AONTを使ってデータ分散をSymbolっぽく活用する

雑記事です、備忘録。もしかしたら誰かのなにかの役に立つかも

この記事でAONTについての知識はついた。できればフルオンチェーンコンテンツをAONTによって分割しNFT購入者だけがデータ復元できるような仕組みが欲しいなと。

とは言え、購入者全員が同じ秘密の一部を知るというのはあまり好ましくない。

キタコレ

無知な私にとって、こうした助け舟を出してもらえるのは非常にありがたい。

JWEでトークンを発行してパブリッシャーによって認証するということのようだ（ただの復唱、、

Symbolerの私としてはJWEじゃなくそれっぽいSymbolアカウント（Ed25519 KeyPair）にて署名して検証するのがいいんじゃないかと思い立つ

ついでに無理やり感強いけどシャミアの秘密分散法も使っちゃいましょう

コード

import crypto from 'crypto'
import Aont from './Aont.js'
import { uint8ArrayToHex, bigintToUint8Array, hexToUint8Array, uint8ArrayToBigint } from './utils.js'
import { SymbolFacade, Verifier } from 'symbol-sdk/symbol'
import { PrivateKey, Signature } from 'symbol-sdk'
import { split, combine } from 'shamirs-secret-sharing-ts'
import fs from 'fs'

const publicKey = crypto.randomBytes(16)

// 生データであればなんでも良い、サイズも不問
const originalData = new Uint8Array(fs.readFileSync('FILE_PATH'))
const facade = new SymbolFacade('testnet')

// publisherはサーバーサイドで署名できるなど自動化しておくと良い
// publisherとしているがゲームデータであればemulatorかもしれないしviewerかもしれないし、何かしらデータを取り扱う第三者機関のこと
const publisher = facade.createAccount(PrivateKey.random())

// authorは基本的に署名が必要なのは購入者がNFT等を購入する際だけ
const author = facade.createAccount(PrivateKey.random())
const purchaser = facade.createAccount(PrivateKey.random())

// AONTによる分散
const mPrime = Aont.transform(originalData, publicKey)
// データを2つに分割したのでそれぞれmetalで保存などしておく
// 別に一つでも良いと思うがどこまで分散化させるかの話
const storage = []
for (let i = 0; i < mPrime.length; i++) {
  if (i + 1 == mPrime.length) {
    console.log(`sharedKey: 0x${uint8ArrayToHex(mPrime[i])}`)
    continue
  }
  storage.push(mPrime[i])
}

// シャミアの秘密分散によりShareKeyを分割
const secret = mPrime.slice(-1)[0]
const shares = split(Buffer.from(secret.buffer), { shares: 3, threshold: 2 })

const splitKeyForPublisher = shares[0] // これはサーバーサイド管理
const splitKeyForAuthor = shares[1] // Authorが自身で管理

// 期限付きトークン
const exprirydate = bigintToUint8Array(facade.now().addHours(2).timestamp)
const token = publisher.keyPair.sign(exprirydate)
const tokenData = {
  token: uint8ArrayToHex(token.bytes),
  exprirydate: uint8ArrayToHex(exprirydate),
}

// 購入者によるトークンの暗号化
const signature = purchaser
  .messageEncoder()
  .encode(publisher.publicKey, new TextEncoder().encode(JSON.stringify(tokenData)))

// publisherによる検証フェーズ
const decryptSignature = publisher.messageEncoder().tryDecode(purchaser.publicKey, signature)
// 復号可能か
if (!decryptSignature.isDecoded) throw new Error('not verified')

const decryptedToken = JSON.parse(new TextDecoder().decode(decryptSignature.message))

// tokenはpublisherによるものか
const sig = new Signature(hexToUint8Array(decryptedToken.token))
const uint8ArrayExpirydate = hexToUint8Array(decryptedToken.exprirydate)

if (!new Verifier(publisher.publicKey).verify(uint8ArrayExpirydate, sig)) throw new Error('not verified')

const expired = uint8ArrayToBigint(uint8ArrayExpirydate)
const now = facade.now().timestamp

if (expired < now) throw new Error('expired token')

// 購入者公開鍵を元に該当Mosaicの所有確認
const hasMosaic = true

if (!hasMosaic) throw new Error('do not have the mosaic')

// シャミアによるKeyの復元
const recoveredSecret = combine([splitKeyForPublisher, shares[2]])

// データの復元
const datasBeforeRestore = storage.concat(recoveredSecret)
const restoredData = Aont.inverseTransform(datasBeforeRestore, publicKey)

// 元のデータと復元されたデータが一致するか確認
console.assert(Buffer.compare(originalData, restoredData) === 0, 'Failed to restore the original data.')
console.log('Data restoration successful.')

// 何かしら問題が出てkeyを再生成する場合
const recoveredSecretForNewPurchaser = combine([splitKeyForPublisher, splitKeyForAuthor])
const newSplitKey = split(recoveredSecretForNewPurchaser, { shares: 3, threshold: 2 })

// そもそもの元データ等が漏れるなどの不具合にはmetalの削除、再生成などで対応可能

シャミアーーーはshamirs-secret-sharing-tsを使う

AONTによりデータ分散する、ただし鍵を復元するための鍵'をシャミア分散！して非公開情報とする
ここは余計な気がしてる、が使いたかった

イメージとしては

1. 何かしらプラットフォーム
2. コンテンツ制作者
3. 復元用

だけど、3を誰かに渡すわけじゃないのでプラットフォームが1と3を保管、2はコンテンツ制作者が持つ。となりそう。
このへん、色々考えれば用途に合わせて調整できると思う。そもそも鍵を公開情報としてAONTで分割したうちの欠片を秘密としても良い。

要するに状況に応じて、、、（逃げ

さて、ここからはデータの復元にうつる。

イメージとしては購入者が何かしらデータを復元して使いたい時、例えばゲームデータ自体がフルオンチェーンだとしてプレイするためにエミュレータがデータ復元するとか、音楽プレーヤーだとかビューアーだとか

プラットフォームがトークン有効期限に署名し、これをtokenとする。
かつ購入者の公開鍵で暗号化する

購入者はこれをそのままSymbolアカウントによって暗号化しプラットフォームに返す

プラットフォームは検証を行う

期限が正しいか、tokenはpublisherによって署名されたものか
OKなら公開鍵をもとに該当Mosaicの保有を確認、またトークンの期限も確認

問題なければデータ復元する

なんとなくJWEっぽいことをやってみた

課題

NFTを保有したとしてもあくまでもアクセス権限であってデータ自体を保有するわけではない、そのへんはどうなのか。若干AONTやシャミア等を無理やり使ってる感は否めない。ま、でもなんとなくこういうことだとも思う

疲れたので雑記事のまま終える

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