कसरी विकेन्द्रीकृत मेसेन्जरले ब्लकचेनमा काम गर्छ?

2017 को सुरुमा, हामीले ब्लकचेनमा मेसेन्जर सिर्जना गर्न थाल्यौं [नाम र लिङ्क प्रोफाइलमा छन्] क्लासिक P2P मेसेन्जरहरूका फाइदाहरू छलफल गरेर।

पास भयो 2.5 वर्ष, र हामीले हाम्रो अवधारणा पुष्टि गर्न सक्षम भयौं: मेसेन्जर अनुप्रयोगहरू अब iOS, Web PWA, Windows, GNU/Linux, Mac OS र Android को लागि उपलब्ध छन्।

आज हामी तपाईंलाई ब्लकचेन मेसेन्जरले कसरी काम गर्छ र कसरी क्लाइन्ट एप्लिकेसनहरूले यसको एपीआईसँग काम गर्न सक्छन् भन्ने कुरा बताउनेछौं।


हामी ब्लकचेनले क्लासिक P2P मेसेन्जरहरूको सुरक्षा र गोपनीयता समस्याहरू समाधान गर्न चाहन्छौं:

• खाता सिर्जना गर्न एक क्लिक - कुनै फोन वा इमेल छैन, ठेगाना पुस्तिका वा भौगोलिक स्थानहरूमा पहुँच छैन।
• वार्ताकारहरूले कहिल्यै प्रत्यक्ष जडानहरू स्थापना गर्दैनन्; सबै सञ्चार नोडहरूको वितरित प्रणाली मार्फत हुन्छ। प्रयोगकर्ताहरूको IP ठेगानाहरू एकअर्कामा पहुँचयोग्य छैनन्।
• सबै सन्देशहरू Encrypted End-to-End curve25519xsalsa20poly1305 छन्। यस्तो देखिन्छ कि यसले कसैलाई आश्चर्यचकित गर्दैन, तर हाम्रो स्रोत कोड खुला छ।
• MITM आक्रमणलाई बहिष्कृत गरिएको छ - प्रत्येक सन्देश एक लेनदेन हो र Ed25519 EdDSA द्वारा हस्ताक्षर गरिएको छ।
• सन्देश आफ्नै ब्लकमा समाप्त हुन्छ। एकरूपता र timestamp तपाईंले ब्लकहरू ठीक गर्न सक्नुहुन्न, र त्यसैले सन्देशहरूको क्रम।
• "मैले त्यो भनेको होइन" ब्लकचेनमा सन्देशहरूसँग काम गर्दैन।
• त्यहाँ कुनै केन्द्रीय संरचना छैन जसले सन्देशको "प्रामाणिकता" जाँच गर्छ। यो सहमतिमा आधारित नोडहरूको वितरण प्रणालीद्वारा गरिन्छ, र यो प्रयोगकर्ताहरूको स्वामित्वमा हुन्छ।
• सेन्सरशिपको असम्भवता - खाताहरू ब्लक गर्न सकिँदैन र सन्देशहरू मेटाउन सकिँदैन।
• Blockchain 2FA एसएमएस मार्फत नरक 2FA को एक विकल्प हो, धेरै स्वास्थ्य बिगार्यो।
• कुनै पनि समयमा कुनै पनि उपकरणबाट तपाइँका सबै कुराकानीहरू प्राप्त गर्ने क्षमताको मतलब तपाइँले स्थानीय रूपमा कुराकानीहरू भण्डारण गर्नुपर्दैन।
• सन्देश वितरणको पुष्टि। प्रयोगकर्ताको उपकरणमा होइन, तर नेटवर्कमा। अनिवार्य रूपमा, यो तपाईंको सन्देश पढ्न प्राप्तकर्ताको क्षमताको पुष्टि हो। यो महत्वपूर्ण सूचनाहरू पठाउनको लागि उपयोगी सुविधा हो।

ब्लकचेन लाभहरूमा क्रिप्टोकरन्सीहरू Ethereum, Dogecoin, Lisk, Dash, Bitcoin (यो अझै प्रगतिमा छ) र च्याटहरूमा टोकनहरू पठाउने क्षमतासँग नजिकको एकीकरण पनि समावेश छ। हामीले बिल्ट-इन क्रिप्टो एक्सचेन्जर पनि बनायौं।

र त्यसपछि - यो सबै कसरी काम गर्दछ।

सन्देश भनेको लेनदेन हो

सबैजना पहिले नै यस तथ्यमा अभ्यस्त छन् कि ब्लकचेनमा लेनदेन टोकनहरू (सिक्का) एक प्रयोगकर्ताबाट अर्कोमा। Bitcoin जस्तै। हामीले सन्देशहरू पठाउनको लागि विशेष प्रकारको लेनदेन सिर्जना गरेका छौं।

ब्लकचेनमा मेसेन्जरमा सन्देश पठाउन, तपाईंले धेरै चरणहरू पार गर्न आवश्यक छ:

1. सन्देश पाठ इन्क्रिप्ट गर्नुहोस्
2. लेनदेनमा सिफरटेक्स्ट राख्नुहोस्
3. लेनदेनमा हस्ताक्षर गर्नुहोस्
4. कुनै पनि नेटवर्क नोडमा लेनदेन पठाउनुहोस्
5. नोडहरूको वितरित प्रणालीले सन्देशको "प्रामाणिकता" निर्धारण गर्दछ
6. यदि सबै ठीक छ भने, सन्देशको साथ लेनदेन अर्को ब्लकमा समावेश छ
7. प्राप्तकर्ताले सन्देश लेनदेन र डिक्रिप्टहरू पुन: प्राप्त गर्दछ

चरण 1-3 र 7 ग्राहकमा स्थानीय रूपमा प्रदर्शन गरिन्छ, र चरण 5-6 होस्टहरूमा प्रदर्शन गरिन्छ।

सन्देश इन्क्रिप्सन

सन्देश प्रेषकको निजी कुञ्जी र प्राप्तकर्ताको सार्वजनिक कुञ्जीसँग इन्क्रिप्ट गरिएको छ। हामी नेटवर्कबाट सार्वजनिक कुञ्जी लिनेछौं, तर यसको लागि, प्रापकको खाता प्रारम्भिक हुनुपर्छ, त्यो हो, कम्तिमा एउटा लेनदेन छ। तपाईंले REST अनुरोध प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ GET /api/accounts/getPublicKey?address={ADAMANT address}, र कुराकानीहरू लोड गर्दा, अन्तर्वार्ताकर्ताहरूको सार्वजनिक कुञ्जीहरू पहिले नै उपलब्ध हुनेछन्।

मेसेन्जरले curve25519xsalsa20poly1305 एल्गोरिथ्म प्रयोग गरेर सन्देशहरू इन्क्रिप्ट गर्दछNaCl बक्स)। खातामा Ed25519 कुञ्जीहरू समावेश भएको हुनाले, बक्स बनाउनको लागि, कुञ्जीहरूलाई पहिले Curve25519 Diffie-Hellman मा रूपान्तरण गर्नुपर्छ।

यहाँ JavaScript मा एउटा उदाहरण छ:

/**
 * 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)
  }
}

सन्देश संग एक लेनदेन गठन

लेनदेनको निम्न सामान्य संरचना छ:

{
  "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": {}
}

सन्देश लेनदेनको लागि, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा हो asset - तपाईंले वस्तुमा सन्देश राख्न आवश्यक छ chat संरचना संग:

• message - ईन्क्रिप्टेड सन्देश बचत गर्नुहोस्
• own_message -बिना
• type - सन्देश प्रकार

सन्देशहरू पनि प्रकारहरूमा विभाजित छन्। अनिवार्य रूपमा, प्यारामिटर type कसरी बुझ्ने भनेर बताउँछ message। तपाईं केवल एक पाठ पठाउन सक्नुहुन्छ, वा तपाईं भित्र रोचक चीजहरू सहित एक वस्तु पठाउन सक्नुहुन्छ - उदाहरणका लागि, मेसेन्जरले च्याटहरूमा क्रिप्टोकरेन्सी स्थानान्तरण गर्ने तरिका हो।

नतिजाको रूपमा, हामी लेनदेन सिर्जना गर्छौं:

{
  "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"
  }
}

लेनदेन हस्ताक्षर

सबैजना प्रेषक र प्राप्तकर्ताको प्रामाणिकता, पठाउने समय र सन्देशको सामग्रीमा विश्वस्त छन् भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्न, लेनदेनमा हस्ताक्षर गरिएको छ। डिजिटल हस्ताक्षरले तपाईंलाई सार्वजनिक कुञ्जी प्रयोग गरेर लेनदेनको प्रामाणिकता प्रमाणित गर्न अनुमति दिन्छ - यसका लागि निजी कुञ्जी आवश्यक पर्दैन।

तर हस्ताक्षर आफै निजी कुञ्जी प्रयोग गरी गरिन्छ:

रेखाचित्रले देखाउँछ कि हामीले पहिले SHA-256 सँग कारोबार ह्यास गर्छौं र त्यसपछि हस्ताक्षर गर्छौं Ed25519 EdDSA र हस्ताक्षर प्राप्त गर्नुहोस् signature, र लेनदेन ID SHA-256 ह्यासको अंश हो।

उदाहरण कार्यान्वयन:

१ - सन्देश सहित डाटा ब्लक बनाउनुहोस्

/**
 * 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)
}

२ - डाटा ब्लकबाट SHA-2 गणना गर्नुहोस्

/**
 * 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 - लेनदेनमा हस्ताक्षर गर्नुहोस्

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 नोडमा सन्देशको साथ लेनदेन पठाउँदै

सञ्जाल विकेन्द्रीकृत भएकोले, खुला एपीआई भएको कुनै पनि नोडहरूले गर्नेछ। अन्तिम बिन्दुमा POST अनुरोध गर्दै api/transactions:

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

जवाफमा हामीले प्रकारको लेनदेन ID प्राप्त गर्नेछौं

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

लेनदेन प्रमाणीकरण

नोडहरूको वितरण प्रणाली, सहमतिमा आधारित, लेनदेन सन्देशको "प्रामाणिकता" निर्धारण गर्दछ। कसबाट र कसलाई, कहिले, सन्देश अर्कोसँग प्रतिस्थापन गरिएको थियो कि छैन, र पठाउने समय सही रूपमा संकेत गरिएको थियो। यो ब्लकचेनको एक धेरै महत्त्वपूर्ण फाइदा हो - त्यहाँ कुनै केन्द्रीय संरचना छैन जुन प्रमाणिकरणको लागि जिम्मेवार छ, र सन्देशहरूको क्रम र तिनीहरूको सामग्री नक्कली हुन सक्दैन।

पहिले, एक नोडले शुद्धता जाँच गर्दछ, र त्यसपछि यसलाई अरूलाई पठाउँछ - यदि बहुमतले सबै कुरा क्रमबद्ध छ भने, लेनदेन श्रृंखलाको अर्को ब्लकमा समावेश गरिनेछ - यो सहमति हो।

चेकको लागि जिम्मेवार नोड कोडको भाग GitHub मा हेर्न सकिन्छ - validator.js и verify.js। हो, नोड Node.js मा चल्छ।

ब्लकमा सन्देश सहितको लेनदेन सहित

यदि सहमति पुग्यो भने, हाम्रो सन्देशको साथ लेनदेन अन्य वैध लेनदेनको साथ अर्को ब्लकमा समावेश गरिनेछ।

ब्लकहरूको कडा अनुक्रम छ, र प्रत्येक पछिको ब्लकहरू अघिल्लो ब्लकहरूको ह्यासहरूमा आधारित बनाइन्छ।

बिन्दु यो हो कि हाम्रो सन्देश पनि यस क्रम मा समावेश छ र "पुनर्व्यवस्थित" गर्न सकिदैन। यदि धेरै सन्देशहरू ब्लकमा पर्छन् भने, तिनीहरूको अर्डर द्वारा निर्धारण गरिनेछ timestamp पोस्टहरू।

सन्देशहरू पढ्दै

मेसेन्जर एप्लिकेसनले ब्लकचेनबाट लेनदेनहरू प्राप्त गर्छ जुन प्रापकलाई पठाइन्छ। यसका लागि हामीले अन्तिम बिन्दु बनायौं api/chatrooms.

सबै लेनदेनहरू सबैका लागि उपलब्ध छन् - तपाईंले इन्क्रिप्टेड सन्देशहरू प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ। तर केवल प्राप्तकर्ताले आफ्नो निजी कुञ्जी र प्रेषकको सार्वजनिक कुञ्जी प्रयोग गरेर डिक्रिप्ट गर्न सक्छ:

**
 * 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) : ''
}

अनि अरू के?

सन्देशहरू यस तरिकाले लगभग 5 सेकेन्डमा डेलिभर हुने हुनाले - यो नयाँ नेटवर्क ब्लक देखा पर्ने समय हो - हामी क्लाइन्ट-टू-नोड र नोड-टू-नोड सकेट जडानको साथ आएका छौं। जब नोडले नयाँ लेनदेन प्राप्त गर्दछ, यसले यसको वैधता जाँच गर्दछ र यसलाई अन्य नोडहरूमा फर्वार्ड गर्दछ। सहमति हुनु र ब्लकमा समावेश हुनु अघि नै लेनदेन मेसेन्जर ग्राहकहरूलाई उपलब्ध छ। यस तरिकाले हामी नियमित इन्स्ट्यान्ट मेसेन्जरहरू जस्तै, तुरुन्तै सन्देशहरू पठाउनेछौं।

ठेगाना पुस्तिका भण्डारण गर्न, हामीले KVS - Key-Value Storage - यो अर्को प्रकारको लेनदेन हो जसमा asset यो एन्क्रिप्टेड NaCl-बक्स होइन, तर NaCl-सेक्रेटबक्स। यसरी मेसेन्जरले अन्य डाटा भण्डारण गर्छ।

फाइल/छवि स्थानान्तरण र समूह च्याट अझै धेरै काम आवश्यक छ। निस्सन्देह, blunder-and-blunder ढाँचामा यो चाँडै "स्क्रू अप" हुन सक्छ, तर हामी समान स्तरको गोपनीयता कायम राख्न चाहन्छौं।

हो, त्यहाँ अझै काम गर्न बाँकी छ - आदर्श रूपमा, वास्तविक गोपनीयताले मान्छ कि प्रयोगकर्ताहरू सार्वजनिक नेटवर्क नोडहरूमा जडान हुनेछैनन्, तर आफ्नै उठाउनेछन्। तपाइँको विचारमा प्रयोगकर्ताहरूको कति प्रतिशत यो गर्छ? त्यो सहि हो, ०. हामीले मेसेन्जरको टोर संस्करणको साथ आंशिक रूपमा यो समस्या समाधान गर्न सक्षम भयौं।

हामीले प्रमाणित गरेका छौं कि ब्लकचेनमा मेसेन्जर अवस्थित हुन सक्छ। पहिले, 2012 मा एक मात्र प्रयास थियो - बिट सन्देश, जुन लामो सन्देश वितरण समय, CPU लोड, र मोबाइल अनुप्रयोगहरूको कमीको कारण असफल भयो।

र शंकाको कारणले गर्दा ब्लकचेनमा मेसेन्जरहरू आफ्नो समय भन्दा अगाडि छन् - मानिसहरू आफ्नो खाताको लागि जिम्मेवारी लिन तयार छैनन्, व्यक्तिगत जानकारीको स्वामित्व अझै प्रवृति होइन, र प्रविधिले ब्लकचेनमा उच्च गतिलाई अनुमति दिँदैन। हाम्रो परियोजना को अधिक प्राविधिक analogues अर्को देखा पर्नेछ। तिमिले देख्ने छौ।

स्रोत: www.habr.com