环形网络核心

架构

环形网络架构被简化为五个不同的层级。

运行时层

环形网络的设计目标是使节点能够在任何环境中运行，包括浏览器、移动设备、Linux、Mac、Windows 等。为此，我们采用跨平台编译方法来构建代码。对于非浏览器环境，我们使用独立的 Rust 实现，不依赖于任何系统 API，使我们的原生实现不受系统限制。对于浏览器环境，我们将纯 Rust 实现编译成 WebAssembly（Wasm），并使用 web-sys、js-sys 和 wasm-bindgen 来将其粘合在一起，使我们的节点在浏览器中完全功能化。

传输层

环形网络的传输层基于 WebRTC 协议，它通过简单的接口为浏览器和移动应用提供实时通信能力。

WebRTC 协议通过交换 SDP（会话描述协议）来获取节点之间的最佳连接路径，该协议可以是 TCP 或 UDP。在环形网络中，我们使用 WebRTC 的数据通道来实现数据通信。对于一个典型的 ICE（交互式连接建立）过程，可以描述如下：

假设节点 A 和节点 B 想要创建一个 WebRTC 连接，它们需要相互交换至少三条消息：

ICE 方案

1. Peer A：{ 创建提议，将其设置为本地描述 } -> 将提议发送到 Peer B
2. Peer B：{ 将接收到的提议设置为远程描述，创建答案并将其设置为本地描述，将答案发送到 Peer A }
3. Peer A：{ 将接收到的答案设置为远程描述 }

对于原生实现，传输层基于 webrtc.rs，对于浏览器情况，我们基于 web_sys 和 wasm_bindgen 实现。

要检查传输层的实现： https://github.com/RingsNetwork/rings-node/tree/master/transport

网络层

网络层是环形网络的核心组件，负责网络内的 DID（去中心化标识符）发现和服务路由。环形网络采用 Chord DHT（分布式哈希表）算法作为其网络层的实现。

Chord算法是一种著名的DHT算法，其特点是所有参与节点之间形成一个抽象的环形拓扑结构。它具有O(log(N))的查找算法复杂度。

协议层

在协议层，核心设计理念是利用一个去中心化标识符（DID），它在抽象代数中构成一个有限环。DID是一个160位的标识符，它能够构建一个包含群和域特性的数学结构。

它由一组元素组成，这些元素具有两个二进制运算，加法和乘法，并满足一系列公理，如结合律、交换律和分配律。由于元素数量有限，这个环被认为是有限的。有限环在数学和计算机科学的各个领域被广泛使用，包括密码学和编码理论。

在协议层，我们实现了委托会话密钥的概念，用于支持与DID（去中心化标识符）相关的各种密码学验证方法。目前支持的签名算法包括ECDSA-secp256k1、ECDSA-secp256r1和EdDSA-ed25519。

应用层

Rings网络的核心类似于Actor模型，它要求每种消息类型都必须具有处理者特性。这允许分离处理系统消息、网络消息、内部消息和应用层消息。