A Sending Labs está na vanguarda da criação de uma pilha de protocolo de comunicação descentralizada que confronta diretamente os problemas inerentes de centralização do TCP/IP. Esta iniciativa suporta a comunicação peer-to-peer baseada em carteira, transformando fundamentalmente a infraestrutura da internet para elevar significativamente a segurança, a privacidade e o empoderamento do usuário.

Visão geral da pilha de protocolos TCP/IP do Web2

Na era Web2, a comunicação, computação e armazenamento juntos formam a pedra angular da Internet. Entre eles, a pilha de protocolos TCP/IP é a forma mais básica e abrangente de comunicação em rede. Ele percorre todos os níveis e fornece um framework de comunicação unificado e padrão para todos os níveis, desde a camada física até a camada de aplicação. Quase todas as aplicações Web2 dependem direta ou indiretamente deste sistema. Portanto, a pilha de protocolos TCP/IP tornou-se a base padronizada para a comunicação na Internet.

Problemas com o Protocolo TCP/IP na Era da Web2

Com a evolução da tecnologia da Internet, a pilha de protocolos TCP/IP começou a revelar alguns problemas estruturais. Essas falhas espreitam na nossa utilização diária da web. O impacto desses problemas pode ser concretamente demonstrado usando o exemplo de dois utilizadores a comunicar através de uma aplicação de chat. Suponha que o utilizador A envia uma mensagem para o utilizador B. A mensagem é primeiro dividida em vários pacotes de dados e depois transmitida para o utilizador B através de vários servidores na Internet.

• Na camada de aplicação, quando os utilizadores acedem ao site da aplicação, precisam de depender do DNS para resolver o endereço de serviço. Se o DNS estiver contaminado ou atacado, os utilizadores podem aceder acidentalmente a um servidor malicioso, resultando em fugas de privacidade ou manipulação de dados.
• Na camada de transporte, se a Autoridade de Certificação (CA) em que o protocolo SSL/TLS se baseia for atacada ou perder a confiança, as comunicações entre os utilizadores podem ser interceptadas ou adulteradas por uma terceira parte. Por exemplo, se as mensagens de um utilizador forem transmitidas através de um canal não seguro, os hackers podem interceptar esses pacotes ou até falsificar informações falsas. Ao mesmo tempo, a dependência dessas CAs centralizadas traz riscos de confiança.
• Na camada de rede, devido aos endereços IP dos serviços de aplicação serem controlados e alocados por algumas organizações, a natureza limitada dos endereços IP e o problema da alocação centralizada levam a que os direitos de controlo dos recursos se concentrem principalmente nas mãos de alguns países e organizações, o que não só resulta numa distribuição injusta, como também torna a arquitetura de rede inteira vulnerável à ameaça do controlo centralizado.

A centralização inerente do TCP/IP leva a problemas enraizados que não podem ser resolvidos com soluções simples. Uma revisão tecnológica radical é necessária para alcançar a descentralização completa da pilha de protocolos, o que é crucial para resolver esses problemas fundamentais. A Sending Labs está na vanguarda desta transformação, trabalhando numa pilha de protocolos de comunicação descentralizada. Este novo modelo reinventará o TCP/IP, permitindo comunicação direta entre pares através de endereços de carteira, revolucionando a infraestrutura da internet e melhorando significativamente a segurança, privacidade e controle do utilizador.

Construir um Novo Padrão de Comunicação na Era Web3: Reconstruir a Pilha de Protocolos TCP/IP

Na era do Web3, precisamos reconstruir a pilha de protocolos TCP/IP para resolver os problemas no sistema atual. A versão Web3 da pilha de protocolos TCP/IP terá as seguintes características: Em primeiro lugar, garante um fornecimento ilimitado de endereços IP e evita o monopólio de recursos por alguns países ou organizações; em segundo lugar, transfere a autenticação de confiança da camada de transporte para um mecanismo descentralizado baseado na blockchain. Não mais dependente de uma única agência de certificação CA; em terceiro lugar, transfere protocolos-chave como DNS para a blockchain para se livrar da dependência de provedores de serviços DNS tradicionais; além disso, incentiva o público a configurar seus próprios roteadores para construir infraestrutura descentralizada de camada física; Por fim, o terminal de comunicação de rede recebe atributos financeiros, para que esteja diretamente relacionado ao sistema de contas da blockchain e suporte naturalmente funções financeiras.

Com a ajuda deste novo conjunto de protocolos, a forma de navegar na Internet será grandemente alterada no futuro: os utilizadores abrem um navegador, inserem o nome de domínio ENS e o navegador analisa o endereço correspondente através da blockchain e inicia um pedido de ligação. Antes de a ligação ser estabelecida, o sistema utiliza a assinatura digital do terminal e a autenticação do sistema DID baseado em blockchain para confirmar as identidades de ambas as partes comunicantes antes de estabelecer a ligação. Durante este processo, todos os dados são processados através de um enorme sistema de encaminhamento físico para garantir que os dados são transmitidos de uma extremidade à outra. Quando se trata de pagamento, porque o terminal de comunicação tem atributos financeiros, os utilizadores podem pagar diretamente para o endereço de carteira correspondente do ENS, evitando o risco de fraude de phishing e garantindo um pagamento seguro e fiável. Quer se trate de redes sociais, comércio eletrónico ou outras aplicações, irão herdar as características de segurança e descentralização da camada de rede e da camada de transporte.

A seguir, iremos introduzir em detalhe como implementar estas funcionalidades descentralizadas na camada de rede, camada de transporte, camada de aplicação e camada física.

Camada de Rede

O design da camada de rede precisa atender a quatro requisitos principais: primeiro, os endereços IP devem ser suficientes para garantir que o código de área do endereço seja distribuído de forma justa globalmente; segundo, o endereço IP deve ter atributos financeiros e pode ser diretamente associado à conta da blockchain; terceiro, antes de fazer a transição completa para a rede Web3, manter a compatibilidade com IPv4/IPv6; quarto, garantir a descentralização da resolução de nomes de domínio. Por esse motivo, temos dois principais tipos de endereços: endereços unicast e endereços anycast, incluindo:

• Endereço unicast: é único e determinístico. É composto por vários IDs, como ID de segmento de rede, ID de sub-rede, ID de host e ID de placa de rede. Pode determinar de forma única um dispositivo de placa de rede na rede. Realize o encaminhamento rápido com base nos prefixos de ID de segmentos de rede e sub-redes para reduzir a complexidade da tabela de encaminhamento.
• Endereço de anycast: Correspondente ao endereço da carteira, múltiplos endereços unicast podem ser associados para alcançar uma transmissão de dados eficiente. Este design não apenas otimiza a eficiência de roteamento da rede, mas também melhora consideravelmente a capacidade de fornecimento de endereços IP. Quando o remetente inicia uma solicitação de conexão para um endereço anycast, o roteador envia o pacote para o endereço unicast mais próximo associado ao endereço anycast com base na distância de roteamento. Como os serviços fornecidos por todos os endereços unicast associados ao endereço anycast são os mesmos, o remetente pode satisfazer suas necessidades de comunicação comunicando-se com qualquer endereço unicast.

Os endereços unicast alcançam uma roteamento rápido através de prefixos de endereço, e seu comprimento pode ser projetado para exceder endereços de carteira de 160 bits, que teoricamente podem ser fornecidos ilimitadamente. O endereço anycast é equivalente a um endereço de carteira, que atribui atributos financeiros ao endereço IP.

Então, como implementar a alocação de endereços unicast de forma descentralizada? Na era Web2, os endereços IP são atribuídos por autoridades centrais. Na Web3, esses endereços são alocados através de contratos inteligentes. O contrato inteligente gera vários ID de Licença NFT de segmento de rede com base no tamanho da rede e autoriza os operadores a gerenciar sub-redes específicas. Operadores que possuem IDs de segmento de rede podem subdividir sub-redes e vendê-las para operadores de nível inferior ou usuários finais. Os operadores operam nós de roteador para processar o tráfego de dados, alcançar lucratividade e garantir a distribuição justa e descentralizada de endereços IP.

Resolução de nome de domínio - protocolo DNS, embora seja definido na camada de aplicação em Web3, logicamente é mais semelhante a um protocolo para nomear terminais de transmissão de rede na camada de rede. Consideramos aqui como um protocolo de camada de rede, que pode ser reutilizado por outros protocolos de camada de aplicação. O DNS deve ser um protocolo de resolução on-chain em Web3, e a implementação deve ser algo semelhante ao ENS. O contrato on-chain define a relação correspondente entre o nome de domínio e o endereço da carteira, realizando assim a dependência da organização de nomes de domínio DNS e eliminando a dependência do centro, evitando assim o problema de poluição do DNS.

Para garantir que a rede possa operar normalmente e resolver o problema de inicialização a frio antes de estar totalmente dimensionada, precisamos tornar a rede compatível com os existentes IPv4/IPv6. Quando um router não consegue encontrar o endereço de destino na sua rede diretamente conectada, ele encapsulará os dados em pacotes IPv4/IPv6 e enviá-los-á para routers em outras sub-redes. O router receptor analisa esses pacotes e continua a encaminhar dentro da sub-rede até que o endereço de destino seja encontrado. Este processo é semelhante às fases iniciais da compatibilidade do IPv6 através de túneis na rede IPv4.

Além disso, o router também é responsável pela penetração na intranet. Quando os dados precisam entrar na intranet através do gateway IPv4, o dispositivo de roteamento da rede pública encaminhará essas conexões. Esses dispositivos atuam como proxies reversos para a intranet, permitindo que os dados entrem com segurança no endereço da intranet através do túnel.

Para realizar essas transformações na camada de rede, é necessário fazer melhorias correspondentes na camada física e na camada de transporte. A camada física requer equipamento de roteador suficiente e, ao mesmo tempo, incentiva os usuários finais, provedores de serviços de fibra ou operadores atuais de ISP a adquirir esses equipamentos para formar um efeito de rede e substituir gradualmente a rede IP existente. Na camada de transporte, são necessárias mais melhorias para verificar a associação de endereços anycast e unicast e garantir a segurança e a não falsificação das comunicações.

Camada de Transporte

Ao garantir a transmissão segura de dados, a camada de transporte elimina a confiança na CA e elimina a necessidade de depender de qualquer organização centralizada para o processo de certificação de segurança.

Normalmente, garantir a segurança das conexões à Internet (como sites que utilizam HTTPS) depende dos protocolos SSL/TLS, que contam com autoridades CA para verificar a autenticidade dos sites visitados. Esperamos adotar documentos DID baseados em blockchain para manter a segurança, eliminando a dependência de entidades centralizadas.

Este processo de autenticação mútua é realizado acedendo ao documento DID na cadeia. Uma vez que os endereços de anycast de ambas as partes já estão registados na blockchain e associados aos seus endereços de carteira, os serviços DNS necessários pelas CAs tradicionais já não são necessários. Uma vez que o documento DID e o endereço da carteira são encontrados e associados, e a parte correspondente fornece uma assinatura válida, é possível confirmar que a entidade com a qual está a comunicar é a proprietária legal do identificador.

Desta forma, é estabelecida uma ligação de carteira para carteira, permitindo uma transmissão de dados conveniente através de sockets. Semelhante à forma como o SSL/TLS opera num ambiente de socket específico, este sistema fornece uma nova opção para estas conexões.

Exemplo de Soquete

Propusemos algumas formas de reconstruir a camada de rede e a camada de transporte, o código de socket seguinte é um exemplo. Cada nível aborda os seus desafios específicos. Com base nisso, visto que o endereço da carteira tem funções financeiras - uma função que os endereços IP comuns não têm - podemos usar o código de socket para estabelecer uma ligação e depois enviar instruções de transação através dele.

Portanto, esta nova pilha de tecnologia TCP/IP integra as funcionalidades de SSL/TLS, encaminhamento de IP e transações financeiras. Abaixo está um pequeno código de exemplo.

Camada de Aplicação

Existem muitos protocolos de camada de aplicação na pilha de protocolos TCP/IP. Os comuns incluem HTTP(S), XMPP, SMTP, POP3, FTP, SIP, RTMP, CDN, etc. Tradicionalmente, esses protocolos dependiam de servidores centralizados, como o XMPP para servidores de mensagens instantâneas e o SMTP para servidores de email. No entanto, na era Web3, nós de rede descentralizados substituirão os servidores centrais tradicionais, e os protocolos de camada de aplicação já não se preocuparão com o servidor de aplicação. Além de definir o formato do pacote de dados na camada de transporte/camada de rede, esses protocolos baseiam-se na infraestrutura de rede descentralizada da camada de rede, permitindo que a camada de rede forneça uma rede descentralizada sólida para várias aplicações. Base.

Entre todos os protocolos da camada de aplicação, HTTPS, XMPP, SMTP, etc. são os mais comuns e formam a base das nossas atividades sociais diárias. Sob a arquitetura do Web3, desenvolvemos o primeiro exemplo de aplicação - um protocolo de aplicação social de mensagens instantâneas descentralizadas usando um protocolo semelhante ao XMPP. Neste protocolo, os utilizadores utilizam os seus endereços de carteira como contas sociais para conduzir conversas encriptadas de ponta a ponta, estabelecer grupos de conversa privados ou públicos, enviar mensagens de voz e vídeo e até mesmo realizar chamadas de áudio e vídeo. Estas reutilizam as capacidades de comunicação segura da camada de transporte e a extensa rede de nós da camada de rede, utilizando o endereço da carteira como uma nova identidade de rede.

Além dos protocolos de mensagens instantâneas semelhantes ao XMPP que fornecemos, a camada de aplicação também possui um grande número de cenários de aplicação, tais como:

• Aplicações Web baseadas em HTTP e HTTPS: Os programadores podem simplesmente implantar o seu site numa rede baseada no endereço da carteira/nome de domínio ENS, desfrutar de acesso de alta velocidade proporcionado pela partilha de largura de banda fornecida pela rede, garantindo ao mesmo tempo resistência à censura da aplicação e acesso seguro.
• Aplicações de correio, como SMTP/POP3: Com base nesta rede, os sistemas de correio descentralizados tornar-se-ão fáceis. Quando precisar de enviar um email para um proprietário de um domínio ENS, a sua aplicação só precisa de encontrar o nó correspondente ao endereço ENS através do endereçamento da camada de rede, carregar o email e o destinatário poderá descarregar o email a partir do nó.
• Aplicação do protocolo de distribuição de recursos CDN: Dependendo desta rede, os desenvolvedores podem distribuir seus dados para nós em dispositivos roteadores principais ou centros de dados. A enorme rede de nós construída com base no mecanismo de incentivo permitirá que os nós se espalhem quase por todo o mundo, aprofundando-se em cada casa. A vasta rede de nós permite que o protocolo CDN utilize eficientemente os recursos de largura de banda ociosos, permitindo que os desenvolvedores e usuários desfrutem de uma experiência de aplicação mais rápida.
• Aplicação de protocolos de streaming de mídia como SIP/RTMP/WebRTC: Dependendo de recursos extensivos de nós e compartilhamento de largura de banda ociosa, as aplicações de streaming de mídia podem realizar o armazenamento distribuído e o cache de conteúdo de mídia para acelerar o acesso e melhorar a velocidade de acesso e fluidez de mídia em streaming.
• Aplicação de protocolos de transferência e acesso a ficheiros, como FTP: Através de uma enorme rede de nós, combinada com o projeto de armazenamento descentralizado web3, a rede pode armazenar em cache ativamente os recursos de conteúdo de projetos como IPFS/Arweave, acelerar o acesso frequente ao conteúdo e melhorar a atividade e aplicação do âmbito do projeto.
• Aplicação de protocolos VPN como OpenVPN: As aplicações VPN podem utilizar racionalmente os recursos IP partilhados por dispositivos de encaminhamento, expandir consideravelmente o intervalo de recursos IP das aplicações e fornecer os recursos IP e de largura de banda mais básicos para VPN.
• Protocolos de fila de mensagens como Kafka e RabitMQ: As filas de mensagens são protocolos de camada de aplicação amplamente utilizados em aplicações distribuídas e em cluster. Um grande número de aplicações requer que elas implementem a comunicação entre módulos ou processos de aplicação. Na era web3, essas aplicações podem contar com uma extensa rede de nós e utilizar esses nós como transportadores naturais de filas de mensagens para fornecer serviços compartilhados e de alta velocidade para uma ampla gama de aplicações.

Camada Física

A ideia central da camada física é promover roteadores descentralizados através de incentivos, para que possam ser amplamente adotados pelas famílias e, em última análise, gerar efeitos de rede. Esses roteadores permitem aos usuários utilizar a largura de banda doméstica não utilizada para aumentar a capacidade global da rede. Ao integrar-se com nossos protocolos de camada de rede, esses dispositivos aprimoram as capacidades de cache e aceleração de dados para beneficiar as aplicações descentralizadas dentro do ecossistema. Esses dispositivos otimizam o uso da largura de banda e permitem aos usuários ganhar receitas com suas contribuições de largura de banda.

Numa fase inicial, podemos estabelecer uma ligação de transmissão diretamente ao terminal de comunicação através de um túnel IPv4 baseado na arquitetura IPv4. À medida que os nós se tornam mais populares, iremos atrair mais fornecedores de serviços de fibra ótica para se juntarem através de incentivos, para alcançar a interligação completa da nossa rede de hardware ao nível físico.

Conclusão

O impacto da reconstrução da pilha de protocolos TCP/IP irá muito além das alterações técnicas. Ao integrar o encaminhamento baseado em endereços de carteira, a resolução de nomes de domínio e a autenticação diretamente nos protocolos centrais da Internet, estamos construindo ativamente a base de uma web descentralizada. Ao adotar a comunicação de mensagens instantâneas descentralizada como nosso protocolo de camada de aplicação inicial, um ecossistema descentralizado integrando mensagens, transações financeiras e gestão de ativos digitais será formado no futuro. Esta mudança espera-se que melhore significativamente a privacidade, segurança e liberdade online, marcando um passo chave para alcançar uma internet aberta.

Como mencionado anteriormente, a SendingNetwork lançou um protocolo de mensagens descentralizado como o primeiro protocolo de camada de aplicação na nossa pilha de protocolos descentralizados. Os utilizadores podem utilizar o seu endereço de carteira para enviar mensagens encriptadas de ponta a ponta, participar em conversas privadas ou públicas e efetuar chamadas de voz e vídeo. A rede é composta pelos seguintes três papéis:

• Nó de borda: Responsável por encaminhar, retransmitir mensagens e apresentar prova de trabalho.
• Nó WatchDog: Envie mensagens de desafio aleatórias para o nó Edge para detetar o seu estado de execução.
• Nó guardião: Verificar a prova de trabalho do nó Edge e avaliar a sua qualidade de serviço, como a estabilidade, com base nos resultados do desafio do WatchDog.

A rede utiliza Proof of Relay como prova de trabalho para retransmissão de mensagens e utiliza Proof of Availability para avaliar a qualidade do serviço do nó. Atualmente, abrimos a primeira fase da rede de teste, na qual os nós Edge podem ganhar pontos através da retransmissão de mensagens. Em seguida, iremos gradualmente adicionar os papéis de WatchDog e Guardian à rede para garantir que a rede possa operar de forma estável em um ambiente descentralizado.

Convidamos os desenvolvedores e usuários a se juntarem a esta rede de mensagens e ajudarem os usuários da Web3 a interconectar-se entre diferentes aplicações através deste protocolo multiplataforma. Ao mesmo tempo, convidamos mais amigos com mentalidade semelhante a se juntarem a nós para testemunhar a transformação do TCP/IP, realizar verdadeiramente a interconexão do ecossistema Web3, criar um mundo online mais seguro, privado e descentralizado, e remodelar a infraestrutura de comunicações do futuro digital.

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