本文主要介绍 EOS 的钱包,公私钥,账户之间的关系. 以及深入剖析一下 EOS 的账户权限模型。

在介绍 EOS 账户钱包和账户体系之前,我们先来看看 BTC 和 ETH 的账户体系。

比特币的钱包最为简单,它使用的是 Address + privateKey + UTXO 模型

  • Address: 钱包地址,由公钥生成,也是钱包的唯一标志,用来对外收款
  • privateKey: 钱包私钥,非常重要,拥有私钥就等于拥有了整个钱包的控制权,用户发起交易都需要用私钥签名才能生效。
  • UTXO: 未花费的交易输出,在比特币系统中,除了挖矿交易之外,每笔交易都需要有交易输入(来源)和输出(去向),你可以理解 UTXO 在比特币系统中扮演的角色相当 于银行账户的余额。关于 UTXO 的更多信息,请阅读我的另一篇博客 比特币中的 UTXO 和智能合约

和比特币的钱包的 UTXO 不同的是,以太坊的钱包是基于账户体系的,这看起来更像我们传统的账户体系,有账户和余额的概念。当然以太坊的钱包中同样有 Address(钱包地址) 以及私钥。值得一提的是,以太坊的账户分为两种,一种是个人账户,一种是合约账户。个人账户又拥有私钥的个人控制,包括转账,发布合约, 调用合约,而合约账户由合约代码控制,你需要通过调用合约代码来对合约账户进行操作,比如向合约充值,将合约资产转出等。

下面我们看看 EOSIO 中对于钱包,账户,公钥私钥之间的关系是怎么定义的:

客户端: 也可以叫节点,在任何一台 PC 机上运行 nodeos 程序就自动运行了一个节点,每个节点可以创建多个钱包

通过下面脚本创建钱包

cleos wallet creat -n {wallet_name}

秘钥:分为公钥和私钥,其中私钥用来签名,公钥用来创建账户,一个公钥可以创建多个账户。

cleos create key 

Private key: 5KUvPZsZHPjvKaakkrHMR36xNXsErPmM1h1nD3NwjCAaCfNDxQj
Public key: EOS5VUHtJb2PTpgvxEhjJ9r6pvgHfFuKeDNPHiwjDu9ZBsgCYnYM8

这里需要注意的是 EOS 的公钥都是以 “EOS” 开头

钱包: 钱包用来存储账户的私钥,一个钱包可以导入多个私钥,同时钱包自身还有一个密码,用来解锁钱包。没有钱包密码,你就无法解锁钱包,也就无法获取私钥 去操作账户。

通过下面脚本导入私钥到钱包

cleos wallet import -n {wallet_name} {private_key}

账户:和比特币,以太坊账户体系不同的是,EOS 账户是由两个公钥生成,分别代表 Owner 权限和 Active 权限。这也是 EOS 账户能够实现复杂的权限控制的原因 (这个我们后面会详细讲解 EOS 账户的权限模型)。需要注意的是,EOS 账户和钱包没有从属关系,它们是平行的,各司其职,账户用来转账,发布和调用合约, 而钱包知识用来存储账户的私钥而已。钱包是存储在本地节点的,而账户是存储在区块链上的。

通过下面脚本创建账户

cleos create account {creater} {account_name} {key_1} {key_2}

其中 {creater} 是为这个创建动作支付 EOS 的账户,公钥1和公钥2分别是两个不同权限的密钥对的公钥。

综上可知,不管是比特币,以太坊还是 EOSIO,他们在生成钱包和账户之前都必须要先生成一对 key, 只不过他们生成的算法可能个有差异。 所以秘钥是区块链账户体系的核心。

不过大家可能也发现了,EOS 的账户体系明显比 BTC 和 ETH 的账户体系复杂很多。

下面贴上一张 EOS 账户和钱包的关系图

EOS 账户权限控制

下面我们一起来看看 EOS 是如何实现复杂的权限控制模型的。在了解账户权限之前我们先要了解 什么是 EOS 的智能合约。

我们先看看官方对 EOSIO 的智能合约的定义

The combination of Actions and automated action handlers is how EOS.IO defines smart contracts.

由此可见,EOS.IO 的智能合约其实就是,一系列的动作以及对这些动作的自动处理的组合。

从编程的角度上看,动作(Action)就是接口, 处理(Handler) 就是实现(程序) 那其实这跟以太坊的智能合约也是很相似的。所以在 EOS 中其实账户(Account) 也 只是某种特殊的合约而已,也是由 Actions 和 Handlers 组成。

回归到 EOS 账号的权限控制,EOS 是通过以下三步去实现对账户权限的精准和灵活的控制的。

  • 对账户权限分级
  • 对智能合约的Action(动作)分组
  • 将用户权限和智能合约的 Action 之间做映射

1.账户权限的的分级

EOS 把账户(Account)权限分为以下几级

  1. Owner : 最高权限,可以修改其他级别的权限
  2. Active : 合约权限,可以执行合约层面的所有权限
  3. Recovery : 用于恢复账户使用权。
  4. Others: 其他自定义的权限级别。

下面是 EOS 白皮书上对 EOS 账户权限级别的示意图

你可以在 Active 下面再新建自己的自定义权限分组,比如 FAMILY 和 LAWYER, FAMILY 下面又分了 FRIEND 权限组…

需要注意的是 EOS 权限级别具有从属关系,低等级是高等级的子集,比如说 Active 具有 FAMILY 的所有权限,而 FAMILY 又具有 FRIEND 所有权限, 以此类推。

EOS 采用权限阈值来判断某个操作是否满足权限要求,如下表所示:

对这张图我做个简单的讲解,首先我们可以看到 EOS 为每个权限组都设定了阈值,也就是说阈值,当一个操作(Action)获取的权限(在 EOSIO 系统中表示为签名的个数) 满足了某个权限组(如 Active) 的阈值要求,则表示该操作是被授权成功的。

已上图为例子,比如 Owner 的权限阈值是 2,Owner 权限组下有两个账户 @user1 和 @user2, 他们所占的权限权重分别都是1,以为要想获取 Owner 的授权,必须同时 获得 @user1 和 @user2 的签名。

同样的 Active 的权限阀值是 1, 而 @user1 和 @user2 在 Active 组中所占的权重分别都为 1, 他们两任何一个人都具备单独获取 Active 权限的能力。

对于 Recovery 权限组, 它的权限阀值是 2, @user1, @user2, @user3 所占的权重均为 1, 意味者如果想要恢复账户,必须获得他们中三分之二的人同意才行。

下面还有一个交易权限组 Trade, 同理,如果想要获取交易权限,有两种方法,一种是获取 @user1 的同意(签名),因为它的权重是 3, 而 Trade 的权限阀值也是 3, 刚好满足,而 @user2 和 @user3 的权重都小于三。另一种方法是同时获取 @user2 和 @user3 的同意(签名), 这样 @user2 的权重为1,@user3 的权重为2, 1+2 = 3 也刚好满足 Trade 的权重阀值。

由此可见,EOS 的权限配置可以十分精准和灵活,实现很小的颗粒度控制。

2.智能合约 Action 的分组

同样的,我们还是先来看看 EOS 官方白皮书上的一张图:

这个图非常容易看懂,就是把合约里面定义的 Actions 分组,比如这个合约总共定义了 4 个动作(Action)

  • 提现操作
  • 买入操作
  • 卖出操作
  • 取消交易操作

我们可以把 买入, 卖出, 取消交易这三个操作划分到一个交易组(Trade Group), 把提现单独分一组,然后把他们映射到不同的权限级别下面。

3.用户权限与智能合约 Action 之间的映射

在对账户 Permision 分级以对及智能合约的 Action 进行分组以后,我们需要把对应的操作(Action)需要什么权限(Permission)给映射出来, 这样才能对账户的权限进行 控制。这里我们还是从 EOS 官方白皮书给出的图来分析

从图上可以看出,合约做了两组权限映射:

  1. 把整个合约的所有 Action(@EXCHANGE.CONTRACT) 都映射到 @user / FAMILY 权限级别下面
  2. 将 @EXCHANGE.contracts/WITHDRAW(提现) 的权限映射到了 @user/LAWYER 下面.

这样 @user/LAWYER 就可以提现,但是不能交易,而 @user/FAMILY 既可以提现也可以交易。

需要注意的是对于某个 Action 的权限的映射判断也是自下而上的,比如我要判断 @user/FAMILY 是否有 @EXCHANGE.CONTRACT/BUY 权限,判断看流程如下:

  1. 查看 @EXCHANGE.CONTRACT/BUY 有没有映射到 @user/FAMILY 或者 @user/FAMILY/FRIEND
  2. 如果 1 返回 false, 则继续查看 @EXCHANGE.CONTRACT.TRADE 组是否有映射到 @user/FAMILY 或者 @user/FAMILY/FRIEND
  3. 如果 2 返回 false,则继续查找 @EXCHANGE.CONTRACT 有没有映射到 @user/FAMILY 或者 @user/FAMILY/FRIEND
  4. 如果还是没有找到,则说明没有权限

至此我们就把 EOS 的账户权限,以及钱包,秘钥,账户之间的关系梳理清楚了,当然这些都是个人理解,如有不同的理解,欢迎不吝赐教,邮件交流。

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