docs/dht_protocol.md

DHT Protocol Specification

1. Общие положения

• DHT-протокол предназначен для обмена информацией о пирах между агентами.
• Используется DID (Decentralized Identifier) как уникальный идентификатор агента.
• Для проверки подлинности применяется криптоподпись (публичный/приватный ключ).
• Для защиты от спама/флуда используется Proof-of-Work (PoW).
• Каждый агент может иметь несколько сетевых интерфейсов (адресов).
• У агента может быть только одна устойчивая пара DID + pubkey.

---

2. Интерфейсы

Формат интерфейса:

{
  "addr": "tcp://1.2.3.4:4000",
  "nonce": 123456,
  "pow_hash": "abcd1234...",
  "difficulty": 22,
  "datetime": "2025-09-14T21:00:00Z",
  "type": "internet"
}

Поддерживаемые протоколы

• tcp://
• udp://

Поле type (опционально)

• localhost — адреса локальной машины.
• lan:[маска_подсети] — локальная сеть, пример: lan:192.168.10.0. (Один агент может иметь несколько сетевых интерфейсов и, соответственно, несколько LAN-сегментов.)
• internet — обычное TCP/UDP-подключение через глобальную сеть.
• yggdrasil — узел доступен через Yggdrasil overlay.
• i2p — узел доступен через I2P.

Правила

• Если port = 0 → интерфейс считается отключённым.
• Корректный интерфейс с более новой датой заменяет аналогичный старый (после проверки PoW).
• При обмене рекомендуется не передавать локальные интерфейсы в Интернет (исключение: Yggdrasil и I2P).

---

3. Proof-of-Work (PoW)

• Каждый интерфейс сопровождается PoW.
• Сложность PoW должна быть выбрана так, чтобы генерация занимала несколько минут (операция нечастая).
• Поля:
  • nonce — число, подобранное агентом.
  • pow_hash — хэш значения (DID + addr + datetime + nonce).
  • difficulty — число ведущих нулей (или иное условие).

---

3.1 Формализация PoW и подписи

Канонический вход для PoW

pow_input_string = DID + " -- " + addr + " -- " + datetime + " -- " + nonce_string

• Все строки кодируются в UTF-8.
• Хеш: pow_hash = sha256(pow_input_string_bytes), hex lower-case (64 символа).
• difficulty = число ведущих нулевых hex-символов.

Подпись сообщения

• Подписывается всё сообщение (JSON), кроме поля signature.

• Сериализация: JSON с отсортированными ключами, без пробелов:

  serialized = json.dumps(obj, separators=(",", ":"), sort_keys=True, ensure_ascii=False).encode("utf-8")
  

• Алгоритм: Ed25519 (рекомендуется).

• Подпись хранится в поле:

  "signature": "BASE64URL(...)",
  "sig_algo": "ed25519"
  

Верификация

1. Проверить подпись сообщения по pubkey.
2. Для каждого address вычислить PoW и проверить difficulty.
3. Некорректные адреса игнорировать, сообщение в целом может оставаться валидным.

---

4. Сообщения

4.1 DISCOVERY

Используется для объявления себя в локальной сети.

{
  "type": "DISCOVERY",
  "id": "did:example:123",
  "name": "Agent_X",
  "pubkey": "base58...",
  "addresses": [
    {
      "addr": "tcp://1.2.3.4:4000",
      "nonce": 123456,
      "pow_hash": "0000abf39d...",
      "difficulty": 22,
      "datetime": "2025-09-14T21:00:00Z",
      "type": "internet"
    }
  ],
  "signature": "BASE64URL(...)",
  "sig_algo": "ed25519"
}

---

4.2 PEER_EXCHANGE_REQUEST / RESPONSE

Запрос известных пиров:

{
  "type": "PEER_EXCHANGE_REQUEST",
  "id": "did:example:123",
  "name": "Agent_X",
  "addresses": [
    {
      "addr": "udp://1.2.3.4:4010",
      "nonce": 987654,
      "pow_hash": "0000123def...",
      "difficulty": 22,
      "datetime": "2025-09-14T21:05:00Z",
      "type": "lan:192.168.1.0"
    }
  ],
  "signature": "BASE64URL(...)",
  "sig_algo": "ed25519"
}

Ответ содержит список пиров (каждый с DID, pubkey и адресами, у которых тоже должен быть валидный PoW):

[
  {
    "id": "did:example:456",
    "name": "Agent_Y",
    "pubkey": "base58...",
    "addresses": [
      {
        "addr": "tcp://5.6.7.8:4020",
        "nonce": 22222,
        "pow_hash": "0000a1b2c3...",
        "difficulty": 22,
        "datetime": "2025-09-14T21:10:00Z",
        "type": "internet"
      }
    ],
    "signature": "BASE64URL(...)",
    "sig_algo": "ed25519"
  }
]

---

5. Правила валидации адресов и пиров

• Каждый address в DISCOVERY и PEER_EXCHANGE должен содержать валидный PoW:
  • pow_hash = sha256(DID + " -- " + addr + " -- " + datetime + " -- " + nonce_string)
  • difficulty соответствует локальной политике (например, 22 ведущих нуля).
• Если PoW некорректен → адрес игнорируется.
• datetime фиксируется при генерации PoW и не должен изменяться.
• Если приходит новый адрес с той же парой (DID + addr) и более свежим datetime → он заменяет старый.
• Разные pubkey для одного DID → принимается первый, остальные игнорируются.
• Адрес подписан чужим ключом → запись отклоняется.
• Несколько интерфейсов → сохраняются все, кроме явных дубликатов.

Примечание: строка DID + " -- " + addr + " -- " + datetime + " -- " + nonce_string всегда кодируется в UTF-8,
а nonce_string преобразуется к десятичной строке перед конкатенацией.

---

6. Безопасность

• Для всех сообщений требуется подпись отправителя (в будущем: обязательная проверка).
• Сообщения без подписи или с невалидным PoW могут игнорироваться.
• В перспективе можно добавить шифрование трафика (например, на уровне TCP/TLS или QUIC).