विकेंद्रित मेसेंजर ब्लॉकचेनवर कसे कार्य करते?

2017 च्या सुरुवातीस, आम्ही क्लासिक P2P मेसेंजरच्या फायद्यांवर चर्चा करून ब्लॉकचेनवर एक मेसेंजर तयार करण्यास सुरुवात केली [नाव आणि लिंक प्रोफाइलमध्ये आहे].

उत्तीर्ण 2.5 वर्ष, आणि आम्ही आमच्या संकल्पनेची पुष्टी करू शकलो: मेसेंजर ऍप्लिकेशन्स आता iOS, Web PWA, Windows, GNU/Linux, Mac OS आणि Android साठी उपलब्ध आहेत.

आज आम्ही तुम्हाला ब्लॉकचेन मेसेंजर कसे कार्य करतो आणि क्लायंट ऍप्लिकेशन्स त्याच्या API सह कसे कार्य करू शकतात हे सांगू.


क्लासिक P2P मेसेंजरच्या सुरक्षा आणि गोपनीयता समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी आम्हाला ब्लॉकचेन हवे होते:

• खाते तयार करण्यासाठी एका क्लिकवर - फोन किंवा ईमेल नाहीत, अॅड्रेस बुक किंवा भौगोलिक स्थानांवर प्रवेश नाही.
• इंटरलोक्यूटर कधीही थेट कनेक्शन स्थापित करत नाहीत; सर्व संप्रेषण नोड्सच्या वितरित प्रणालीद्वारे होते. वापरकर्त्यांचे IP पत्ते एकमेकांना प्रवेश करण्यायोग्य नाहीत.
• सर्व संदेश Encrypted End-to-End curve25519xsalsa20poly1305 आहेत. असे दिसते की हे कोणालाही आश्चर्यचकित करणार नाही, परंतु आमचा स्त्रोत कोड खुला आहे.
• MITM हल्ला वगळण्यात आला आहे - प्रत्येक संदेश हा एक व्यवहार आहे आणि त्यावर Ed25519 EdDSA द्वारे स्वाक्षरी आहे.
• संदेश स्वतःच्या ब्लॉकमध्ये संपतो. सुसंगतता आणि timestamp आपण ब्लॉक्सचे निराकरण करू शकत नाही आणि म्हणून संदेशांचा क्रम.
• "मी असे म्हटले नाही" ब्लॉकचेनवरील संदेशांसह कार्य करणार नाही.
• संदेशाची "प्रमाणिकता" तपासणारी कोणतीही केंद्रीय रचना नाही. हे एकमतावर आधारित नोड्सच्या वितरित प्रणालीद्वारे केले जाते आणि ते वापरकर्त्यांच्या मालकीचे असते.
• सेन्सॉरशिपची अशक्यता - खाती अवरोधित केली जाऊ शकत नाहीत आणि संदेश हटविले जाऊ शकत नाहीत.
• ब्लॉकचेन 2FA हा SMS द्वारे नरक 2FA चा पर्याय आहे, खूप आरोग्य बिघडले.
• कोणत्याही वेळी कोणत्याही डिव्हाइसवरून तुमची सर्व संभाषणे मिळवण्याची क्षमता म्हणजे तुम्हाला संभाषणे स्थानिक पातळीवर संग्रहित करण्याची गरज नाही.
• संदेश वितरणाची पुष्टी. वापरकर्त्याच्या डिव्हाइसवर नाही, परंतु नेटवर्कवर. मूलत:, हा तुमचा संदेश वाचण्याच्या प्राप्तकर्त्याच्या क्षमतेची पुष्टी आहे. गंभीर सूचना पाठवण्यासाठी हे एक उपयुक्त वैशिष्ट्य आहे.

ब्लॉकचेन फायद्यांमध्ये क्रिप्टोकरन्सी Ethereum, Dogecoin, Lisk, Dash, Bitcoin (हे अद्याप प्रगतीपथावर आहे) आणि चॅट्समध्ये टोकन पाठवण्याची क्षमता यांचा समावेश आहे. आम्ही अगदी अंगभूत क्रिप्टो एक्सचेंजर बनवले.

आणि मग - हे सर्व कसे कार्य करते.

संदेश हा एक व्यवहार आहे

ब्लॉकचेनमधील व्यवहार टोकन (नाणी) एका वापरकर्त्याकडून दुसर्‍याकडे हस्तांतरित करतात या वस्तुस्थितीची प्रत्येकाला आधीच सवय आहे. बिटकॉइन सारखे. आम्ही संदेश प्रसारित करण्यासाठी एक विशेष प्रकारचा व्यवहार तयार केला आहे.

ब्लॉकचेनवर मेसेंजरमध्ये संदेश पाठवण्यासाठी, तुम्हाला अनेक पायऱ्या पार कराव्या लागतील:

1. संदेश मजकूर कूटबद्ध करा
2. व्यवहारात सिफरटेक्स्ट ठेवा
3. व्यवहारावर सही करा
4. कोणत्याही नेटवर्क नोडवर व्यवहार पाठवा
5. नोड्सची वितरित प्रणाली संदेशाची "प्रमाणिकता" निर्धारित करते
6. सर्वकाही ठीक असल्यास, संदेशासह व्यवहार पुढील ब्लॉकमध्ये समाविष्ट केला जातो
7. प्राप्तकर्ता संदेश व्यवहार पुनर्प्राप्त करतो आणि डिक्रिप्ट करतो

पायऱ्या 1-3 आणि 7 क्लायंटवर स्थानिक पातळीवर केल्या जातात आणि 5-6 पायऱ्या होस्टवर केल्या जातात.

संदेश एन्क्रिप्शन

संदेश प्रेषकाच्या खाजगी की आणि प्राप्तकर्त्याच्या सार्वजनिक कीसह एनक्रिप्ट केलेला आहे. आम्ही नेटवर्कवरून सार्वजनिक की घेऊ, परंतु यासाठी, प्राप्तकर्त्याचे खाते आरंभ करणे आवश्यक आहे, म्हणजेच किमान एक व्यवहार असणे आवश्यक आहे. तुम्ही REST विनंती वापरू शकता GET /api/accounts/getPublicKey?address={ADAMANT address}, आणि चॅट लोड करताना, इंटरलोक्यूटरच्या सार्वजनिक की आधीच उपलब्ध असतील.

मेसेंजर curve25519xsalsa20poly1305 अल्गोरिदम वापरून संदेश एन्क्रिप्ट करतो (NaCl बॉक्स). खात्यात Ed25519 की असल्याने, बॉक्स तयार करण्यासाठी, की प्रथम Curve25519 Diffie-Hellman मध्ये रूपांतरित केल्या पाहिजेत.

येथे JavaScript मध्ये एक उदाहरण आहे:

/**
 * Encodes a text message for sending to ADM
 * @param {string} msg message to encode
 * @param {*} recipientPublicKey recipient's public key
 * @param {*} privateKey our private key
 * @returns {{message: string, nonce: string}}
 */
adamant.encodeMessage = function (msg, recipientPublicKey, privateKey) {
  const nonce = Buffer.allocUnsafe(24)
  sodium.randombytes(nonce)

  if (typeof recipientPublicKey === 'string') {
    recipientPublicKey = hexToBytes(recipientPublicKey)
  }

  const plainText = Buffer.from(msg)
  const DHPublicKey = ed2curve.convertPublicKey(recipientPublicKey)
  const DHSecretKey = ed2curve.convertSecretKey(privateKey)

  const encrypted = nacl.box(plainText, nonce, DHPublicKey, DHSecretKey)

  return {
    message: bytesToHex(encrypted),
    nonce: bytesToHex(nonce)
  }
}

संदेशासह व्यवहार तयार करणे

व्यवहाराची खालील सामान्य रचना आहे:

{
  "id": "15161295239237781653",
  "height": 7585271,
  "blockId": "16391508373936326027",
  "type": 8,
  "block_timestamp": 45182260,
  "timestamp": 45182254,
  "senderPublicKey": "bd39cc708499ae91b937083463fce5e0668c2b37e78df28f69d132fce51d49ed",
  "senderId": "U16023712506749300952",
  "recipientId": "U17653312780572073341",
  "recipientPublicKey": "23d27f616e304ef2046a60b762683b8dabebe0d8fc26e5ecdb1d5f3d291dbe21",
  "amount": 204921300000000,
  "fee": 50000000,
  "signature": "3c8e551f60fedb81e52835c69e8b158eb1b8b3c89a04d3df5adc0d99017ffbcb06a7b16ad76d519f80df019c930960317a67e8d18ab1e85e575c9470000cf607",
  "signatures": [],
  "confirmations": 3660548,
  "asset": {}
}

संदेश व्यवहारासाठी, सर्वात महत्वाची गोष्ट आहे asset - आपल्याला ऑब्जेक्टमध्ये संदेश ठेवण्याची आवश्यकता आहे chat रचना सह:

• message - एनक्रिप्टेड संदेश जतन करा
• own_message - नाही
• type - संदेश प्रकार

संदेश देखील प्रकारांमध्ये विभागलेले आहेत. मूलत:, पॅरामीटर type कसे समजावे ते सांगतो message. तुम्ही फक्त एक मजकूर पाठवू शकता, किंवा तुम्ही आतील मनोरंजक गोष्टींसह एखादी वस्तू पाठवू शकता - उदाहरणार्थ, मेसेंजर अशा प्रकारे चॅटमध्ये क्रिप्टोकरन्सी ट्रान्सफर करतो.

परिणामी, आम्ही एक व्यवहार तयार करतो:

{
  "transaction": {
    "type": 8,
    "amount": 0,
    "senderId": "U12499126640447739963",
    "senderPublicKey": "e9cafb1e7b403c4cf247c94f73ee4cada367fcc130cb3888219a0ba0633230b6",
    "asset": {
      "chat": {
        "message": "cb682accceef92d7cddaaddb787d1184ab5428",
        "own_message": "e7d8f90ddf7d70efe359c3e4ecfb5ed3802297b248eacbd6",
        "type": 1
      }
    },
    "recipientId": "U15677078342684640219",
    "timestamp": 63228087,
    "signature": "тут будет подпись"
  }
}

व्यवहार स्वाक्षरी

प्रत्येकाला प्रेषक आणि प्राप्तकर्त्याची सत्यता, पाठवण्याची वेळ आणि संदेशाची सामग्री यावर विश्वास आहे याची खात्री करण्यासाठी, व्यवहारावर स्वाक्षरी केली जाते. डिजिटल स्वाक्षरी आपल्याला सार्वजनिक की वापरून व्यवहाराची सत्यता सत्यापित करण्यास अनुमती देते - यासाठी खाजगी की आवश्यक नाही.

परंतु स्वाक्षरी स्वतः खाजगी की वापरून केली जाते:

आकृती दाखवते की आम्ही प्रथम SHA-256 सह व्यवहार हॅश करतो आणि नंतर त्यावर स्वाक्षरी करतो Ed25519 EdDSA आणि स्वाक्षरी मिळवा signature, आणि व्यवहार आयडी SHA-256 हॅशचा भाग आहे.

उदाहरण अंमलबजावणी:

1 — संदेशासह डेटा ब्लॉक तयार करा

/**
 * Calls `getBytes` based on transaction type
 * @see privateTypes
 * @implements {ByteBuffer}
 * @param {transaction} trs
 * @param {boolean} skipSignature
 * @param {boolean} skipSecondSignature
 * @return {!Array} Contents as an ArrayBuffer.
 * @throws {error} If buffer fails.
 */

adamant.getBytes = function (transaction) {

  ...

  switch (transaction.type) {
    case constants.Transactions.SEND:
      break
    case constants.Transactions.CHAT_MESSAGE:
      assetBytes = this.chatGetBytes(transaction)
      assetSize = assetBytes.length
      break

…

    default:
      alert('Not supported yet')
  }

  var bb = new ByteBuffer(1 + 4 + 32 + 8 + 8 + 64 + 64 + assetSize, true)

  bb.writeByte(transaction.type)
  bb.writeInt(transaction.timestamp)

  ...

  bb.flip()
  var arrayBuffer = new Uint8Array(bb.toArrayBuffer())
  var buffer = []

  for (var i = 0; i < arrayBuffer.length; i++) {
    buffer[i] = arrayBuffer[i]
  }

  return Buffer.from(buffer)
}

2 - डेटा ब्लॉकमधून SHA-256 मोजा

/**
 * Creates hash based on transaction bytes.
 * @implements {getBytes}
 * @implements {crypto.createHash}
 * @param {transaction} trs
 * @return {hash} sha256 crypto hash
 */
adamant.getHash = function (trs) {
  return crypto.createHash('sha256').update(this.getBytes(trs)).digest()
}

3 - व्यवहारावर स्वाक्षरी करा

adamant.transactionSign = function (trs, keypair) {
  var hash = this.getHash(trs)
  return this.sign(hash, keypair).toString('hex')
}

/**
 * Creates a signature based on a hash and a keypair.
 * @implements {sodium}
 * @param {hash} hash
 * @param {keypair} keypair
 * @return {signature} signature
 */
adamant.sign = function (hash, keypair) {
  return sodium.crypto_sign_detached(hash, Buffer.from(keypair.privateKey, 'hex'))
}

नेटवर्क नोडवर संदेशासह व्यवहार पाठवित आहे

नेटवर्क विकेंद्रित असल्याने, ओपन एपीआय असलेले कोणतेही नोड हे करेल. एंडपॉइंटला POST विनंती करत आहे api/transactions:

curl 'api/transactions' -X POST 
  -d 'TX_DATA'

प्रतिसादात आम्हाला त्या प्रकाराचा व्यवहार आयडी मिळेल

{
    "success": true,
    "nodeTimestamp": 63228852,
    "transactionId": "6146865104403680934"
}

व्यवहार प्रमाणीकरण

नोड्सची वितरित प्रणाली, एकमतावर आधारित, व्यवहार संदेशाची "प्रमाणिकता" निर्धारित करते. कोणाकडून आणि कोणाला, केव्हा, संदेश दुसर्‍याने बदलला गेला की नाही आणि पाठवण्याची वेळ योग्यरित्या दर्शविली गेली की नाही. ब्लॉकचेनचा हा एक अतिशय महत्त्वाचा फायदा आहे - पडताळणीसाठी जबाबदार असणारी कोणतीही मध्यवर्ती रचना नाही आणि संदेशांचा क्रम आणि त्यांची सामग्री बनावट केली जाऊ शकत नाही.

प्रथम, एक नोड अचूकता तपासतो, आणि नंतर इतरांना पाठवतो - जर बहुसंख्य म्हणतात की सर्वकाही क्रमाने आहे, तर व्यवहार साखळीच्या पुढील ब्लॉकमध्ये समाविष्ट केला जाईल - हे एकमत आहे.

चेकसाठी जबाबदार असलेला नोड कोडचा भाग GitHub वर पाहिला जाऊ शकतो - validator.js и verify.js. होय, नोड Node.js वर चालतो.

ब्लॉकमधील संदेशासह व्यवहारासह

एकमत झाल्यास, आमच्या संदेशासह व्यवहार इतर वैध व्यवहारांसह पुढील ब्लॉकमध्ये समाविष्ट केला जाईल.

ब्लॉक्सचा कठोर क्रम असतो आणि प्रत्येक पुढील ब्लॉक मागील ब्लॉक्सच्या हॅशच्या आधारे तयार केला जातो.

मुद्दा असा आहे की आमचा संदेश देखील या क्रमामध्ये समाविष्ट आहे आणि "पुनर्रचना" केला जाऊ शकत नाही. जर अनेक संदेश ब्लॉकमध्ये आले तर त्यांचा क्रम निश्चित केला जाईल timestamp संदेश

संदेश वाचत आहे

मेसेंजर ऍप्लिकेशन ब्लॉकचेनमधून व्यवहार पुनर्प्राप्त करतो जे प्राप्तकर्त्याला पाठवले जातात. यासाठी आम्ही शेवटचा मुद्दा बनवला api/chatrooms.

सर्व व्यवहार प्रत्येकासाठी उपलब्ध आहेत - आपण एनक्रिप्टेड संदेश प्राप्त करू शकता. परंतु केवळ प्राप्तकर्ता त्याची खाजगी की आणि प्रेषकाची सार्वजनिक की वापरून डिक्रिप्ट करू शकतो:

**
 * Decodes the incoming message
 * @param {any} msg encoded message
 * @param {string} senderPublicKey sender public key
 * @param {string} privateKey our private key
 * @param {any} nonce nonce
 * @returns {string}
 */
adamant.decodeMessage = function (msg, senderPublicKey, privateKey, nonce) {
  if (typeof msg === 'string') {
    msg = hexToBytes(msg)
  }

  if (typeof nonce === 'string') {
    nonce = hexToBytes(nonce)
  }

  if (typeof senderPublicKey === 'string') {
    senderPublicKey = hexToBytes(senderPublicKey)
  }

  if (typeof privateKey === 'string') {
    privateKey = hexToBytes(privateKey)
  }

  const DHPublicKey = ed2curve.convertPublicKey(senderPublicKey)
  const DHSecretKey = ed2curve.convertSecretKey(privateKey)
  const decrypted = nacl.box.open(msg, nonce, DHPublicKey, DHSecretKey)

  return decrypted ? decode(decrypted) : ''
}

आणि आणखी काय?

संदेश अशा प्रकारे सुमारे 5 सेकंदात वितरित केले जात असल्याने - हीच वेळ आहे नवीन नेटवर्क ब्लॉक दिसतो - आम्ही क्लायंट-टू-नोड आणि नोड-टू-नोड सॉकेट कनेक्शनसह आलो आहोत. जेव्हा नोडला नवीन व्यवहार प्राप्त होतो, तेव्हा ते त्याची वैधता तपासते आणि इतर नोड्सकडे पाठवते. एकमत होण्यापूर्वी आणि ब्लॉकमध्ये समावेश करण्यापूर्वीच व्यवहार मेसेंजर क्लायंटसाठी उपलब्ध असतो. अशा प्रकारे आम्ही नियमित इन्स्टंट मेसेंजरप्रमाणेच त्वरित संदेश वितरीत करू.

अॅड्रेस बुक संग्रहित करण्यासाठी, आम्ही केव्हीएस - की-व्हॅल्यू स्टोरेज - हा आणखी एक प्रकारचा व्यवहार आहे ज्यामध्ये asset तो एनक्रिप्ट केलेला NaCl-बॉक्स नाही, परंतु NaCl-सिक्रेटबॉक्स. अशा प्रकारे मेसेंजर इतर डेटा संग्रहित करतो.

फाइल/इमेज ट्रान्स्फर आणि ग्रुप चॅट्ससाठी अजूनही खूप काम आवश्यक आहे. अर्थात, घोडचूक आणि घोडचूक स्वरूपात हे त्वरीत "स्क्रू अप" केले जाऊ शकते, परंतु आम्हाला गोपनीयतेची समान पातळी राखायची आहे.

होय, अजूनही काम करायचे आहे - आदर्शपणे, वास्तविक गोपनीयता असे गृहीत धरते की वापरकर्ते सार्वजनिक नेटवर्क नोड्सशी कनेक्ट होणार नाहीत, परंतु त्यांचे स्वतःचे वाढवतील. तुमच्या मते किती टक्के वापरकर्ते हे करतात? ते बरोबर आहे, ०. आम्ही मेसेंजरच्या टोर आवृत्तीसह ही समस्या अंशतः सोडवू शकलो.

ब्लॉकचेनवर मेसेंजर अस्तित्वात असू शकतो हे आम्ही सिद्ध केले आहे. पूर्वी, 2012 मध्ये फक्त एकच प्रयत्न होता - बिटमेसेज, जे लांब संदेश वितरण वेळ, CPU लोड आणि मोबाइल अनुप्रयोगांच्या अभावामुळे अयशस्वी झाले.

आणि साशंकता या वस्तुस्थितीमुळे आहे की ब्लॉकचेनवरील संदेशवाहक त्यांच्या वेळेच्या पुढे आहेत - लोक त्यांच्या खात्याची जबाबदारी घेण्यास तयार नाहीत, वैयक्तिक माहितीची मालकी अद्याप एक ट्रेंड नाही आणि तंत्रज्ञान ब्लॉकचेनवर उच्च गतीला परवानगी देत ​​​​नाही. आमच्या प्रकल्पाचे अधिक तांत्रिक analogues पुढे दिसतील. तुम्हाला दिसेल.

स्त्रोत: www.habr.com