From 87328d8dd0bc0bdaa09184b3740c7750231fc4e1 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: HaoXuan40404 <444649358@qq.com> Date: Mon, 20 Jan 2025 11:14:49 +0800 Subject: [PATCH] add rPBFT && aws kms --- .../docs/design/storage/storage_security.md | 4 + 3.x/zh_CN/docs/develop/rpbft.md | 157 ++++++++++++++++++ 3.x/zh_CN/docs/introduction/key_feature.md | 4 + 3.x/zh_CN/docs/tutorial/air/aws_security.md | 135 +++++++++++++++ 4 files changed, 300 insertions(+) create mode 100644 3.x/zh_CN/docs/develop/rpbft.md create mode 100644 3.x/zh_CN/docs/tutorial/air/aws_security.md diff --git a/3.x/zh_CN/docs/design/storage/storage_security.md b/3.x/zh_CN/docs/design/storage/storage_security.md index e78802bae..3672362a2 100644 --- a/3.x/zh_CN/docs/design/storage/storage_security.md +++ b/3.x/zh_CN/docs/design/storage/storage_security.md @@ -96,6 +96,10 @@ - [部署Air版落盘加密](../../tutorial/air/storage_security.md) +FISCO BCOS v3.13支持将原有的落盘加密，HSM加密中密钥加密和数据加密拆分成两部分，密钥加密，数据加密可以单独开启，新增AWS KMS加密，用户可使用云KMS的密钥对共识密钥进行加密保护 + +- [使用AWS托管节点共识密钥](../../tutorial/air/aws_security.md) + ## 存储安全性 Air与Pro版本存储系统采用了后端数据库RocksDB，它是一个高性能的Key-Value数据库。设计了完善的持久化机制，同时保证性能和安全性，能够良好的支持范围查询。而针对Max版本采用了TiKV数据库。两者都有具备高可靠性，能应对节点断电、重启、网络波动等异常场景，在异常场景恢复后数据能正常读写。 diff --git a/3.x/zh_CN/docs/develop/rpbft.md b/3.x/zh_CN/docs/develop/rpbft.md new file mode 100644 index 000000000..fbe6c6bcc --- /dev/null +++ b/3.x/zh_CN/docs/develop/rpbft.md @@ -0,0 +1,157 @@ +# rPBFT使用说明 + +FISCO BCOS v2.3.0引入了rPBFT共识算法，具体可参考[这里](../design/consensus/rpbft.md)，rPBFT相关配置如下： + +FISCO BCOS开启rPBFT有两种方式，为节点部署时指定rPBFT共识，以及通过控制台将节点共识更改为rPBFT + +## 节点部署时指定 + +节点部署时，修改节点`config.genesis`中的`[consensus]` + +解释如下： + +- `max_trans_num`：一个区块可打包的最大交易数，默认是1000，链初始化后，可通过[控制台](../operation_and_maintenance/console/console_commands.md#setsystemconfigbykey)动态调整该参数； + +- `consensus_timeout`：PBFT共识过程中，每个区块执行的超时时间，默认为3s，单位为秒，可通过[控制台](.../operation_and_maintenance/console/console_commands.md#setsystemconfigbykey)动态调整该参数； + +- `node.idx`：共识节点列表，配置了参与共识节点的[Node ID](../design/consensus/pbft.html#id1)，节点的Node ID可通过`${data_path}/node.nodeid`文件获取(其中`${data_path}`可通过主配置`config.ini`的`[network_security].data_path`配置项获取) + +FISCO BCOS v2.3.0引入了rPBFT共识算法，具体可参考[这里](../design/consensus/rpbft.md)，rPBFT相关配置如下： + +- `epoch_sealer_num`：一个共识周期内选择参与共识的节点数目，默认是所有共识节点总数，链初始化后可通过[控制台](../operation_and_maintenance/console/console_commands.md#setsystemconfigbykey)动态调整该参数； +- `epoch_block_num`：一个共识周期出块数目，默认为1000，可通过[控制台](../operation_and_maintenance/console/console_commands.md#setsystemconfigbykey)动态调整该参数； + + +```eval_rst +.. note:: + + rPBFT配置对其他共识算法不生效。 +``` + +配置节点开启rPBFT共识算法如下： +```ini +; 共识协议配置 +[consensus] + ; 共识算法，目前支持PBFT(consensus_type=pbft), Raft(consensus_type=raft)和rPBFT(consensus_type=rpbft) + consensus_type=rpbft + ; 单个块最大交易数 + max_trans_num=1000 + ; 一个共识周期内选取参与共识的节点数，rPBFT配置项，对其他共识算法不生效 + epoch_sealer_num=4 + ; 一个共识周期出块数，rPBFT配置项，对其他共识算法不生效 + epoch_block_num=1000 + ; leader节点的ID列表 + node.0=123d24a998b54b31f7602972b83d899b5176add03369395e53a5f60c303acb719ec0718ef1ed51feb7e9cf4836f266553df44a1cae5651bc6ddf50e01789233a + node.1=70ee8e4bf85eccda9529a8daf5689410ff771ec72fc4322c431d67689efbd6fbd474cb7dc7435f63fa592b98f22b13b2ad3fb416d136878369eb413494db8776 + node.2=7a056eb611a43bae685efd86d4841bc65aefafbf20d8c8f6028031d67af27c36c5767c9c79cff201769ed80ff220b96953da63f92ae83554962dc2922aa0ef50 + node.3=fd6e0bfe509078e273c0b3e23639374f0552b512c2bea1b2d3743012b7fed8a9dec7b47c57090fa6dcc5341922c32b89611eb9d967dba5f5d07be74a5aed2b4a +``` + +### rPBFT共识配置 + +FISCO BCOS v2.3.0引入rPBFT共识算法，具体可参考[这里](../design/consensus/rpbft.md)，为保证rPBFT算法网络流量负载均衡，引入了Prepare包树状广播策略以及该策略相对应的容错方案。 + +- `[consensus].broadcast_prepare_by_tree`：Prepare包树状广播策略开启/关闭开关，设置为`true`，开启Prepare包树状广播策略；设置为`false`，关闭Prepare包树状广播策略，默认为`true` + +下面为开启Prepare包树状广播策略后的容错配置： +- `[consensus].prepare_status_broadcast_percent`：Prepare状态包随机广播的节点占共识节点总数的百分比，取值在25到100之间，默认为33 +- `[consensus].max_request_prepare_waitTime`：节点Prepare缓存缺失时，等待父节点发送Prepare包的最长时延，默认为100ms，超过这个时延后，节点会向其他拥有该Prepare包的节点请求 + + +下面为rPBFT模式下开启Prepare包结构优化后，负载均衡相关配置： + +- `[consensus].max_request_missedTxs_waitTime`：节点Prepare包内交易缺失后，等待父节点或其他非leader节点同步Prepare包状态的最长时延，默认为100ms，若在等待时延窗口内同步到父节点或非leader节点Prepare包状态，则会随机选取一个节点请求缺失交易；若等待超时，直接向leader请求缺失交易。 + + +rPBFT默认配置如下: +```ini +; 默认开启Prepare包树状广播策略 +broadcast_prepare_by_tree=true +; 仅在开启prepare包树状广播时生效 +; 每个节点随机选取33%共识节点同步prepare包状态 +prepare_status_broadcast_percent=33 +; prepare包树状广播策略下，缺失prepare包的节点超过100ms没等到父节点转发的prepare包，会向其他节点请求缺失的prepare包 +max_request_prepare_waitTime=100 +; 节点等待父节点或其他非leader节点同步prepare包最长时延为100ms +max_request_missedTxs_waitTime=100 +``` + +## 使用控制台更换共识算法 + +FISCO BCOS系统目前主要包括如下系统参数(未来会扩展其他系统参数)： + +| 系统参数 | 默认值 | 含义 | +| ---- | ---- | ---- | +| tx_count_limit | 1000 | 一个区块中可打包的最大交易数目 | +| tx_gas_limit | 300000000 | 一个交易最大gas限制 | +| rpbft_epoch_sealer_num | 链共识节点总数 | rPBFT系统配置，一个共识周期内选取参与共识的节点数目，rPBFT每个共识周期都会动态切换参与共识的节点数目 | +| rpbft_epoch_block_num | 1000 | rPBFT系统配置，一个共识周期内出块数目| +| consensus_timeout | 3 | PBFT共识过程中，区块执行的超时时间，最少为3s, supported_version>=v2.6.0时，配置项生效 | + +控制台提供 **[setSystemConfigByKey](../operation_and_maintenance/console/console_commands.md#setsystemconfigbykey)** 命令来修改这些系统参数，**[getSystemConfigByKey](../operation_and_maintenance/console/console_commands.md#getsystemconfigbykey)** 命令可查看系统参数的当前值： + +```eval_rst +.. important:: + + 不建议随意修改tx_count_limit和tx_gas_limit，如下情况可修改这些参数： + + - 机器网络或CPU等硬件性能有限：调小tx_count_limit，或降低业务压力； + - 业务逻辑太复杂，执行交易时gas不足：调大tx_gas_limit。 + + `rpbft_epoch_sealer_num` 和 `rpbft_epoch_block_num` 仅对rPBFT共识算法生效，为了保障共识性能，不建议频繁动态切换共识列表，即不建议 `rpbft_epoch_block_num` 配置值太小 +``` + + +```bash +# 设置一个区块可打包最大交易数为500 +[group:1]> setSystemConfigByKey tx_count_limit 500 +# 查询tx_count_limit +[group:1]> getSystemConfigByKey tx_count_limit +[500] + +# 设置交易gas限制为400000000 +[group:1]> setSystemConfigByKey tx_gas_limit 400000000 +[group:1]> getSystemConfigByKey tx_gas_limit +[400000000] + +# rPBFT共识算法下，设置一个共识周期选取参与共识的节点数目为4 +[group:1]> setSystemConfigByKey rpbft_epoch_sealer_num 4 +Note: rpbft_epoch_sealer_num only takes effect when rPBFT is used +{ + "code":0, + "msg":"success" +} +# 查询rpbft_epoch_sealer_num +[group:1]> getSystemConfigByKey rpbft_epoch_sealer_num +Note: rpbft_epoch_sealer_num only takes effect when rPBFT is used +4 + +# rPBFT共识算法下，设置一个共识周期出块数目为10000 +[group:1]> setSystemConfigByKey rpbft_epoch_block_num 10000 +Note: rpbft_epoch_block_num only takes effect when rPBFT is used +{ + "code":0, + "msg":"success" +} +# 查询rpbft_epoch_block_num +[group:1]> getSystemConfigByKey rpbft_epoch_block_num +Note: rpbft_epoch_block_num only takes effect when rPBFT is used +10000 +# 获取区块执行超时时间 +[group:1]> getSystemConfigByKey consensus_timeout +3 + +# 设置区块执行超时时间为5s +[group:1]> setSystemConfigByKey consensus_timeout 5 +{ + "code":0, + "msg":"success" +} + +# 设置rPBFT密钥为secp256k1曲线 +[group:1]> setSystemConfigByKey feature_rpbft_vrf_type_secp256k1 1 +{ + "code":0, + "msg":"success" +} +``` diff --git a/3.x/zh_CN/docs/introduction/key_feature.md b/3.x/zh_CN/docs/introduction/key_feature.md index 068397ba9..bdad2856d 100644 --- a/3.x/zh_CN/docs/introduction/key_feature.md +++ b/3.x/zh_CN/docs/introduction/key_feature.md @@ -40,6 +40,10 @@ - 本版本内置权限治理框架，直接从区块链实现层提供有效的权限控制。开启权限治理功能后，对区块链的修改需进行多方投票的授权。基于该框架，区块链参与者们能够定制区块链上的治理策略并通过投票的方式不断迭代更新。[相关文档：权限治理体系设计](../design/committee_design.md) +**rPBFT** + +- FISCO BCOS v2.3.0提出了rPBFT共识算法，旨在保留BFT类共识算法高性能、高吞吐量、高一致性、安全性的同时，尽量减少节点规模对共识算法的影响。[相关文档：rPBFT设计文档](../design/consensus/rpbft.md), [相关文档：rPBFT开启说明](../develop/rpbft.md) + **特性继承与升级** v3.0稳定版也继承了 v2.0版本的诸多重要特性并进行升级，包括： diff --git a/3.x/zh_CN/docs/tutorial/air/aws_security.md b/3.x/zh_CN/docs/tutorial/air/aws_security.md new file mode 100644 index 000000000..97bd3b249 --- /dev/null +++ b/3.x/zh_CN/docs/tutorial/air/aws_security.md @@ -0,0 +1,135 @@ +# 使用AWS保护节点密钥 + +标签：``存储安全`` ``存储加密`` ``落盘加密`` + +---- + +## 使用AWS KMS托管密钥 + +### 生成密钥 + +1. 登录[AWS 控制台](https://us-east-1.console.aws.amazon.com/console/home?region=us-east-1) +2. 在控制台主页选择 [Key Management Service](https://us-east-1.console.aws.amazon.com/kms/home?region=us-east-1) 如果没有点击查看所有服务 +3. 点击客户管理的密钥--创建密钥 +4. 密钥类型-对称，密钥使用情况-加密和解密，高级选项--默认，点击下一步 +5. 创建别名，点击下一步 +6. 选择允许操作的管理员，下一步 +7. 选择密钥操作的用户，点击下一步 +8. 确认密钥策略，点击完成 +9. 在右上角记录管理密钥的地区，如us-east-1，不同区域的密钥互相不可见 + +### 授权访问 + +参考[AWS 示例文档](https://docs.aws.amazon.com/IAM/latest/UserGuide/id_credentials_access-keys.html), [获取 access key](https://aws.amazon.com/cn/blogs/security/wheres-my-secret-access-key/) + +1. 在IAM页面，访问密钥中，点击创建[访问密钥](https://us-east-1.console.aws.amazon.com/iam/home?region=us-east-1#/security_credentials?section=IAM_credentials) +2. 根据需求，点击如本地代码 +3. 填写描述标签，点击下一步 +4. 下载**csv文件，此为密钥文件，务必秘密保存**，点击已完成 + +### 使用kmstools加密节点密钥 + +1. 在[aws kms密钥管理页面](https://us-east-1.console.aws.amazon.com/kms/home?region=us-east-1#/kms/keys/)，可以看到key的id，如012345-12345-12345 ，和region 如 us-east-1， +2. 使用授权访问中的csv文件，作为access key +3. 加密密钥，命令如`/kms_tool `, 加密成功后的文件会在outputFilePath中 + +```eval_rst +.. note:: + + kmstools加密工具需要自己编译节点，参考[源码编译](../compile_binary.md)，需要开启tools +``` + +## 配置节点 + +需要节点`config.ini`配置如下： +```ini +# 节点密钥配置 +[security] + private_key_path=conf/node.pem + kms_type=CLOUDKMS # 保护类型使用云KMS + kms_connection_str=region:id:token # 链接url + cloud_kms_type=AWS # 使用AWS KMS +``` + +```eval_rst +.. note:: + + WS KMS只加密node.pem，不会对节点落盘数据进行加密 +``` + +## 说明 + +FISCO BCOSv3.13将共识密钥加密，和节点落盘加密的功能进行分开，节点共识密钥解密支持CLOUDKMS、[HSM](../../design/hsm.md)、[BCOSKMS](../../design/storage/storage_security.md)三种方式 + +AWS KMS保护节点共识密钥可与落盘加密保护节点落盘数据融合使用，用户可通过以下配置同时开启两种特性 + +- 单独开启CLOUDKMS保护密钥 + +```ini +[security] + private_key_path=conf/node.pem + kms_type=CLOUDKMS # 保护类型使用云KMS + kms_connection_str=region:id:token # 链接url + cloud_kms_type=AWS # 使用AWS KMS +``` + +- 单独开启BCOSKMS保护密钥 + +```ini +[security] + private_key_path=conf/node.pem + kms_type=BCOSKMS + kms_connection_str=127.0.0.1:8150 + cipher_data_key=07045a6e9710198c3c335d9f021c2486 +``` + +- 单独开启BCOSKMS保护落盘数据 + +```ini +[storage_security] + ; enable data disk encryption or not, default is false + enable=true + ; url of the key center, in format of ip:port + kms_type=BCOSKMS + kms_connection_str=127.0.0.1:8150 + cipher_data_key=07045a6e9710198c3c335d9f021c2486 +``` + + +- 开启CLOUDKMS保护密钥+BCOSKMS保护落盘数据 + +```ini +[security] + private_key_path=conf/node.pem + kms_type=CLOUDKMS # 保护类型使用云KMS + kms_connection_str=region:id:token # 链接url + cloud_kms_type=AWS # 使用AWS KMS + +[storage_security] + ; enable data disk encryption or not, default is false + enable=true + ; url of the key center, in format of ip:port + kms_type=BCOSKMS + kms_connection_str=127.0.0.1:8150 + cipher_data_key=07045a6e9710198c3c335d9f021c2486 +``` + +- 开启BCOSKMSKMS保护密钥+BCOSKMS保护落盘数据 + +```ini +[security] + private_key_path=conf/node.pem + kms_type=BCOSKMS + kms_connection_str=127.0.0.1:8150 + cipher_data_key=07045a6e9710198c3c335d9f021c2486 + +[storage_security] + ; enable data disk encryption or not, default is false + enable=true + ; url of the key center, in format of ip:port + kms_type=BCOSKMS + kms_connection_str=127.0.0.1:8150 + cipher_data_key=07045a6e9710198c3c335d9f021c2486 +``` + +