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#155 in 数据结构

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Apache-2.0

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Trust Graph

概述

在web 2.0中,使用中心化CA(证书授权中心)解决了访问控制和权限问题。然而,考虑到web 3.0的去中心化特性,这种问题变得尤为紧迫和具有挑战性。TrustGraph是我们对这个挑战的解决方案。

TrustGraph是开放p2p网络的基础信任层:每个节点都可以提供类似SSL的证书,并在网络上推广。服务提供商和节点可以根据其证书集对待证书持有者不同。

TrustGraph是一个基本组件,允许存储和管理证书,而不需要关于如何决定信任谁以及如何将谁视为不可信的逻辑。

为什么它很重要?

在p2p网络中,节点选择和优先级的问题非常紧迫。没有对任何网络参与者的信任,我们就无法可靠和可预测地使用网络。我们还应该标记并避免恶意节点。此外,我们还需要在运行时控制我们的应用程序访问和权限,以确保其持续不断地运行,而不会中断和重新部署。

它是什么?

TrustGraph基本上是一个至少有一个根的有向图,顶点是节点ID,边是两种类型的加密关系之一:信任和撤销。

是我们无条件信任直到其被移除的节点ID,由节点所有者定义。每个根都有代表信任链最大长度的特性。

作为 到根的路径,我们考虑只有信任边的路径,根据以下规则:如果链 R <-> A <-> ... <-> C 中A撤销了C,则该链不是路径。

信任 是一种密码学关系,表示节点A信任节点B直到这种信任到期或被撤销。信任关系是传递的。如果节点A信任节点B,而节点B信任节点C,那么节点A将间接信任节点C。信任关系意味着您可以根据您的业务逻辑和选择的指标信任连接、计算或存储。例如,如果您想进行一些计算,一些知名节点也在做这件事,并且被您信任的其他人信任,那么您可以安全地使用它们进行计算,但不能存储敏感信息(个人密钥等)。

信任数据结构包含以下字段

  • 节点ID,信任是颁发给
  • 创建时间戳
  • 过期时间戳
  • 颁发者的签名,包含所有之前字段并签名

因此,信任是按设计签名的且防篡改。

证书 是以自签名的根信任开始的信任链。考虑到信任和证书数据结构,可以跟踪信任关系的链:证书中第一个信任的 issued_for 字段指示根节点ID,第二个是根信任的对象,等等。因此,如果我们有一个证书中的信任链 R->A->B->C,它看起来像以下信任链:R->RR->AA->BB->C。证书是防篡改的,因为它是由签名的信任组成的。

image

因此,如果节点A在信任图实例中与节点B之间存在路径,则节点A被节点B信任。证书的选择是主观的,由节点所有者根据根的选择和最大链长度进行定义。目前,对于一般情况还没有默认的指标。

撤销 是一种密码学关系,表示节点A认为节点C是恶意或不可靠的。例如,包含从A到C路径的所有链都不会被视为有效。因此,如果A信任节点B,B信任节点C,那么节点A对C的间接信任将不存在,否则会存在。

image

每个节点都有一个 权重。权重表示2的幂或零。如果没有从任何根到节点的路径,给定撤销,其权重为零。离根越近,权重越大。权重也是主观的,并在局部信任图范围内相关。

image

信任图是内置的,意味着每个节点都捆绑了一个信任图实例和预定义的证书。

从密码学关系的角度来看,信任是传递的。另一方面,由于根的选择,每个网络参与者的信任和证书子集是主观的。

如何在Aqua中使用它

如何导入

import "@fluencelabs/trust-graph/trust-graph-api.aqua"
import "@fluencelabs/trust-graph/trust-graph.aqua"

func my_function(peer_id: string) -> u32:
   on HOST_PEER_ID:
       result <- get_weight(peer_id)
   <- result

如何添加根

  • set_root(peer_id:PeerId,max_chain_len: u32) ->SetRootResult
  • add_root_trust(node:PeerId,peer_id:PeerId,max_chain_len: u32) -> ?Error

让我们在我们的中继上设置我们的节点ID作为根并添加自签名的信任

func set_me_as_root(max_chain_len):
  result <- add_root_trust(HOST_PEER_ID, INIT_PEER_ID, max_chain_len)

  -- if you use peer_id different from INIT_PEER_ID
  -- you should add keypair in your Sig service
  if result.success:
     -- do smth
     Op.noop()
  else:
     -- handle failure
     Op.noop()
  • 您也可以使用 set_root + add_trust 来实现相同的目标
  • 如何将密钥对添加到Sig服务
  • 只有服务所有者可以添加根
  • max_chain_len 指定根链中的信任数量。对于只包含根信任的链,为零。

如何颁发和添加信任

  • issue_trust(issuer:PeerId,issued_for:PeerId,expires_at_sec: u64) -> ?Trust, ?Error
  • import_trust(trust:Trust,issuer:PeerId) -> ?Error
  • add_trust(node:PeerId,issuer:PeerId,issued_for:PeerId,expires_at_sec: u64) -> ?Error

让我们颁发信任,并将其导入我们的中继

func issue_trust_by_me(issued_for: PeerId, expires_at_sec: u64):
  trust, error <- issue_trust(INIT_PEER_ID, issued_for, expires_at_sec)
  if trust == nil:
     -- handle failure
     Op.noop()
  else:
     on HOST_PEER_ID:
        error <- import_trust(trust!, INIT_PEER_ID)
        -- handle error
  • add_trustissue_trustimport_trust 的组合
  • 如果您想通过不是 INIT_PEER_ID 来发行信任,请查看 Sig 服务 文档

如何撤销信任

  • issue_revocation(revoked_by:PeerId,revoked:PeerId) -> ?撤销, ?Error
  • import_revocation(revocation:撤销) -> ?Error
  • revoke(node:PeerId,revoked_by:PeerId,revoked:PeerId) -> ?Error

让我们通过我们的 peer id 撤销一些 peer

func revoke_peer(revoked: PeerId):
  revocation, error <- issue_revocation(INIT_PEER_ID, revoked)
  if revocation == nil:
     -- handle failure
     Op.noop()
  else:
     on HOST_PEER_ID:
        error <- import_revocation(revocation!)
        -- handle error
  • revokeissue_revocationimport_revocation 的组合
  • 如果您想通过不是 INIT_PEER_ID 来发行撤销,请查看 Sig 服务 文档

如何获取证书

  • get_all_certs(issued_for:PeerId) ->AllCertsResult
  • get_all_certs_from(issued_for:PeerId,issuer:PeerId) ->AllCertsResult
  • get_host_certs() ->AllCertsResult
  • get_host_certs_from(issuer:PeerId) ->AllCertsResult

让我们获取我们发行给我们的中继 peer id (HOST_PEER_ID) 的所有证书

func get_certs_issued_by_me() -> AllCertsResult:
  on HOST_PEER_ID:
     result <- get_host_certs_from(INIT_PEER_ID)
  <- result
  • get_host_certs 只是 get_all_certs(HOST_PEER_ID) 的别名
  • _from 调用结果只包含由 issuer 发行的证书

如何获取权重

  • get_weight(peer_id:PeerId) ->WeightResult
  • get_weight_from(peer_id:PeerId,issuer:PeerId) ->WeightResult

让我们获取我们的中继的信任证书的权重

func get_our_weight() -> ?u32, ?string:
  weight: ?u32
  error: ?string
  on HOST_PEER_ID:
     result <- get_weight_from(INIT_PEER_ID, HOST_PEER_ID)
     if result.success:
        weight <<- result.weight
     else:
        error <<- result.error
  <- weight, error
  • get_weight 返回所有证书的结果,而 get_weight_from 只返回由发行者发行的包含信任的证书

如何在TS/JS中使用它

  1. 如 Aqua 文档 中所述,添加 export.aqua

  2. 将以下内容添加到您的依赖项中

    • @fluencelabs/trust-graph
    • @fluencelabs/aqua
    • @fluencelabs/aqua-lib
    • @fluencelabs/fluence
    • @fluencelabs/fluence-network-environment
  3. 导入依赖项

import * as tg from "./generated/export";
import { Fluence, KeyPair } from "@fluencelabs/fluence";
import { krasnodar, Node } from "@fluencelabs/fluence-network-environment";
  1. 创建一个客户端(如果您是节点所有者,请指定密钥对 链接
await Fluence.start({ connectTo: relay /*, KeyPair: builtins_keypair*/});
  1. 添加根并发行根信任
let peer_id = Fluence.getStatus().peerId;
let relay = Fluence.getStatus().relayPeerId;
assert(peer_id !== null);
assert(relay !== null);
let max_chain_len = 2;
let far_future = 99999999999999;
let error = await tg.add_root_trust(relay, peer_id, max_chain_len, far_future);
if (error !== null) {
 console.log(error);
}
  1. 默认情况下,使用客户端的私钥签名信任/撤销。要使用不同的密钥签名,请参阅 Sig 服务 文档
// issue signed trust
let error = await tg.issue_trust(relay, peer_id, issued_for_peer_id, expires_at_sec);
if (error !== null) {
 console.log(error);
}

用例

创建一个可信子网络

您可以使用您选择的或选择的指标组织一个子网络,其中包含受信任的 peer。因此,您可以像处理 peer(或密钥)给出的信任一样处理信任。

让我们考虑我们有 peer A、B 和 C

  • 选择 peer A 作为权威机构,将其设置为所有 peer 的本地 TrustGraph 的根
  • 发行并由 peer A 自签名的信任作为根信任
  • 由 peer A 向 peer B 和 peer C 发行信任,并将它们放置在所有 peer 上
  • 因此,对于调用 get_weight_from(targetPeer, peerA) 将反映目标 peer 是否在子网络 ABC 中

服务权限管理

您可以在运行时指定谁可以基于本地 TrustGraph(证书、权重)访问服务功能。根据 四元组 检查证明的来源。例如,只有具有非零权重的 peer 才能执行服务函数 trusted_call(weight: WeightResult) -> u8

因此,如果您想要服务权限管理,您应该遵循以下步骤

  • WeightResult 从 TrustGraph 传递到您需要控制的函数中
...
weight_result <- get_weight(INIT_PEER_ID)
result <- MyService.trusted_call(weight_result)
...
  • 在您的服务中,您需要检查类似于这个的四面体,以确保它们是由本地TrustGraph生成的。
  • INIT_PEER_ID或另一个选定的键作为根。
  • 向可以调用此函数的 peers 发出信任。
func grant_access(issued_for: PeerId, expires_at_sec: u64):
  error <- add_trust(INIT_PEER_ID, issued_for, expires_at_sec)
  if error != nil
     -- handle error

标记可信节点并仅在节点上执行计算

示例

常见问题解答

  • 权重可以在时间改变吗?

    • 如果到根的最短路径改变,在信任到期、导入或撤销的情况下,权重也会改变。
  • 零权重意味着什么?

    • 零权重意味着没有信任,也没有任何根到目标peers的路径。
  • 我们如何解释证书和/或peers的权重?

    • 证书包含从根到我们要查找的目标peers的路径。权重代表这些证书和peers与根的接近程度。
  • 权重是如何计算的和基于什么反馈?

    • 权重是基于从根到信任链的存在来计算的。例如,如果我们有一个最大链长度等于4的根,并且有一个链-> A -> B -> C,因此对应的peers的权重是8421。如果没有改变路径,权重是相同的。如果没有度量标准,所有的信任/撤销逻辑都是TrustGraph用户的责任。
  • 我如何将所有权重设置为不可信,然后随着时间的推移增加对peers的信任?

    • 所有peers默认都是不可信的。信任未测量,权重表示peers与根的距离,权重越大,越接近根,因此如果您想增加目标peers的权重,您应该从根或比此peers更接近根的peers那里获得信任。
  • 我如何知道其他peers是否使用相同的过程来更新权重?

    • 基于包含不可变签名信任的证书本地计算的权重。权重是主观的,只有在这个特定的peers中才有意义。
  • 我可以启动自己的信任图实例,还是只有可用的全局版本?

    • 每个Fluence节点都捆绑了一个内置的TrustGraph实例,但如果是节点所有者,您可以选择更改或删除任何服务。

API

高级API定义在trust-graph-api.aqua模块中。API参考将很快在文档中提供。

目录结构

  • src是包含所有信任图逻辑的主项目。

  • keypair目录是一个抽象的加密层(密钥对、公钥、签名等)。

  • service是一个提供marine API并可以编译为Wasm文件的包。它使用 SQLite作为存储。

  • example是一个展示如何使用信任图标记peers的js脚本。

  • builtin-package 包含本地或通过 CI 生成内置包的蓝图、配置和脚本

  • admin 是一个 js 脚本,用于生成包含 Fluence Labs 节点证书的 builtin-package/on_start.json

学习Aqua

依赖项

~5–16MB
~224K SLoC