TEE技術在Web3領域的應用與前景

自比特幣和以太坊誕生以來，加密貨幣行業一直面臨"不可能三角"的挑戰。雖然支付通道、Rollup和模塊化區塊鏈等方案不斷湧現，但都無法做到完全通用。針對特定場景的定制化需求，如可編程籤名，仍需要其他技術方案的支持。

隨着行業的發展，可信執行環境(TEE)逐漸融入Web3生態。TEE通過提供硬件級的數據隔離和完整性保護，在保證安全的同時爲加密貨幣應用帶來了新的可能性。本文將探討TEE在Web3中的應用方式，揭示其巨大潛力及未來可能出現的新場景。TEE有望在MEV、底層公鏈性能擴展和免信任籤名等方面發揮重要作用，在所有需要隱私保護的場景中佔據一席之地。

TEE簡介

TEE是處理器或數據中心內隔離出的安全區域，可以在其中執行程序而不受包括操作系統在內的其他程序幹擾。TEE通過特殊硬件確保外部實體無法觀測或訪問其內部數據，無論是運行TEE的主機操作系統還是雲服務提供商，都無法看到TEE內的敏感信息。這是TEE的安全性特徵，爲敏感計算和數據提供了保護。

TEE的另一個重要特性是完整性，即在TEE中運行的代碼完全按預設邏輯執行，不存在外部操縱的可能。TEE硬件會對外提供內部執行代碼的哈希值及其籤名，任何與TEE交互的人都可以核對這個哈希值，確定TEE內部運行的程序是否正確。

TEE內部有一個由硬件制造商設置的根密鑰，用於生成籤名。密鑰生成方法包括"密鑰注入"和內部隨機生成兩種。較新的方法是在TEE內部嵌入隨機數模塊，在首次使用時自動生成密鑰，這樣連芯片制造商也無法知道密鑰內容。

用戶可以通過遠程認證(Remote Attestation)驗證TEE內執行的程序是否與公開的代碼一致。雖然TEE提供了高度的安全性和完整性保證，但用戶仍需要信任硬件供應商正確實施了完整的工藝流程，且硬件中不包含後門。

Web3中的典型TEE應用場景

TEE-Boost：去中心化區塊構建

在以太坊生態中，TEE被用於解決MEV的中心化問題。目前大多數節點接入的MEV-Boost高度依賴集中化的Relay服務。爲解決這一問題，TEE-Boost提出了一種革命性方法，利用TEE消除對Relay的信任假設，同時保留MEV-Boost架構內的所有安全保證。

TEE-Boost取代了Relay這個角色，讓Builder直接在TEE中運行代碼，通過遠程驗證來證明生成的區塊有效。Proposer直接對接多個Builder，選出小費最多的區塊頭並籤名，之後Builder再出示完整的區塊內容。這種方式避免了區塊內容的提前泄露風險。

Rollup-Boost：TEE擴展Layer2

Rollup-Boost是由Flashbot、Uniswap Labs和OP Labs合作開發的Rollup構建方案，目前被用於Unichain。它實現了兩個擴展模塊：250ms確認的"Flashblocks"和可驗證的優先級排序。

Flashblocks核心是在TEE內將交易打包並生成區塊碎片廣播出去，驗證者收集多個碎片打包爲完整區塊。這種方法提高了帶寬利用率，可以提升TPS並加快交易確認速度。由於區塊碎片在TEE內生成，驗證者可以省去驗證區塊數據的工作量。

可驗證優先級排序利用TEE特性提供可信的交易排序結果，確保交易嚴格按照支付的優先費用排序，不會被區塊構造者做手腳。

DeepSafe：新一代免信任門限籤名方案

DeepSafe引入TEE和ZK技術，創新了全流程保密的抽籤+籤名方案，名爲CRVA（加密隨機AI驗證網路）。CRVA通過抽籤算法隨機選擇驗證節點，驗證消息有效性並生成門限籤名。

CRVA利用TEE和ZK的隱私保護功能隱藏驗證人身分，防止內部串謀或黑客攻擊。節點核心模塊運行在TEE內，使用臨時公鑰和ZK證明保護身分隱私。通過鏈上VRF函數隨機選擇驗證者，構成匿名委員會。

這種方案的核心在於所有重要活動都發生在TEE內部，外界無法獲知具體過程，從根本上防止了串謀和外部攻擊。CRVA可應用於多簽錢包、資產托管、跨鏈橋和預言機等多個場景。

TEE的未來應用

TEE協處理器：連接Web2和Web3

TEE協處理器是TEE未來最有前景的應用之一。它使用可證明的鏈下計算取代成本高昂的鏈上計算，爲EVM生態內的智能合約提供低成本且隱私的計算能力。例如，可以將復雜的AMM算法放在TEE內執行，減少鏈上gas消耗。

此外，TEE協處理器還可以創造新的應用類型，如允許智能合約控制社交媒體帳戶，或在TEE內調用LLM的API實現復雜的條件判斷。目前正在探索基於TEE的AI預言機，爲預測市場提供更準確的事件結果。

加密內存池和隱私交易

基於TEE可以構建完全隱私的交易處理工作流。傳統內存池容易受到MEV攻擊，而基於TEE的加密內存池可以確保交易在整個生命週期內高度保密。用戶向TEE排序器提交加密交易，整個解密、排序、執行過程都在TEE內進行，外部不可見。

TEE多證明器系統

TEE還可以爲Rollup充當證明器，作爲ZK和OP之外的技術補充。多個知名Rollup項目採用了TEE證明器，這種方法比ZK更高效快速，也便於迭代。

結語

TEE代表了區塊鏈領域最重要的技術發展之一，爲解決性能、隱私和去中心化之間的矛盾提供了可行途徑。通過硬件保證的隔離性和完整性，TEE能夠支持新的應用類別，同時保持區塊鏈系統的信任最小化特性。

從MEV-Boost的去中心化區塊構建到Rollup-Boost的性能提升，再到DeepSafe的高級安全機制，TEE技術展現了巨大的變革潛力。這些應用證明TEE能夠帶來實際效益，同時爲未來更具雄心的應用奠定基礎。

區塊鏈基礎設施的未來可能是多種技術的復雜組合，每種技術針對特定用例和安全需求進行優化。TEE將在這個多方面的生態系統中發揮關鍵作用，提供將區塊鏈應用推向主流所需的性能和功能，同時保留其獨特的去中心化、無需信任的屬性。