区块链权限控制

标签:安全控制 访问控制 权限控制


权限控制介绍

与可自由加入退出、自由交易、自由检索的公有链相比,联盟链有准入许可、交易多样化、基于商业上隐私及安全考虑、高稳定性等要求。因此,联盟链在实践过程中需强调“权限”及“控制”的理念。

为体现“权限”及“控制”理念,FISCO BCOS平台基于分布式存储,提出分布式存储权限控制的机制,可以灵活,细粒度的方式进行有效的权限控制,为联盟链的治理提供重要的技术手段。分布式权限控制基于外部账户(tx.origin)的访问机制,对包括合约部署,表的创建,表的写操作(插入、更新和删除)进行权限控制,表的读操作不受权限控制。 在实际操作中,每个账户使用独立且唯一的公私钥对,发起交易时使用其私钥进行签名,接收方可通过公钥验签知道交易具体是由哪个账户发出,实现交易的可控及后续监管的追溯。

权限控制规则

权限控制规则如下:

  1. 权限控制的最小粒度为表,基于外部账户进行控制。

  2. 使用白名单机制,未配置权限的表,默认完全放开,即所有外部账户均有读写权限。

  3. 权限设置利用权限表(_sys_table_access_)。权限表中设置表名和外部账户地址,则表明该账户对该表有读写权限,设置之外的账户对该表仅有读权限。

权限控制分类

分布式存储权限控制分为对用户表和系统表的权限控制。用户表指用户合约所创建的表,用户表均可以设置权限。系统表指FISCO BCOS区块链网络内置的表,系统表的设计详见存储文档。系统表的权限控制如下所示:

表名 表存储数据说明 权限控制意义
_sys_tables_ 存储所有表的结构 控制部署合约和创建表
_sys_table_access_ 存储权限控制信息 控制权限功能设置
_sys_consensus_ 存储共识节点和观察节点的列表 控制节点类型设置
_sys_cns_ 存储cns列表 控制使用CNS
_sys_config_ 存储系统配置的列表 控制系统配置设置

针对用户表和每个系统表,SDK分别实现三个接口进行权限相关操作:

  • 用户表:

    • public String grantUserTableManager(String tableName, String address): 根据用户表名和外部账户地址设置权限信息。

    • public String revokeUserTableManager(String tableName, String address): 根据用户表名和外部账户地址去除权限信息。

    • public List<PermissionInfo> listUserTableManager(String tableName): 根据用户表名查询设置的权限记录列表(每条记录包含外部账户地址和生效块高)。

  • _sys_tables_表:

    • public String grantDeployAndCreateManager(String address): 增加外部账户地址的部署合约和创建用户表权限。

    • public String revokeDeployAndCreateManager(String address): 移除外部账户地址的部署合约和创建用户表权限。

    • public List<PermissionInfo> listDeployAndCreateManager(): 查询拥有部署合约和创建用户表权限的权限记录列表。

  • _sys_table_access_表:

    • public String grantPermissionManager(String address): 增加外部账户地址的管理权限的权限。

    • public String revokePermissionManager(String address): 移除外部账户地址的管理权限的权限。

    • public List<PermissionInfo> listPermissionManager(): 查询拥有管理权限的权限记录列表。

  • _sys_consensus_表:

    • public String grantNodeManager(String address): 增加外部账户地址的节点管理权限。

    • public String revokeNodeManager(String address): 移除外部账户地址的节点管理权限。

    • public List<PermissionInfo> listNodeManager(): 查询拥有节点管理的权限记录列表。

  • _sys_cns_表:

    • public String grantCNSManager(String address): 增加外部账户地址的使用CNS权限。

    • public String revokeCNSManager(String address): 移除外部账户地址的使用CNS权限。

    • public List<PermissionInfo> listCNSManager(): 查询拥有使用CNS的权限记录列表。

  • _sys_config_表:

    • public String grantSysConfigManager(String address): 增加外部账户地址的系统参数管理权限。

    • public String revokeSysConfigManager(String address): 移除外部账户地址的系统参数管理权限。

    • public List<PermissionInfo> listSysConfigManager(): 查询拥有系统参数管理的权限记录列表。

设置和移除权限接口返回json字符串,包含code和msg字段,当无权限操作时,其code定义-50000,msg定义为“permission denied”。当成功设置权限时,其code为0,msg为“success”。

数据定义

权限信息以系统表的方式进行存储,权限表表名为_sys_table_access_,其字段信息定义如下:

字段

类型

是否为空

主键

描述

table_name

string

No

PRI

表名称

address

string

No

外部账户地址

enable_num

string

No

权限设置生效区块高度

_status_

string

No

分布式存储通用字段,“0”表示可用,“1”表示移除

其中,对权限表的插入或更新,当前区块不生效,在当前区块的下一区块生效。状态字段为“0”时,表示权限记录处于正常生效状态,为“1”时表示已删除,即表示权限记录处于失效状态。

权限控制设计

权限控制功能设计

根据交易信息确定外部账户,待操作的表以及操作方式。待操作的表为用户表或系统表。系统表用于控制区块链的系统功能,用户表用于控制区块链的业务功能,如下图所示。外部账户通过查询权限表获取权限相关信息,确定权限后再操作相关的用户表和权限表,从而可以控制相关的系统功能和业务功能。

sequenceDiagram participant 外部账户 participant 权限表 participant 系统表 participant 用户表 外部账户->>权限表: 查询 权限表->>系统表: 控制 权限表->>用户表: 控制 系统表->>区块链的系统功能: 控制 用户表->>区块链的业务功能: 控制

权限控制流程设计

权限控制的流程如下:首先由客户端发起交易请求,节点获取交易数据,从而确定外部账户和待操作的表以及操作表的方式。如果判断操作方式为写操作,则检查该外部账户针对操作的表的权限信息(权限信息从权限表中查询获取)。若检查有权限,则执行写操作,交易正常执行;若检查无权限,则拒绝写操作,返回无权限信息。如果判断操作方式为读操作,则不检查权限信息,正常执行读操作,返回查询数据。流程图如下。

graph TB classDef blue fill:#4C84FF,stroke:#4C84FF,stroke-width:4px, font:#1D263F, text-align:center; classDef yellow fill:#FFEEB8,stroke:#FFEEB8,stroke-width:4px, font:#1D263F, text-align:center; classDef light fill:#EBF5FF,stroke:#1D263F,stroke-width:2px, font:#1D263F, text-align:center; subgraph 权限控制流程 A((开始))-->B B(客户端发起交易请求)-->C C(确定待操作的表和操作方式)-->D D(操作方式是否为写操作)-->|否|E E(获取查询结果) D-->|是|F F(是否有权限记录缓存)-->|否|G F-->H G(查询权限表)-->H H(是否有权限)-->|否|I H(是否有权限)-->|是|J I(拒绝写操作) J(执行写操作) class A,B,C,D,E,F,G,H,I,J light end

权限控制工具

FISCO BCOS的分布式存储权限控制有如下使用方式:

  • 针对普通用户,通过控制台命令使用权限功能,具体参考权限治理使用指南

  • 针对开发者,SDK根据权限控制的用户表和每个系统表均实现了三个接口,分别是授权,撤销和查询权限接口。