數字身份的前世&今生

2022年10月02日04:47:03 科技 1225

01 歷程溯源

在現代社會中,身份是處理實體關係的入口。對實體身份信息進行判別和認證,並未實體提供與其身份匹配的服務,是社會關係的一種重要模式。並要求用戶的身份信息和服務方共享。

今天,我們先來簡要的談一談身份和數字身份。

  • 身份

國際電子技術委員會將「身份」定義為「一組與實體關聯的屬性」。這裡的實體不僅僅是人,對於機器或者物體都可以是實體,甚至網路中虛擬的東西也可以是實體並擁有身份。這些實體作為數字化社會的重要組成部分,共同構建了數字生態。

  • 數字身份

隨著互聯網的出現和普及,傳統的身份有了另外一種表現形式,即數字身份。一般認為數字身份的演進經歷了四個階段,分別是:中心化身份聯盟身份以用戶為中心的身份以及自我主權身份

  • 中心化身份:由單一的權威機構進行管理和控制的,現在互聯網上的大多數身份還是中心化身份。
  • 聯盟身份:解決了中心化身份中身份數據零碎混亂的弊端,此種身份是多個機構或者聯盟進行管理和控制的,用戶的身份數據具備了一定程度的可移植性,例如允許用戶登錄某個網站時,可以使用其他網站的賬戶信息,類似於QQ、微信或者微博跨平台的登錄。
  • 以用戶為中心的身份:重點集中在去中心化上,通過授權和許可進行身份數據的共享,例如OpenID
  • 自我主權身份:真正意義上的去中心化的、完全由個人所擁有的和控制的身份。

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02 PKI&DPKI

身份」本身是基礎並客觀存在的,如今的互聯網廣泛通過「租借」第三方機構(DNS註冊機構、證書頒發機構、ICANN)服務來構建信任體系、實現實體間的安全通信,若要實現去中心化生態體系,那我們應該了解基本的PKI與DPKI體系之間的關係。

  • PKI

PKI是Public Key Infrastructure的縮寫,翻譯過來是公鑰基礎設施,是生成、存儲、分發和撤銷用戶數字身份證書所必須的軟體、硬體、人、策略及處理過程的集合,也是國際公認普遍適用的一整套信息安全系統。PKI的建立依賴於權威的認證,離不開可信第三方的協同工作,通過運用多種技術,可為應用提供認證、加密和數字簽名等安全支撐,為信息系統提供秘鑰管理和證書管理等安全服務,其主要載體為X.509格式的證書文件。

  • DPKI

分散式公鑰基礎設施(DPKI)作為PKI的演進,並非是對PKI的全盤拋棄和替代,更多是在原有認證體系基礎之上的一種改進和補充,通過構建一種分散式的認證體系來解決中心化認證體系存在的問題,是未來網路信任生態的基礎設施。DPKIPKI在業務流程上並無明顯區別,首先用戶提供相關信息並發起申請,接下來發證方審核信息,頒發證書,最後用戶出示證書完成驗證。但不同於PKI體系,DPKI強調用戶身份的自主可控、身份可移植和分散式認證,個人身份的驗證不再依賴於發證方

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03 數字身份標識-DID

伴隨著區塊鏈等可信技術的發展,各大公司、機構紛紛入局,對DPKI的實現展開了更深入的研究探索,分散式數字身份(DID)解決方案應運而生。通過結合區塊鏈技術,分散式數字身份使用戶真正擁有並控制自己的個人數據和資產,可實現跨部門、跨行業、跨地域的去中心化共享能力。

Decentralized Identity 去中心化身份,簡稱DID,相對於傳統的的基於PKI的身份體系,基於區塊鏈建立的DID數字身份系統具有保證數據真實可信保護用戶隱私安全可移植性強等特徵,其優勢在在於

• 去中心化:基於區塊鏈,避免了身份數據被單一的中心化權威機構所控制。

身份自主可控:基於DPKI(分散式公鑰基礎設施),每個用戶的身份不是由可信第三方控制,而是由其所有者控制,個人能自主管理自己的身份。

可信的數據交換:身份相關數據錨定在區塊鏈上,認證的過程不需要依賴於提供身份的應用方。

  • DID 標識

DID 標識符其實就是一個字元串,在 W3C 中DID 參考的是 URN 的標準,特定格式如下:

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  • DID 文檔

每個DID標識都會對應一個DID文檔(Document),文檔為JSON字元串格式,主要包含了與DID驗證相關的密鑰信息和驗證方法,用以實現對實體身份標識的控制,DID文檔內容格式如下圖所示:

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並且,一個實體可對應多個DID,實體在通過註冊申請後可獲得一個或多個由自己進行維護管理的DID標識,不同DID標識所代表的身份之間互不相關,有效降低了身份信息之間的耦合性。總的來說,我們可以將DID基礎層看作是一個鍵值資料庫,DID標識符當作鍵,而DID文檔則是對應的值,二者之間的關係結構如下圖所示:

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  • 可驗證聲明

可驗證聲明(Verifiable Credential)提供了一種規範來描述實體所具有的某些屬性,實現基於證據的信任。DID持有者,可以通過可驗證聲明,向其他實體(個人、組織、具體事物等)證明自己的某些屬性是可信的。同時,結合數字簽名和零知識證明等密碼學技術,可以使得聲明更加安全可信,並進一步保障用戶隱私不被侵犯。

在DID生態體系內,主要有用戶、發證方、使用方三種角色。

用戶(User):擁有鏈上數字身份的任何人/組織/實物。任何實體對象都可通過開發者的項目去創建、管理自己的DID。

發證方(Issuer):可發行數字憑證的人/組織。例如:高校可為某個學生頒發數字畢業證,那麼這個高校便是一個發證方。

驗證方(Verifier):也稱為業務方,指使用數字憑證的人/組織,驗證方在經用戶授權後,可對用戶的身份或其數字憑證進行驗證。例如:企業錄取某個人的時候,要對其高校畢業證進行驗證,那麼這個企業便是一個驗證方。

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04 應用場景

  • 身份認證

身份認證可以說是DID最基本的應用了,對於有身份識別(KYC)需求的場景,通過提前將多個機構頒發的VC與用戶綁定,且錨定到區塊鏈上,憑藉密碼演算法,可進行分散式驗證,用戶只需獲取一次VC,便可隨時出示使用。例如員工入職背景調查,材料在流轉過程中極易遭受篡改,且驗證手段較為匱乏,若使用DID解決方案,學生可以在鏈上使用自己的DID標識向學校申請學歷(學位)憑證,向前公司申請工作(離職)憑證,而在求職時,現公司只需通過驗證介面對上述憑證真實性進行核驗,即可快速完成員工的入職背調。

  • 無密碼安全登錄

無口令安全登錄的應用場景類似於微信掃碼登陸,當我們需要註冊或登錄網站時,無需輸入用戶名、電子郵箱、密碼之類的口令,只需使用手機中存儲的用戶DID信息完成與網站DID的雙向驗證。雖然登陸形式看起來沒有發生任何變化,但與傳統掃碼認證方式不同的是,DID中的身份信息由用戶自己掌控,用戶首先通過二維碼獲得網站DID並進行驗證獲得公鑰,再使用公鑰加密請求數據,發送自己的身份信息交由伺服器驗證,若驗證通過,則登陸成功。通過整個流程我們可以看出,伺服器並不知道用戶的口令,而且也無法獲得除用戶DID文檔以外的任何信息,從而有效防止數據泄露,保護用戶身份隱私。

  • 個人隱私保護

隱私保護是任何身份管理解決方案中不可或缺的一部分,DID也不例外,通過對用戶屬性的選擇性披露可以有效降低用戶隱私泄露的風險。在實際生活中,用戶身份通常具有多個屬性,如身份證上的姓名、出生年月、家庭住址、身份證號等,我們並不總是希望直接將整個證件亮給驗證者查看,過多關聯信息的泄露會帶來一系列麻煩,不法分子就曾利用通行大數據(健康寶)竊取明星隱私並進行傳播售賣DID憑證結合零知識證明技術,可以做到信息最小化提供的同時不影響憑證的合法性驗證,有效保護用戶隱私。例如,一個有社會責任心的商店老闆拒絕向未成年人出售香煙,對於買煙的顧客需要查驗其年齡信息,此時若使用身份證則會泄露關聯敏感信息,但在DID技術中,可以只出示部分信息,證明自己已超過一定年齡(18歲)而無需透露其他信息,包括出生年月,從而實現對個人隱私信息的選擇性披露。

  • 數字版權保護

線上數字內容往往會面臨一系列的版權糾紛,利用區塊鏈不可篡改及數字身份自主可控的特性,可有效解決數字內容版權保護問題,實現多方信息的實時共享、版權認證、交易維權,促使數字資產合法合規流動。鏈上參與者通過使用DID技術,使得作品具備唯一標識,著作權經過認證後,成為不可篡改的鏈上憑證,可以作為舉證、流轉的聲明,應用於資產確權、數據定價、流轉監測分析以及侵權取證等場景。

  • 物聯網及邊緣計算

物聯網設備通常分布在不同的地域,採用多種方式接入網路,這也使得其編碼標準存在多樣性,具有較高管理成本和安全風險。若使用DID技術為物聯網設備分配全局唯一標識,並結合廠家生產信息、物聯網運營商以及設備的所有權信息,為設備頒發多種憑證,賦予設備可聲明、可驗證的自主身份,即可在區塊鏈上實現設備身份和數據的高效分散式認證,有效保障數據來源的真實性,同時也有利於對設備產生的數據進行確權、計價。

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05 總結

隨著數字經濟時代來臨,數字化發展已成為全球共識。當前,170多個國家陸續發布數字國家相關戰略,我國在「十四五規劃綱要」明確以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革,從數字經濟、數字社會、數字政府、數字生態四方面建設「數字中國」。數字身份的發展將幫助用戶掌握其個人數據、實現數據在各數字化活動之間自由流轉,數字身份將成為數字世界的入口,其重要性不言而喻。



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