Sending Labs está na vanguarda da elaboração de um conjunto de protocolo de comunicação descentralizado que confronta diretamente as questões 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, privacidade e capacitação do usuário.

Visão geral da pilha de protocolos TCP/IP do Web2

Na era Web2, 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 ampla de comunicação em rede. Ele atravessa 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 desse sistema. Portanto, a pilha de protocolos TCP/IP se tornou 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 se escondem em nosso uso diário da web. O impacto desses problemas pode ser demonstrado de forma concreta usando o exemplo de dois usuários se comunicando por meio de um aplicativo de chat. Suponha que o usuário A envie uma mensagem para o usuário B. A mensagem é primeiro dividida em vários pacotes de dados e depois transmitida ao usuário B por meio de vários servidores na Internet.

• Na camada de aplicação, quando os usuários acessam o site do aplicativo, eles precisam confiar no DNS para resolver o endereço do serviço. Se o DNS estiver contaminado ou atacado, os usuários podem acessar acidentalmente um servidor malicioso, resultando em vazamentos de privacidade ou adulteração de dados.
• Na camada de transporte, se a Autoridade de Certificação (CA) na qual o protocolo SSL/TLS se baseia for atacada ou perder a confiança, as comunicações entre os usuários podem ser interceptadas ou manipuladas por terceiros. Por exemplo, se as mensagens de um usuário forem transmitidas por um canal não seguro, hackers podem interceptar esses pacotes ou até mesmo falsificar informações ruins. Ao mesmo tempo, a dependência dessas CAs centralizadas traz riscos de confiança.
• Na camada de rede, devido aos endereços IP dos serviços de aplicativos 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 controle de recursos estejam principalmente concentrados nas mãos de alguns países e organizações, o que não só resulta em distribuição injusta, como também torna a arquitetura de toda a rede vulnerável à ameaça de controle centralizado.

A centralização inerente do TCP/IP leva a problemas enraizados que não podem ser resolvidos com correções simples. Uma reformulação tecnológica radical é necessária para alcançar a descentralização completa do conjunto de protocolos, o que é crucial para abordar esses problemas fundamentais. A Sending Labs está na vanguarda dessa transformação, trabalhando em um conjunto de protocolos de comunicação descentralizada. Esse novo modelo reinventará o TCP/IP, permitindo comunicação direta entre pares por meio de endereços de carteira, revolucionando a infraestrutura da internet e melhorando muito a segurança, privacidade e controle do usuário.

Construindo um Novo Padrão de Comunicação na Era Web3: Reconstruindo a Pilha de Protocolos TCP/IP

Na era Web3, precisamos reconstruir o TCP/IP protocol stack para resolver os problemas no sistema atual. A versão Web3 do TCP/IP protocol stack terá as seguintes características: Primeiro, garante um fornecimento ilimitado de endereços IP e evita o monopólio de recursos por alguns países ou organizações; segundo, transfere a autenticação de confiança da camada de transporte para um mecanismo descentralizado baseado na blockchain. Não mais depende de uma única agência de certificação CA; em terceiro lugar, transfere protocolos-chave como DNS para a blockchain para se livrar da dependência de fornecedores de serviços DNS tradicionais; além disso, incentiva o público a configurar seus próprios roteadores para construir uma infraestrutura de camada física descentralizada; Por fim, o terminal de comunicação de rede é atribuído atributos financeiros para que esteja diretamente relacionado ao sistema de contas da blockchain e naturalmente suporte 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 da ligação ser estabelecida, o sistema utiliza a assinatura digital do terminal e a autenticação do sistema de 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 roteamento físico para garantir que os dados são transmitidos de uma ponta a outra. Quando se trata de pagamento, uma vez que o terminal de comunicação tem atributos financeiros, os utilizadores podem pagar diretamente para o endereço da carteira correspondente do ENS, evitando o risco de fraude de phishing e garantindo um pagamento seguro e confiável. Quer se trate de redes sociais, comércio eletrônico ou outras aplicações, estas herdarão as características de segurança e descentralização da camada de rede e da camada de transporte.

Em seguida, vamos apresentar em detalhes como implementar esses recursos descentralizados na camada de rede, camada de transporte, camada de aplicativo 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 compatibilidade com IPv4/IPv6; quarto, garantir a descentralização da resolução de nomes de domínio. Por esse motivo, temos dois tipos principais de endereços: endereços unicast e endereços anycast incluindo:

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

Endereços unicast alcançam roteamento rápido através de prefixos de endereço, e seu comprimento pode ser projetado para exceder os 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 endereço unicast de forma descentralizada? Na era Web2, os endereços IP são atribuídos por autoridades centrais. Na Web3, esses endereços são alocados por meio de contratos inteligentes. O contrato inteligente gera vários NFTs de ID de segmento de rede com base no tamanho da rede e autoriza 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 uma 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 como 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 como 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 nome 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 ser totalmente escalonada, precisamos tornar a rede compatível com os existentes IPv4/IPv6. Quando um roteador não consegue encontrar o endereço de destino em sua rede conectada diretamente, ele encapsulará os dados em pacotes IPv4/IPv6 e os enviará para roteadores em outras sub-redes. O roteador receptor analisa esses pacotes e continua o roteamento dentro da sub-rede até que o endereço de destino seja encontrado. Esse processo é semelhante às fases iniciais do IPv6 alcançando compatibilidade por meio de túneis na rede IPv4.

Além disso, o roteador 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 servidores proxy 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 equipamentos de roteador suficientes 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, precisamos de mais melhorias para verificar a associação de endereços anycast e unicast e garantir a segurança e inalterabilidade das comunicações.

Camada de Transporte

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

Tipicamente, garantir a segurança das conexões de Internet (como sites que usam HTTPS) depende dos protocolos SSL/TLS, que dependem das autoridades de CA para verificar a autenticidade dos sites visitados. Esperamos adotar documentos DID baseados em blockchain para manter a segurança enquanto eliminamos a dependência de entidades centralizadas.

Esse processo de autenticação mútua é realizado acessando o documento DID na cadeia. Uma vez que os endereços anycast de ambas as partes já estão registrados no blockchain e vinculados aos seus endereços de carteira, os serviços de DNS necessários pelas ACs tradicionais não são mais necessários. Uma vez que o documento DID e o endereço da carteira são encontrados e associados, e a parte correspondente fornece uma assinatura válida, você pode confirmar que a entidade com a qual está se comunicando é o proprietário legal do identificador.

Desta forma, é estabelecida uma conexão de carteira para carteira, permitindo a transmissão conveniente de dados através de soquetes. Semelhante à forma como SSL/TLS opera em um ambiente de soquete específico, este sistema oferece uma nova opção para essas conexões.

Exemplo de soquete

Propusemos algumas maneiras de reconstruir a camada de rede e a camada de transporte, o código de soquete a seguir é um exemplo. Cada nível aborda seus desafios específicos. Com base nisso, como o endereço da carteira tem funções financeiras - uma função que os endereços IP comuns não têm - podemos usar o código de soquete para estabelecer uma conexão e depois enviar instruções de transação por meio dele.

Portanto, essa nova pilha de tecnologia TCP/IP integra os recursos do SSL/TLS, roteamento IP e transações financeiras. Abaixo está um código de amostra curto.

Camada de Aplicação

Existem muitos protocolos da camada de aplicação na pilha de protocolos TCP/IP. Os comuns incluem HTTP(S), XMPP, SMTP, POP3, FTP, SIP, RTMP, CDN, etc. Estes protocolos tradicionalmente dependiam de servidores centralizados, como XMPP para servidores de mensagens instantâneas e SMTP para servidores de e-mail. No entanto, na era Web3, nós de rede descentralizados substituirão servidores centrais tradicionais, e os protocolos da camada de aplicação não se importarão mais com o servidor de aplicativos. Além de definir o formato do pacote de dados na camada de transporte/camada de rede, esses protocolos são baseados 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 de 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 usuários utilizam seus endereços de carteira como contas sociais para conduzir conversas criptografadas 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. Estes 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 aplicativo também possui um grande número de cenários de aplicativos, como:

• Aplicações web baseadas em HTTP e HTTPS: Os desenvolvedores podem simplesmente implantar seu site em uma rede com base no endereço da carteira/nome de domínio ENS, desfrutar de acesso de alta velocidade proporcionado pelo compartilhamento de largura de banda fornecido pela rede, garantindo ao mesmo tempo resistência à censura da aplicação e acesso seguro.
• Aplicativos de correio como SMTP/POP3: Dependendo desta rede, sistemas de correio descentralizados se tornarão fáceis. Quando você precisa enviar um e-mail para o proprietário de um nome de domínio ENS, seu aplicativo só precisa encontrar o nó correspondente ao endereço ENS através do endereçamento de camada de rede, fazer upload do e-mail e o destinatário pode baixar o e-mail do nó.
• Aplicação do protocolo de distribuição de recursos CDN: Baseando-se nesta rede, os desenvolvedores podem distribuir seus dados para nós em dispositivos de roteador principais ou centros de dados. A enorme rede de nós construída com base no mecanismo de incentivo permitirá que os nós sejam espalhados quase por todo o mundo, em profundidade em cada lar. A vasta rede de nós permite que o protocolo CDN utilize eficientemente os recursos de largura de banda inutilizados, permitindo que os desenvolvedores e usuários desfrutem de uma experiência de aplicativo mais rápida.
• Aplicação de protocolos de mídia em streaming como SIP/RTMP/WebRTC: Contando com recursos nodais extensivos e compartilhamento de largura de banda ociosa, as aplicações de mídia em streaming podem realizar armazenamento distribuído e armazenamento em cache de conteúdo de mídia em streaming para acelerar o acesso e melhorar a velocidade e fluidez de acesso a mídia em streaming.
• Aplicação de protocolos de transferência de arquivos e acesso como FTP: Através de uma enorme rede de nós, combinada com o projeto de armazenamento descentralizado web3, a rede pode armazenar ativamente os recursos de conteúdo de projetos como IPFS/Arweave, acelerar o acesso frequente ao conteúdo e melhorar a atividade e aplicação do escopo do projeto.
• Aplicação de protocolos VPN como OpenVPN: As aplicações de VPN podem utilizar racionalmente os recursos de IP compartilhados pelos dispositivos de roteamento, expandir consideravelmente o intervalo de recursos de IP das aplicações e fornecer os recursos de IP e 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 sejam implementadas para a comunicação entre módulos ou processos de aplicativos. Na era web3, essas aplicações podem contar com uma extensa rede de nós e usar esses nós como transportadores naturais de filas de mensagens para fornecer serviços de filas de mensagens compartilhadas e de alta velocidade para uma ampla gama de aplicações.

Camada Física

A ideia central da camada física é promover roteadores descentralizados por meio de incentivos para que possam ser amplamente adotados pelas residências e, em última instância, gerar efeitos de rede. Esses roteadores permitem que os usuários utilizem a largura de banda doméstica não utilizada para aumentar a capacidade geral da rede. Ao integrar-se com nossos protocolos de camada de rede, esses dispositivos aprimoram as capacidades de armazenamento em cache e aceleração de dados para beneficiar aplicativos descentralizados dentro do ecossistema. Esses dispositivos otimizam o uso da largura de banda e permitem que os usuários ganhem receita com suas contribuições de largura de banda.

Na 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 provedores de serviços de fibra óptica para se juntarem através de incentivos para alcançar a interconexão completa da nossa rede de hardware a nível físico.

Conclusão

O impacto da reconstrução da pilha de protocolos TCP/IP irá além das mudanças técnicas. Ao integrar o roteamento baseado em endereço da carteira, resolução de nomes de domínio e autenticação diretamente nos protocolos principais 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 que integra mensagens, transações financeiras e gerenciamento de ativos digitais será formado no futuro. Essa mudança tem o objetivo de melhorar significativamente a privacidade, segurança e liberdade online, marcando um passo importante rumo à realização de uma internet aberta.

Como mencionado anteriormente, a SendingNetwork lançou um protocolo de mensagens descentralizado como o primeiro protocolo de camada de aplicação em nossa pilha de protocolos descentralizados. Os usuários podem usar seu endereço de carteira para enviar mensagens criptografadas de ponta a ponta, participar de bate-papos privados ou públicos e fazer chamadas de voz e vídeo. A rede é composta pelos seguintes três papéis:

• Nó de borda: Responsável por encaminhar, relaying mensagens e apresentar prova de trabalho.
• Nó WatchDog: Envie mensagens de desafio aleatórias para o nó Edge para detectar seu status de execução.
• Nó guardião: Verifique a prova de trabalho do nó Edge e avalie sua qualidade de serviço, como estabilidade, com base nos resultados do desafio do WatchDog.

A rede utiliza Proof of Relay como a 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 testes, na qual os nós de borda podem ganhar pontos através da retransmissão de mensagens. Em seguida, vamos 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 interconectarem-se entre diferentes aplicativos por meio deste protocolo multiplataforma. Ao mesmo tempo, convidamos mais amigos com ideias semelhantes 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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