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零信任设计

实现状态:阶段零(协议方向声明表和卡口,第 8 节)已实现,其余是设计稿,尚未实现。 第 3 节的缺口是对当前代码的核对结果(G7 已解决);第 4 节起是目标设计和实施顺序。第 14 节列出还没定的事。

Agent、Backend、Probe 之间互相不信任。这份文档只回答三个问题:现在谁听谁的、被攻破之后最坏会怎样、怎么用密码学把信任从 Backend 身上拿走。纯采集的边界、本地硬上限和签名更新见 architecture.md 第 5 节,这里不重复。

1. 范围

要防的

  • Backend(或 Backend 前面的 Cloudflare Tunnel、frp、Caddy 等中间环节)被攻破或被劫持之后,给节点下发恶意内容。
  • Agent 或 Probe 自己被入侵之后,去影响 Backend 或对端。

有意不做的

  • 进程沙箱(seccomp、pids 和内存上限、出站白名单)。Agent 和 Probe 的定位是 1 核 1 GB 的小机器,不能吃资源。
  • 供应链的多签、冷却期和可复现构建。代码风险靠 PR 评审降一个等级;发布仍然是单把发布密钥签名(见 deployment.md)。以后需要时再加,不属于这份设计。
  • 顺带记一条:Agent 的单元现在挂了 /:/host/root:ro、/proc、/sys,被攻破的 Agent 能遍历宿主机。它们多半是不必要的(宿主网络模式下容器自己的 /proc 就是宿主的,磁盘用量可以对已挂载的 /etc/os-release 做 statvfs),属于沙箱范畴,先不动,实现时再核实。

2. 威胁模型

编号 假设被攻破的是 现实来源
T1 Backend,或它前面的中间环节 链路经过 Cloudflare Tunnel、frp、Caddy,它们都能看到 wss 的明文
T2 某个 Agent(在 VPS 上,旁边还有别的服务) VPS 被入侵
T3 某个 Probe(在客户内网里) 客户机器被入侵
T4 管理员的会话或令牌 令牌泄露
T5 管理员的浏览器 XSS,或者节点上报的字符串被渲染

3. 现状:节点听谁的,缺口在哪

                      CI 发布私钥(单把)
                            │ 签名清单
 管理员 ──令牌/会话──▶ ┌──────────┐ ◀── 原始块、事件、主机数字(没有按节点的配额)
                       │ Backend  │
                       └──┬───┬───┘
        任务集、对端公钥、   │   │  Agent 名单(host:port,Probe 全部照拨)
        重启计划、更新清单   ▼   ▼
                   ┌──────┐   ┌──────┐
                   │Agent │◀─▶│Probe │   Probe 私钥由 Backend 生成
                   └──────┘   └──────┘
# 缺口 依据 后果
G1 节点不验证 Backend 的身份,只靠 TLS 加公共 CA Fleet.Link 里没有证书固定,也没有应用层验证 链路上任一环节被攻破,就能给节点下发任务集、Agent 名单、对端公钥、重启计划(更新清单有签名,不受影响)
G2 Probe 的私钥由 Backend 生成 ProbeService 里的 NodeIdentity.Generate(创建和轮换) Backend 接触过 Probe 的私钥,可以冒充它;Agent 的密钥是自己生成的,没有这个问题
G3 Probe 会拨 Backend 给的任意 host:port AgentDirectory、AgentConnection 不做任何地址检查;本地 limits 只有速率和 pps 被攻破的 Backend 能让客户内网里的 Probe 去探测内网。固定 SPKI 只能防止建立会话,防不了探测本身
G4(已修,阶段二) Agent 的 TCP 端口对任何人完成 TLS 握手并出示证书 TcpAcceptor、PeerListener 在 AcceptTcpClient 之后直接 AuthenticateAsServer 自签证书、TLS 参数、JARM 都能被扫描器指纹识别,一眼看出这是个服务
G5 Backend 入库只限制了单块的大小 MaxDecodedChunkBytes 等;没有找到按节点的速率或配额 恶意节点可以灌满磁盘
G6 对端公钥、Agent 地址全由 Backend 决定 TaskSet.Peers、ProbeAgentList 被攻破的 Backend 能把恶意 Probe 加进 Agent 的白名单,或把 Probe 指向恶意 Agent
G7(已解决) 方法的方向和角色没有统一声明:原来靠「谁注册了处理器」隐式决定 NodeConnection.HandleMessageAsync 只按方法名分发到路由器;文档里的 B→A、A→B 只存在于 protocol.md,没有对账 新增一个方法时,方向写反、角色写错(例如 Probe 调了只给 Agent 的方法)不会被任何东西发现
G8 测量数据没有产生者签名 Raw/ 的编解码里没有任何签名或 MAC,块只有 CRC32C;Probe 的列块(通道 17)经 Agent 合并进原始块再上传 隧道等中间环节可以改写测量数据;被攻破的 Agent 可以伪造 Probe 侧的时间戳(t1、t4)
G9 入库只核对了 agent_id IngestService 在 header.AgentId != agent 之后直接采用块头里的 series(形如 line:<probe_id>),全文没有出现 Probe 被攻破的 Agent 可以为从没连过它的 Probe 灌入假线路数据
G10 没有合理性检查 EchoOps 里没有对回显时间戳做任何一致性检查 恶意 Agent 可以谎报 t2、t3,把自己的处理时延说成任意值,让线路 RTT 好看或难看
G11 Probe 的一把密钥多处使用 architecture.md 第 5 节写明同一把用来连 Backend 和连 Agent;已有用途前缀(auth、peer)做域隔离 一处泄露,两处都沦陷

没有问题的部分:UDP 端口对未认证的包静默丢弃,不回应(DropInvalid,有测试);Probe 本身没有 TCP 监听;任务有本地硬上限;更新清单有签名和 seq 防回滚。

4. 核心思路:信任锚点从 Backend 移走

要防 Backend 被攻破,下行内容必须由 Backend 之外的密钥授权。Backend 只搬运、计算和存储,不创造信任:

  ① 发布密钥(CI)          ──▶ 「跑什么代码」               已有:清单签名、seq 防重放
  ② 操作员密钥(管理员本人)  ──▶ 「谁是舰队成员、去哪拨」      新增:Backend 持有不了
  ③ 节点自己的密钥           ──▶ 「我是我」                   已有;Probe 要改成自己生成

  被攻破的 Backend 能做的:拒绝服务、看数据。
  不能做的:加入新节点、改地址让 Probe 去探内网、塞恶意更新、冒充节点。

5. 入网信任链

下文和其他章节里的「名册」指节点本地验过链的成员表。详细设计见 access.md(账户、角色、能力、API key、签名链、流程和实施顺序)。这里只留结论:

  • 名册不再是「每次变更都要操作员签一整张表」,而是一条可离线验证的链:节点固定创世 owner 公钥 → 操作员集合(带版本,owner 签)→ 委托(passkey 签,限定范围和时间)→ 入网券(委托的密钥签)→ 节点绑定(节点注册时用安装命令里的 K_code 签)。加上 passkey 当场签的吊销表。
  • Agent 只接纳链验得过的 Probe,Probe 只拨链验得过的 Agent,并且只拨公网地址(缺口 G3、G6 因此消失,不需要另外的拨号白名单)。
  • 不可回放:节点持久化见过的最大操作员集合版本和吊销表版本,Backend 无法拿旧文档复活已吊销的节点。
  • 加节点不需要 passkey:创建加入码是普通操作,命令里只有公开的值(创世指纹、属主、脚本哈希);自动化用带 fleet.enroll 的 API key。信任来自节点注册时固定的创世指纹和属主。

6. 操作员凭证

操作员凭证就是 passkey(WebAuthn,ES256,attestation 选 none)。节点本地固定创世 owner 公钥,其余凭证靠 owner 签名的操作员集合同步,不用重装节点;每条凭证带角色(owner、admin)和限制(例如单张入网券的最长有效期),由节点自己执行。

  • 登录可以用密码、passkey 或 OIDC,会话能力相同;但只有 passkey 能给操作员集合签名:节点验证不了 IdP 的断言,也不该让密码和 IdP 进入信任域。OIDC 只是账户的另一种登录方式(绑定 iss + sub)。
  • 自动化凭证:enroll API key 创建时由 passkey 签一份委托;CI 和测试用软件 ECDSA 凭证,写进测试的操作员集合。
  • 恢复:passkey 全部丢失时,重装节点并换创世公钥;所以每个账户至少注册两个 passkey。

7. 各类下行消息怎么处置

下行内容 授权 被攻破的 Backend 最多能做什么
舰队成员、对端公钥 操作员签名的入网链和吊销表 什么都改不了;Agent 地址由 Backend 下发,但 Probe 只拨公网地址
更新清单 发布密钥(已有) 不能伪造;能转发旧的合法清单,seq 防回滚
任务集、测试请求 Backend 计算;节点本地硬上限兜底(已有) 只能在名册成员之间、本地速率和端口上限内发测量流量
重启计划(moshiro.schedule) Backend;节点本地启动后 10 分钟内不触发 最多让节点每 10 分钟重启一次
未来的 extension(exec 等) 操作员签名的一次性能力令牌,见第 11 节 什么都做不了

另外 Backend 自己对节点也有一条应用层身份:Backend 有长期签名密钥,节点在注册时固定它,下行消息带签名、节点 ID、序号和有效期。它防的是你的 Cloudflare、frp 链路被劫持(G1);对 Backend 自己被攻破没有帮助,那一类靠名册。

8. 协议的方向与平面

8.1 三个平面,各认各的凭证

 外部面(人、浏览器、脚本)   /api/public(匿名只读,SSE)   /api/admin(Cookie + CSRF,或 API 令牌)
                              /install.sh  /openapi  /healthz  /metrics
 节点面(节点主动拨入)        /api/agent/v1/enroll(加入令牌,一次性)   /api/agent/v1/rpc(wss,节点签名认证)
 对等面(Probe 拨 Agent)      TLS 控制 7443/tcp、数据 7443/udp、7444/tcp(名册里的成员才能通过)
  • 每个平面只认自己的凭证:节点面不接受令牌和 Cookie;外部面不接受节点签名;对等面只认名册成员。任何一个平面的凭证都换不到另一个平面的权限。
  • 连接方向固定:节点面永远是节点拨入 Backend,Backend 从不主动连节点,所谓「下发」只是在节点拨入的连接上发下行消息;对等面永远是 Probe 拨 Agent,Agent 不拨 Probe。
  • 外部面不能直通节点面:管理端的操作(例如发起测试)只会触发 Backend 里一个强类型的下行方法,管理端不能指定方法名,也不能把请求体原样转给节点。现状已满足(IAgentGateway 里全是强类型方法),要写成约束并用测试守住。
  • 现状:三个平面共用同一个监听端口和同一条 ASP.NET 管线,靠路径和凭证类型区分。目标是把节点面和外部面做成可以分别配置监听地址(默认仍同一个),这样管理面可以只对内网或 VPN 开放,节点面单独放出去。

8.2 每个方法声明方向、类型和角色

同一个方法名只允许一个发起方,不存在「双向方法」。需要两个方向交互时,定义两个方法。一个方法声明四件事:

声明 取值 含义
发起方 B→A、B→P、A→B、P→B、P→A、A→P 只有它能发出这个方法,对方收到就是违规
类型 请求(有响应)、通知(无响应) 通知不允许回复;响应只对应一个未决的请求 ID,且那个方法必须是请求
角色 A、P、A+P 节点角色不对就拒绝(Probe 不能调 Agent 的方法)
授权 无、operator(需要操作员签名的能力令牌) 为 extension 预留,核心方法都是「无」

方向总表(来自 protocol.md,实现时以代码里的声明为准):

方法 方向 类型 角色
fleet.challenge、fleet.state.sync、fleet.outbox.ack、fleet.revoked B→节点 见 Fleet 说明 A+P
fleet.auth、fleet.hello、fleet.heartbeat 节点→B 见 Fleet 说明 A+P
moshiro.test.run、moshiro.test.cancel、moshiro.probe.disconnect B→A 请求 A
moshiro.update.offer、moshiro.update.apply、moshiro.schedule B→节点 通知 A+P
moshiro.test.status、moshiro.event、moshiro.host A→B 通知 A
二进制通道 16(RawChunk) A→B 发件箱 A
对等面的方法和通道 17(列块) P→A、A→P,按 protocol.md 按声明 P、A

8.3 强制方式

  1. 一份声明表,单一真源,放在 MoShiro.Protocol(Fleet 自己的 fleet.* 放在 Fleet);文档里的方向表由它生成或对账。
  2. 发送前检查:发错方向是编程错误,直接失败。
  3. 接收时检查:收到不该由对方发起的方法、未声明的方法、角色不对的方法,丢弃并计数,连续违规断开连接。
  4. 响应匹配:只接受对应未决请求 ID 的响应,不接受主动「响应」。
  5. 对账测试(ArchitectureTests):声明表和实际注册的处理器逐项比对,新增方法绕不过声明。
  6. 下行消息只是建议,不是命令:节点按本地硬上限执行或拒绝;任何带副作用的敏感能力都不走核心的下行消息,见第 11 节。

已实现(阶段零):

  • 声明表:Fleet.Rpc/MethodTable.cs(MethodSpec、ChannelSpec、MethodTable);框架的 fleet.* 在 FleetMethodTable,moshiro.* 和两条二进制通道在 MoShiro.Protocol 的 MoShiroMethodTable;角色是 NodeRoles(服务端按节点 ID 前缀判断)。声明表按(平面,名字)查找,同名方法在两个平面里可以有不同的发起方(fleet.state.sync 在节点面是 Backend→节点,在对等面是 Agent→Probe)。
  • 卡口:RpcRouter 创建时必须给出本侧(RpcSide)和声明表。注册处理函数时核对方向、类型、角色,不符就在启动时失败;分发时拒绝没有声明、方向不对、请求和通知用反了、角色不允许的消息,回 fleet_protocol_violation 并报告违规;发送前核对本侧有没有资格发起(CheckSend,违反是程序缺陷,抛异常)。
  • 违规处理:RpcSession 和服务端的 NodeConnection 对违规计数,超过上限(MaxViolations,默认 20)就断开连接;二进制通道也在服务端按声明核对(节点只能往声明过、并且允许它的角色使用的通道发)。
  • 对账测试:Fleet.Tests/MethodDirectionTests 覆盖卡口本身;MoShiro.Backend.Tests/ProtocolDeclarationTests 核对「每个方法常量都声明了」「文档里写了每个方法」「Backend、Agent、Probe 两个平面各自该处理的方法都注册了处理函数」「每条声明的通道都有收件箱」。
  • 这次落地时对账发现了两处不一致并修掉:文档漏了 fleet.peer.challenge、fleet.peer.auth;Agent 的 moshiro.schedule 处理函数原来只在传入重启控制器时才注册。

9. 节点自己被攻破时:数据可信与归属

9.1 测量数据的可信(G8、G9、G10)

测量数据是这个项目的产出,不能只靠传输层可信:你的链路有 Cloudflare 这样的中间环节,Agent 又要转发 Probe 的数据。

  • 产生者签名:每个列块由 Probe 签名,每个原始块由上传它的节点签名;Agent 转发 Probe 的块时原样保留 Probe 的签名。签名覆盖块的摘要(见第 13 节),签名串带用途前缀 chunk 和节点 ID。Backend 入库时逐个验签,不通过的丢弃并计数。每 10 秒一块,一次 ECDSA 验签的开销可以忽略。
  • 归属校验:入库时核对块里的 Probe 是名册里和这个 Agent 有线路的成员,不是就丢弃并计数;线路只由名册里的(Probe,Agent)对产生。
  • 合理性检查:t3−t2 必须小于 t4−t1,各时间戳单调;违反的样本不计入指标,记为异常并产生事件。
  • 边界:这样中间环节改不了数据,被攻破的 Agent 改不了 Probe 一侧的数据;但它仍然可以谎报自己一侧的 t2、t3,合理性检查只能限制它的幅度,消除不了,因为这一侧的真值只有它自己知道。

9.2 对 Backend 的资源和输入

  • 按节点的配额:每个节点的字节、块数和速率上限,只是计数,不占资源;全局再限制同时解码的块数(单块解码上限是 64 MiB,多个节点同时发大块可以耗尽内存)。
  • 节点上报的字符串:hello 里的 platform、事件的 detail 等一律当不可信数据,入库前统一校验长度、字符集和换行,不依赖前端转义;管理端加 CSP,不渲染成 HTML。
  • 匿名公开接口:登录已经有限流,但热力图、分布这类重查询只有范围和指标数的上限,要加每源限速和结果缓存(TODO 里的人机验证会部分覆盖)。
  • webhook(TODO 里有):实现之前先定约束:只允许 HTTPS、禁止私网和回环地址、不跟随重定向、限制超时和响应大小、解析之后再检查地址。
  • 解码器保持大小上限;模糊测试已在 TODO。

9.3 对对端和身份

  • 被攻破的 Probe 只能拿到名册授权的会话,Agent 的速率上限由本地兜底;被攻破的 Agent 发来的数据只会影响它自己的线路。
  • 身份被偷:操作员签一份新名册吊销它,所有节点立即拒绝,且因为 version 递增不可回放。
  • Probe 私钥要自己生成:现在 Backend 知道它(G2),名册也防不了这一点。改成和 Agent 一样用加入令牌注册,私钥只在节点上。
  • 密钥按用途拆开(G11):面向 Backend 的和面向对等面的是两把独立的 P-256 密钥;敲门、会话等对称用途用 KDF 加用途标签派生,不复用签名密钥直接做别的事。

9.4 对设计的补充要求(实现时核实现状)

  • 所有下行状态文档都防回放:节点持久化每种状态文档见过的最大 version,低版本一律拒绝,不只是名册。
  • UDP 会话迁移要做路径验证:协议允许会话在 NAT 映射变化后跟随新的源地址,路径上的攻击者可以借此把会话牵到自己的地址。迁移前先做一次挑战应答,验证前限制发送量(不超过收到字节数的 3 倍),类似 QUIC 的 path validation。
  • 名册里的主机名解析之后再检查地址:签名保护的是字符串,不是解析结果;默认只放行公网地址,内网需要节点本地显式允许;名册里优先写地址字面量。
  • 不协商、不降级:现在固定 ECDSA P-256 和固定的签名串格式,没有算法协商,保持这一点;升级是硬失败,任何「兼容旧版」的开关都要有明确的下线期限。

9.5 默认值

Agent 的 max_total_mbps 默认是 1200,对 1 核 1 GB 的小机器没有意义,却是被攻破的 Backend 能让 Agent 向某个 Probe 打出去的上限。默认值应该保守,需要的人再调高;allowed_target_cidrs 默认为空是对的。

10. 监听隐身:预握手敲门

目标:Agent 的 TCP 端口对没有完成挑战的人不写出任何字节,包括 TLS 的 ServerHello,扫描器拿不到证书和 TLS 指纹(G4)。UDP 端口本来就是静默的。

 Probe                                              Agent TCP 7443 / 7444
   │── TCP 连接 ───────────────────────────────────▶ accept(内核已完成三次握手)
   │── 敲门包 32 字节:nonce(16) │ tag(16) ─────────▶ 读 32 字节(限时 3 秒)
   │      tag = HMAC(K_pair, 时间窗 ‖ nonce)          用名册里每个 Probe 的 K_pair 逐个核对
   │                                                   ├ 合法:继续 TLS 握手 → 现有的签名认证
   │◀──────────── TLS ServerHello ─────────────────── └ 不合法或超时:什么都不发,直接断开
  • K_pair = HKDF(ECDH(Probe 身份私钥, Agent 身份公钥), "moshiro-knock-v1"):只有名册里的成员算得出;ECDH 和签名共用同一把 P-256 密钥时,用不同的 HKDF 标签做域隔离。
  • 时间窗 30 秒,接受前后各一个窗(容忍时钟偏差);nonce 在窗内去重,防重放;每个来源地址限速,避免陌生人用随机数据消耗 HMAC 计算。
  • 这是破坏性变更:旧 Probe 不发敲门包,会被拒绝。
  • 已实现:Fleet.Identity.Knock(构造与核对)和 KnockGate(读 32 字节、名册、nonce 去重、按来源限速,默认每来源每 10 秒 300 次);控制端口(PeerListener)和数据端口(TcpAcceptor)共用同一个关卡,Probe 一侧 PeerConnector 和 TcpLink 在 TCP 连接建立后、TLS 之前发敲门包。名册是期望状态里的 peers(Probe 的对等面公钥)。Probe 需要 Agent 的证书公钥来派生配对密钥,所以 probe_agents 下发的是 public_key(Agent 在 hello 里上报,面板自己算指纹)。陌生连接得到的是被关闭的连接(Windows 上可能表现为重置),没有任何字节。

局限,必须说清楚:TCP 的 SYN-ACK 由内核发出,用户态进程拦不住,所以端口在扫描器眼里仍是「开着,但不说话」,不是「没监听」。要做到真正的没监听,有两条路:

  • 等级二:UDP 单包授权。TCP 平时不监听;Probe 先发一个签名的 UDP 敲门包(UDP 对陌生包本来就静默),Agent 才临时开 TCP 监听几秒,并只放行敲门者的源地址。代价是每次连接多一个往返、要处理 UDP 丢包重试、多出口的 Probe 源地址可能对不上。
  • 宿主防火墙规则:需要 root,不适合小鸡节点,不做。

先做等级一,等级二作为可选。

11. extension:敏感能力的归宿

Agent 和 Probe 的核心永远是纯采集器。所有敏感能力(exec、web ssh 和终端、文件读写、抓包等)都不进核心,做成 extension,用户可选安装,默认没有。这样核心保持 NativeAOT、体积小、没有可被滥用的能力,需要这些功能的人装上,不需要的人什么都不用管,便利性不丢。

 节点主机
 ┌ 核心容器(NativeAOT,纯采集)┐      ┌ extension 容器(可选,例如 ssh)┐
 │ 身份 A:节点自己的密钥         │      │ 身份 E:自己的密钥,独立注册      │
 │ 方法:moshiro.*               │      │ 方法:ext.ssh.*                 │
 └───────────────┬──────────────┘      └───────────────┬────────────────┘
                 │ wss(节点面)                          │ wss(节点面,另一条独立的会话)
                 ▼                                       ▼
                       Backend(核心不知道 extension,extension 不能调用核心)
  • 独立进程,不是插件:extension 是单独的二进制和镜像,和核心之间没有进程内接口,核心不加载任何外部代码、不用反射和动态加载,所以核心的 NativeAOT 和「不能 exec」都不受影响。extension 自己用什么技术实现都行(可以是 NativeAOT,也可以不是)。
  • 授权只认节点的属主:每次调用的能力令牌必须由这个节点绑定的属主 passkey 签名,账户角色(owner、admin)不赋予权力;管理员只能删除节点或卸载 extension,读不到、用不了;交互式会话端到端加密。属主的设计见 access.md 第 8 节。
  • 独立身份:extension 有自己的密钥、自己向 Backend 注册,在名册里是单独的成员(角色 extension,记录它依附的节点 ID)。核心被攻破碰不到 extension 的密钥,反过来也一样。
  • 独立发布:沿用签名更新的流程,component 不同(例如 ext-ssh),独立的镜像、独立的清单;装不装、升不升级都不影响核心的更新。
  • 独立命名空间:extension 的方法只能是 ext.<名字>.*,同样进方向声明表;核心的声明表里没有 ext.*,核心收到一律拒绝。extension 只响应自己命名空间的方法。
  • 安装像装一个选项:部署脚本加一个选项(例如 --extension ssh)拉起对应容器并写好配置;管理端在节点详情里出现对应入口。卸载就是停掉那个容器。
  • 本地显式启用:extension 的本地配置里有 enabled、允许的操作员凭证、允许的命令集或目标范围(例如允许登录的用户、允许访问的路径),默认关闭,没有配置就什么都不做。
  • 每次调用都要授权:操作员签名的一次性能力令牌,{节点 ID, extension, 命令哈希, not_before, not_after, nonce},有效期以秒计;extension 用本地固定的操作员凭证验签。被攻破的 Backend 不能启用 extension,也伪造不了一次调用。
  • 交互式会话的内容对 Backend 不透明(例如 web ssh):浏览器和 extension 在能力令牌携带的公钥基础上协商一次性会话密钥,Backend 只转发密文,不应该能读到终端里的内容。做法见 access.md 第 8.2 节:属主 passkey 授权、临时 ECDH 加 AEAD,静态数据用属主的 enc_pubkey 封装。
  • 不做的:核心里的任何 exec、文件写、加载 extension;用 extension 绕过核心的本地硬上限(extension 有它自己的上限,核心的不放宽)。

12. 实施顺序

 零  协议方向声明表 + 收发校验 + 对账测试      G7,第 8 节;同时把 NodeConnection 按职责拆开(第 13.2 节)   已完成,不破坏
 一  Probe 自己生成密钥 + 加入令牌注册 + 密钥按用途拆开    G2、G11                                        已完成,破坏性:旧 probe.json 失效
 二  预握手敲门(等级一)                        G4;先基于现有的对端公钥列表,名册出来后换成名册             已完成,破坏性:旧 Probe 被拒绝
 三  访问控制 + 入网信任链                      G1 的大部分、G3、G6;拆成 5 步,见 [access.md](access.md) 第 12 节:能力模型与 API key → 账户与 passkey → 操作员集合 → 入网链 → 吊销   破坏性:节点要固定创世公钥并重新注册;旧 admin 令牌不能再生成加入代码
 四  测量数据的可信 + 入库配额和输入校验 + CSP     G5、G8、G9、G10、T5(第 9.1、9.2 节)                       破坏性:块格式加签名
 五  Backend 应用层身份固定 + 下行消息签名         G1 的剩余部分(链路劫持)                                 破坏性
 六  extension 框架                              独立身份和名册条目、`ext.*` 命名空间、能力令牌、部署脚本的 --extension 选项(先不做具体的 ssh)
 可选 等级二:UDP 单包授权;UDP 会话迁移的路径验证

阶段一和二是敲门的前提(双方身份密钥都由节点自己生成)。项目允许破坏性变更,当前只有三台节点,重新注册的成本很小。

13. 密码学原语与代码落点

13.1 原语现状,以及为什么不用 BLAKE3

用途 现状
身份签名 ECDSA P-256 加 SHA-256(BCL)
数据面逐包认证 HMAC-SHA256 截断到 16 字节(UdpPacket、TcpWire)
会话密钥派生 HKDF-SHA256(SessionKeys)
令牌哈希、SPKI 指纹 SHA-256
原始块完整性 CRC32C,不是密码学校验

BLAKE3 的评估(已定:不采用):

  • 适合的位置:数据面的逐包 MAC(原生的 keyed 模式,一个原语、32 字节密钥)、KDF(derive_key 自带用途标签,比手拼 HKDF 的 info 更不容易出错)、给块做摘要再签名(第 9.1 节需要一个块摘要)。
  • 不能替换的位置:ECDSA P-256 本身用 SHA-256,令牌哈希和 SPKI 指纹也继续用 SHA-256。所以 BLAKE3 是多一个哈希族,不是换掉一个,两套原语的表面都要维护。
  • 代价:BCL 里没有;Probe 和 Agent 不引用 NuGet 包,只能在仓库里自己实现,几百行的便携实现加官方测试向量,这是要长期维护的密码学代码。托管实现没有 SHA-NI 加速,而 .NET 的 SHA-256 走系统 OpenSSL、有硬件加速,所以在 x86 上未必更快;收益主要在没有 SHA 指令的 ARM、MIPS 路由器上。
  • 结论:不采用,原语保持现状(签名 ECDSA P-256 加 SHA-256,逐包 MAC 用 HMAC-SHA256,KDF 用 HKDF-SHA256):不增加一套要长期维护的自实现密码学代码,也不多一个哈希族。块摘要(第 9.1 节)用 SHA-256。若以后在目标硬件上实测发现逐包 MAC 是瓶颈,再单独评估,届时只替换 Fleet.Identity 里 Mac 和 Kdf 两个静态函数,调用方不动。

13.2 代码落点与分层原则

目标是每个机制只有一个落点,层数尽量少,方便维护:

  1. 一个机制,一个落点,纯函数优先:输入字节、输出判定,不引入新的接口、适配层、端口或注册。节点侧继续不用 DI。
  2. 声明和校验放在同一个项目:fleet.* 的声明表在 Fleet.Rpc,moshiro.* 的在 MoShiro.Protocol;校验统一在 RpcRouter,节点和服务端共用,这是唯一的卡口。
  3. 新代码进现有项目,不新增项目:Fleet 侧进 Identity、Rpc、Link;Backend 侧的入库检查就放在 IngestService,不为安全另建一层。
  4. 先收缩再加:NodeConnection(703 行)里混着认证、收包分发、状态推送、在线状态和帧编解码,先按职责拆成同一项目里的几个文件,再往里加方向校验;否则每加一个安全机制它就更难读。已拆:NodeConnection.cs(生命周期)、.Auth、.Receive、.Send、.State、.Wire 六个 partial 文件,原来的 729 行主文件现在 143 行。
机制 落点 调用点
方向和角色声明、收发校验 声明:Fleet.Rpc、MoShiro.Protocol;校验:RpcRouter 节点和服务端各一处创建路由器的地方
对账测试 ArchitectureTests(已有) 比对声明表和实际注册的处理器
敲门的构造与验证 Fleet.Identity 里一个静态类 服务端两处:Fleet.Link.PeerListener(7443)、Measurement.TcpAcceptor(7444);客户端两处:PeerConnector、TcpLink
操作员凭证验签、名册 Fleet.Identity(三种凭证各一个验签函数) Fleet.Link 的 StateHandler 采用名册,用 ConfigStore 持久化版本
块和列块的签名与验签 MoShiro.Protocol/Raw(格式和签名都在这里) 签名:Probe 的列块、节点上传的原始块;验签:IngestService
归属校验 IngestService 入库的唯一入口
合理性检查 Backend.Analysis 的 EchoOps 计算指标的入口
密钥按用途拆开、Mac、Kdf Fleet.Identity 原有的使用方

14. 还没定的事

访问控制与入网信任链的细节、待确认的默认值见 access.md 第 17 节。这里只列其余的:

  1. 敲门先做等级一,等级二先记 TODO(已按此实现等级一)。
  2. 严格程度:节点没有固定操作员公钥就拒绝一切 Backend 给的对端(默认),弱信任模式是安装时的显式选择(见 access.md 第 8 节)。
  3. 节点面和外部面是否拆成两个监听端口(8.1 的目标):拆的话部署文档、Caddy 和隧道的配置都要跟着改。
  4. extension 的交互式会话已定:端到端加密,Backend 只转发密文(见 access.md 第 8.2 和 8.3 节);剩下的是静态数据私钥来源和 AEAD 的选择。
  5. extension 的第一个具体实现做不做 web ssh,放在哪个阶段。
  6. 块摘要固定 SHA-256,不预留算法字段(不协商、不降级,见第 9.4 节)。
  7. Agent 的 max_total_mbps 默认值调到多少(第 9.5 节),比如 100。
  8. 块的签名放进格式的哪个位置、是否影响现有 MSRC 容器版本(第 9.1 节)。