式或按需证明流程。zkEmail 场景中因电路复杂,证明时间高达 67 秒以上,但 TEE 的相对开销低于 5%,对整体性能影响有限。相较于 MPC 协议(如 CoCircom 协同证明耗时约 700ms)或手机本地证明(MoPro 平均 165~1267ms,但受限于内存瓶颈),TEE 在通用性、安全性与成本之间提供了均衡方案。尤其在云环境中,启用 TEE 的 VM 月费用仅增加 2 美元,而 MPC 需部署多个节点,成本显著更高。整体来看,TEE 架构已具备生产级部署潜力,尤其适用于数据隐私、安全可验证性与性能要求并存的 zk 应用场景。【原文为英文】\n原文链接
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