智能合约开发 - 如何实现一键化登录 Dapp

Question

任何有帐户体系的网站和 app 都会有自己的登录模块，有时候还会集成 oauth2 （weibo, weixin，github) 一键化登录.开发者肯定也都或多或少的开发过注册，登录的功能。那么基于以太坊的 Dapp 中登录功能会有什么区别呢？本文主要介绍了 Dapp 帐号体系的构成，以及如何基于 Metamask 开发一键化登录的功能。

首先 Dapp 跟普通的网站(app) 没多少区别，完全可以延续之前的帐号体系登录，注册。在需要用到以太坊区块链的时候（比如创建交易，支付等）调用钱包或者 MetaMask 插件即可。

当然本身以太坊就有自己的帐号，每个人都可以创建 Address 来和区块链交互，所以如果我们的 Dapp 跟 Address 能够绑定并实现登录的话，整体的体验会好很多。

解决方案是利用私钥对 payload 加密生成 signature，然后再用
ecdsa_recover 方法对 signature 解密可以拿到对应的公钥。

我们来看下具体的步骤 （默认已经安装 MetaMask）

（1）前端点击登录按钮，首先通过 web3.eth.accounts[0] 拿到 publicAddress，然后去后端拿 nonce

httpClient.post('/api/user', {address})

（2）后端拿到 address 后，会去数据库查询是否存在这个用户，如果有，则直接返回跟 address 对应的 nonce。没有的话，会执行一个注册用户的过程，同样返回 nonce。

class Profile(models.Model):
  user = models.OneToOneField(User, on_delete=models.CASCADE)
  public_address = models.CharField(max_length=256)
  nonce = models.IntegerField()
  
  
def user()
  public_address = boby.get("address")
  profiles = Profile.objects.filter(public_address=public_address.lower())
  
  if not profiles.exists():
    user = User.objects.create(username=public_address.lower())
    profile = Profile.objects.create(user=user, public_address=public_address.lower(), nonce=generate_nonce())
  else:
    profile = profiles[0]
  return profile

(3) 前端拿到 nonce 之后会去找 MetaMask 签名生成 signature

web3.personal.sign(nonce, public_address, callback);

(4) 最后拿 signature 和 address 到后端验证是否签名正确

httpClient.post('/api/login', {address, signature});

(5) 后端验证，验证成功则完成登录（基于 session 或 jwt）操作。

message_hash = defunct_hash_message(text="signature nonce:%s" % profile.nonce)
recover_address = w3.eth.account.recoverHash(message_hash, signature=signature)
if recover_address and recover_address.lower() == public_address:
  user_login(request, profile.user)

这里面的 recoverHash 函数是 python web3.py 模块的。由于以太坊的椭圆曲线加密函数签名参数与比特币不太一样，所以如果用其他椭圆加解密包没法验证通过的话，可查看是不是参数设置不同。

(6) 登录成功后，前后端交互就跟普通 http 请求没什么区别了。

借用一张图来说明登录流程 （challenge 跟上文的 nonce 一致）

最后，我们其实可以看到目前这个登录方式强依赖于 MetaMask 插件，对于手机端 App 是无效的，需要有专门的钱包 app 来完成签名等功能。不过可以展望下，如果 Dapp 越来越多，那么这些基础插件会越来越丰富和完善。

参考链接：

1. https://www.toptal.com/ethereum/one-click-login-flows-a-metamask-tutorial
2. https://github.com/amaurymartiny/login-with-metamask-demo
3. https://github.com/m0t0k1ch1/metamask-login-sample