Indy架构与DID流程

1、架构

总架构

HBB-Indy-Sovrin_ARM_v0.27.png

在水平方向上，INDY ARM分为4个透视图：

• 项目和发行：

  • Hyperledger Indy-SDK：客户端交互接口，支持Java、Python、iOS、NodeJS、.Net、Rust
  • Hyperledger Indy-Agent（被Hyperledger Aries取代）：包括用于区块链客户端的共享加密钱包（安全存储技术）， 以及用于允许这些客户端之间进行账外交互的通信协议 。
  • Hyperledger Indy-Crypto：Hyperledger Indy组件的共享加密库。
  • DIF Universal-Resolver：标识符解析器，可与任何分散式标识符系统（包括分散式标识符（DID））一起使用。
  • Hyper Indy-Node：实现了基于Plenum BFT共识协议的分布式账本，以及节点的功能。主要包括：处理读写请求、定义交易类型以及交易分类存储。

• 生态系统（涉及业务、应用、技术）

• DID数据模型

  • DID

    • URL scheme identifier (did)

    • Identifier for the DID method

      （DID method 定义标识符的格式和生成规则）

    • DID method-specific identifier

    例：did:sov:8a9F8ZmxuvDqRiqqY29x6dx9oU4qwFTkPbDpWtwGbdUsrCD

  • Verinym：创建账本已知的DID，合法法身份或身份所有者的唯一标识符。

  • Pseudonym：第二身份，隐藏真实身份。

  • NYM：用于创建Verinym的交易被称为NYM交易，被用来创建新的 DIDs，设置或者调换验证密钥（verification key），设置和改变角色（roles）。

    例：

    {
        "submitterId": "did:sov:29wksjcn38djfh47ruqrtcd5",
        "signature": "1qaz2wsx3edc4rfv5tgb6yhn7ujm8iklop==",
        "reqId": "okn987yhbgFtErDsCXsw",
        "operation": {
            "type": "NYM",
            "did": "did:sov:mnjkl98uipsndg2hdjdjuf7",
            "document": {
                "publicKey": [{
                    "id": "key1"
                    "type": "ED25519SignatureVerification",
                    "publicKeyBase58": "..."
                }],
                "authentication": [{
                    "type": "ED25519SigningAuthentication",
                    "publicKey": "key1"
                }],
                "service": [{
                  "type": "agentService",
                  "serviceEndpoint":"https://www.sovrin.org/agents"
                }]
            }
        }
    }
    

• DID文档模型

  DID文档是对一个DID实体的JSON-LD序列化，包括：

  DID标识符、一组加密材料（公钥）、一组加密协议、一组服务端点、时间戳、JSON-LD签名。

  例：

  {
    "id": "did:sov:mnjkl98uipsndg2hdjdjuf7",
    "publicKey": [{
        "id": "key1"
        "type": "ED25519SignatureVerification",
        "publicKeyBase58": "...",
        "authorizations": ["all"]
      }],
    "authentication": [{
        "type": "ED25519SigningAuthentication",
        "publicKey": "key1"
      }],
    "service": [{
        "type": "agentService",
        "serviceEndpoint":"https://www.sovrin.org/agents"
      }]
  }
  

从纵向看，Indy主要分为业务层(Business Layer)、应用层(Applications Layer)和技术层(Technology Layer)。

• 业务层：凭证发行（Issue）、凭证存储（Local Store）、数据请求（Request）、凭证披露（Present）、凭证验证（Verify）、凭证撤销（Revocate）用户注册登录等。

• 应用层：提供DID服务、提供凭证服务、提供特定业务服务。（ 由Indy-Agent/Aries 和 Indy-SDK 支撑）

• 技术层

  • Cloud Agent

    由Indy-Agent项目、Indy-SDK项目和DIF Universal-Resolver项目作支撑，主要功能是提供对Edge Agent的服务，直接与Ledger层进行交互，将请求结果返回到应用层。

    Indy-SDK项目调用Ledger层的API，实现直接与区块链进行交互；

    Indy-Agent项目调用Indy-SDK的钱包API，提供代理功能组件，并提供凭证注册组件（Credential Registry Node Component）实现凭证的注册；

    DIF Universal-Resolver项目提供DID的解析器组件，直接与Ledger层交互，解析出DID。

  • Ledger

    由 Indy-Node 和 Indy-Plenum 两个项目实现，主要功能是实现Indy区块链的功能。

    在Ledger组件中默认使用RocksDB和LevelDB进行KV存储，且使用Merkle Patricia Trie 存储账本状态。每个节点均维护四个账本：

    • Audit Ledger：主要负责与其他三个Ledger同步，为失败节点恢复数据，并对账本正确性进行审计；

    • Pool Ledger：主要维护池中节点的信息（Membership）；

    • Domain Ledger：为主要账本，记录交易；

    • Config Ledger：是Pool节点的配置账本。

    详细请参考：https://hyperledger-indy.readthedocs.io/projects/plenum/en/latest/storage.html

2、实现DID（分布式标识符）流程

Indy-Plenum相关

钱包类主要数据结构如下：

• name -> str：id名；

• ids -> Dict[Identifier, IdData]：DID到IdData的映射，一个DID一个IdData；

• idsToSigners -> Dict[Identifier, Signer]：DID到Signer的映射，一个DID一个Signer；

• aliasesToIds -> Dict[Alias, Identifier]：Alias到DID的映射，一个DID对应多个Alias。

钱包类主要方法：

• Encrypt/Decrypt：均使用 libsodium密码库的python封装进行加解密；

• sign/verify：签名和签名验证方法都是基于libsodium的sign方法进行的，使用signKey签名，使用veryKey+DID进行验证；

• DID Create：

  • 指定或产生Seed，32byte；
  • 根据Ed25519算法产生公私钥对 MSK,MPK；
  • 再将产生的私钥作为种子Seed，使用Ed25519，生成新的公钥VerkeyRaw，新的签名私钥signKey；
  • 将verKeyRaw的前16字节进行base58解码，成为DID，后16字节为verKey。
  • signKey、verKey丢失时，将可以使用MSK再次重新生成。

• Wallet storage：使用 jsonpickle 进行JSON序列化和反序列化，保存在本地。

Indy-node相关

​ Domain Ledger的交易中的NYM：NYM交易主要实现创建新DID、对已存在的DID用户进行角色变更，DID Document就是对NYM交易进行溯源，即可得到一份完整的DID Document；

• 角色：

  • None (common USER) 普通用户

  • “0” (TRUSTEE)

  • “2” (STEWARD) 管理员

  • “101” (ENDORSER) 背书人

  • “201” (NETWORK_MONITOR) 网络监管者

主要关系

Indy-R.png