深入解讀 DFINITY 賬戶結構與去中心化身份機制

原文標題：《對 DFINITY 的去中心化身份、賬戶與錢包介紹，開發者能如何利用？》

作者：blockpunk

6 月 3 號，ICP League 聯合社區開發者舉辦了第二期的開發者電話會，探討了 DFINITY 的底層賬戶結構，以及上層去中心化身份認證的方式，介紹了兩者的聯繫方式。

本期亮點：

• DFINITY 的賬戶與身份是兩個系統，其底層依然是加密原生的公鑰 / 私鑰 / 地址的賬戶，但在上層建立了去中心化身份系統；
• 身份與賬戶並不耦合，賬戶寫在鏈的底層，而身份是鏈上運行在 NNS 子網上的智能合約，通過合約與賬戶建立了聯繫；
• 賬戶更像是銀行卡，而身份更像是綁定了銀行卡的支付寶，能方便地使用 DFINITY 的 dapp；
• 身份系統的目的是為了幫助用戶更好地管理賬戶，避免用戶直接接觸私鑰；
• 在使用 DFINITY 的身份登陸其他 DApps 時，如果 DApps 相關代碼更新，容易丟失對這個 DApps 的子賬戶信息；
• 開發者可以結合官方的命令行賬戶錢包實現客戶端 / 網頁錢包，或者基於互聯網身份系統實現 web 3 邏輯下的業務，比如個人存儲、鏈上分身、數據集市。

賬戶地址

一般用戶在互聯網身份的包裝下並沒有接觸到轉賬地址，但 DFINITY 作為區塊鏈系統具備與比特幣 / 以太坊類似的賬戶，賬戶驗證的主要機制是經典的數字簽名方案。即從種子派生公私鑰對，並將公鑰匙處理編碼為字元串地址，通過私鑰簽名發送交易，使用公鑰驗證鑒別交易。

在選取的演算法上，DFINITY 的賬戶與比特幣更相似， 以 Python ECDSA 和 secp256k1 為主，如果使用已有的比特幣賬戶在 DFINITY 上能生成一樣的公鑰，但在地址表現形式上有所不同。

DFINITY 的賬戶地址的長度為 64 個字元，這種格式只用於表示普通賬戶，DFINITY 容器（合約）使用專門的 23 位的容器 ID 表示，並 5 個字元串一組，用「-」隔開，如「h5aet-waaaa-aaaab-qaamq-cai.raw」，加上「https」與「.ic0.app」後可以在瀏覽器直接訪問，如「」。這是其與以太坊賬戶體系一個很大的不同。

在 nns.ic0.app 下的 Accounts 下能看到這些賬戶地址，可以直接用於 ICP 的轉賬，但目前還沒有易用的加密原生錢包。

但官方其實開源了這類錢包的實現方法，在  中實現了一個命令行錢包。

互聯網身份（II）

DFINITY 在賬戶系統外又開發了一套身份系統稱之為「互聯網身份（Internet Identity）」，以下簡稱 II。II 是部署在 DFINITY 的一個智能合約，智能合約的狀態存儲中對地址與身份建立了映射。

注意的是，身份和錢包賬戶是兩回事。以太坊上錢包地址就是你使用應用的身份，但是在 DFINITY 中，身份是與錢包賬戶分開，兩者不耦合的，但來自同一源頭的公私鑰對，而且可以互相演化的。

在使用 II 時，用戶會獲得名為「user number」的一串數字，這其實是 II 合約內部的一個索引。這串數字來自一個 63 位的字元串，一般五個一組用「-」隔開，被稱為「Principal ID」。

用戶身份其實是 II 智能合約中的一個實例化對象，II 是 DFINITY 推動的標準，目前 DFINITY 上的應用都可以通過引入幾行代碼，來允許用戶使用 II 標準登陸應用。II 是一種中心化身份的標註，使用了具備高度安全性的雙要素驗證；並能在使用不同 dapp 時為用戶創建衍生身份，來保護用戶隱私防止被跨應用追蹤賬戶；並能更方便的管理多賬戶，無需賬戶密碼，也無需基礎學習門檻高的私鑰，通過面部識別、指紋掃描或 YubiKey 等安全終端輕鬆地使用。

首先介紹一下 WebAuthn，符合了 W3C （萬維網聯盟）的 Web 驗證的標準，也就是除去賬戶密碼 / 私鑰驗證之外，還需要安全硬體的驗證，這是為了避免釣魚網站與惡意軟體的侵害。因此在使用 II 時，用戶必須具備安全硬體，這也是困擾早期用戶的一個門檻，但目前我們的大部分手機、筆記本都裝載了安全晶元，也可以外接 YubiKey。

WebAuthn 驗證流程：

• 用戶啟動登錄過程後，DFINITY 的 II 智能合約將生成一個隨機質詢並將其發送到用戶的瀏覽器；
• 然後瀏覽器將質詢轉發到安全設備，用戶在安全設備上進行交互驗證，如指紋解鎖、面部識別或輕觸 YubiKey；
• 完成驗證，使用保存在安全設備中的私鑰簽名；
• 然後將驗證後簽名的質詢發送回 II 智能合約，II 智能合約進行驗證，完成登陸。

在我們使用 II 授權登陸一個 DApp 時，II 會自動產生一個子身份專門用於使用該 DApp。這為用戶創建了多個鏈上分身，防止其身份被追蹤；同時 DFINITY 對不同容器交互時都需要分別進行驗證，一個容器無法盜用其授權許可權與其他容器交互，來轉走代幣，而這種事曾在以太坊上發生過。

同時，II 合約也對身份進行了一個抽象，因此即使你的私鑰只存儲在設備的安全晶元中，並不傳輸，但你能把多個設備綁定在一個主賬戶下，使用多個設備直接登陸主賬戶發送任意操作。這是一種對許可權的管理，具體需要官方公布更多細節。

互聯網身份與賬戶地址的聯繫

DFINITY 在賬戶系統外又開發了一套身份系統稱之為「互聯網身份（Internet Identity）」，以下簡稱「II」。II 是部署在 DFINITY 的一個智能合約。

原始 ID 的產出：

• 首先對隨機數 Rand 進行 Bip39，然後產出種子文件，再推斷出私鑰；
• 通過私鑰產出一個 DER 格式的公鑰，長度為 65 位元組；
• 對公鑰進行 sha224 得到 28 位元組的字元串，然後加上一個位元組判斷其類型，產出 29 位元組的原始 ID 以下稱「blob」；

這裡添加了一個位元組可以表示其的類型，「0x01」為系統保留，「0x02」代表了這是主要 ID，即用戶創建的；「0x03」表示該共鑰是從主要 ID 派生的，一個主要 ID 具備一個空間，可以註冊很多個派生 ID，去使用不同的 DApp；「0x04」為匿名 ID，不用簽名也可以發送請求。

此時，對 blob 的兩種處理方式分別產出了用於 II 合約的 63 位元組的「Principal ID」，和 32 位元組的錢包賬戶「Account ID」。

Principal ID 的產出：

• 對 blob 添加 4 個位元組小大的 CRC-32 的糾錯碼（error detection code）；
• 使用 Base32 對結果進行編碼，每組五個字元，用「-」隔開；
• 也可以使用 ASCII 表示，最大 63 個字元。

Account ID 的產出：

• 在 blob 前加入 Account 類型的特定字元串，後面加上序號；
• 對這個字元串計算 sha224，得到 28 位元組結果；
• 對結果添加 4 位元組大小的 CRC-32 的糾錯碼，得到 32 位元組結果；
• 轉化為 64 個字元的字元串。

Account ID 就是我們在交易所中使用的轉賬地址，而 Account ID 也可以衍生出多個子地址，之需要修改 blob 後的序號即可，被哈希後就能得出不同的地址，這個過程與之前的派生是有區別的。

注意問題

目前 DFINITY 官方鼓勵開發者使用 II 去登陸 DApp，而 II 對身份與地址的衍生與存儲都運行在智能合約中。

而在 DFINITY 的合約中 Persistent 狀態是允許被更新的，因此合約可以被升級，但這並不是一個持久化的狀態，因此有可能會在更新中損失數據。這就意味著，在 II 合約自身，或者 DApp 合約更新後，可能會損失數據，導致過去使用 DApp 的身份丟失。

這是所有開發者在使用 II 時需要注意的風險，但是這種情況往往是在使用 DApp 時會遇到的，而你持有的 ICP 代幣不會受到影響。

注意問題

目前 DFINITY 的體驗與加密原生用戶中間有一個斷層，II 對現在的加密原生用戶的使用習慣來是超前的，因此大家很難接受。消除這個斷層，改進這個機制是非常重要的一個工作，比如為 keysmith 命令行錢包做可視化頁面等。

還可以在登陸機制上進行探索，目前的 WebAuthn 登陸有一定硬體門檻，不是所有人都能很輕鬆的使用。比如使用 metamask 登陸，比如通過郵箱去做密碼學驗證。

在開發 DFINITY 錢包時可以更好的去結合加密原生的賬戶地址與 DFINITY 的多身份系統。做一個比喻，賬戶地址像是銀行卡賬戶，DFINITY 的 II 是微信的賬戶，也可以使用這個微信賬戶去登陸不同的應用，每個應用你都具備一個身份。

因此將 MetaMask 還不足夠，DFINITY 的體驗與 Web3 中描述的「用錢包去完成所有的登錄的操作」不同了，應用的連接感更像傳統互聯網的「一鍵登錄」。

同時，在不同的公鏈或平台上都有去中心化身份的項目，而因為沒有深度耦合， DFINITY 官方推出的 II 也可以早期的身份項目，開發者可以著手去改進它，或者實現一個全新的更好的身份系統。

同時也可以在 II 的上層搭建更多應用，比如為每一個賬戶建立獨立的存儲空間，作為數據確權的中心，或者去優化多身份系統，從多身份中衍生出交互的多樣性。