
Proof of SIM (PoSIM)協議
– 介紹Web3靈魂
靈感來自:
2019年10月以太坊聯合創始人約瑟夫·盧賓(Joe Lubin)表示[1]:“在今日的Web2.0中,我們為了在互聯網上生存,放棄了個人信息和其相關權力。對於大多數網路公民來說,被剝奪Gmail、谷歌搜索、谷歌文檔、推特、亞馬遜服務、蘋果生態系統和各種臉書資產等將是一種更弱化的體驗。網路可以說是破碎的(或者說是不完整的),因為它沒有關於身份或金錢貨幣的原生結構。
由於沒有原生的貨幣結構,網路轉向廣告作為其核心商業模式。
如果沒有用於安全和隱私身份的原生結構,在我們意識到廣告技術式的癌症正在隱性增長之前,互聯網已經被快速侵蝕而進入另種困境。
— Joe Lubin, co-founder of Ethereum [1]

1. 簡介
移動互聯網應用的快速發展和智能手機普及率的急劇上升,給人們的生活帶來了重大變化。然而,當前的互聯網是由集中式平台驅動的,這些平台限制了生態系統並在幾乎沒有或沒有同意的情況下將用戶數據貨幣化。隱私問題和數據濫用,及被排除在集中化系統外的風險,已經造成了重大的不利社會和政治影響,導致民主自由衰退和數位威權主義抬頭。
因此,我們需要重建下一代Web3的DNA,以便它能夠在沒有當前網路空間中傳播的疾病下持續成長。一個去中心化的互聯網生態系統(即Web3互聯網)正處於起步階段,許多新創公司被創建,工業界正在努力將當前的網路互聯網轉變為以用戶為中心的系統。
去中心化的身份系統很可能成為Web3的底層基石,但純軟件演算法不可能解決社會和政治的複雜問題。因此,必須原生構建一個可以在集中式和私有平台之外運行的身份共識協議,該協議使用隱性式解決複雜的人際網路。對於Web2,個人還需要解決方案來改變他們與應用程序和服務的交互方式,以實現線上隱私和數據主權。
以太坊登錄(Sign-In with Ethereum,SIWE)定義了以太坊賬戶如何通過簽署參數化的標準信息(按範圍、會談詳細信息和安全機制(如隨機數)),進行鏈下服務的身份驗證;並將人性添加到以太坊賬戶中,使得Web2服務供應商更具吸引力。
靈魂綁定代幣(Soul Bound Tokens,SBT)[2]是區塊鏈領域的最新創新之一,旨在為Web3互聯網構建去中心化身份的特徵。為了引導SBT可以在全球範圍內擴散和互連的Web3生態系統,我們需要一個共識協議來發布一個身份SBT,它可以與 Web3的大多數採用者互操作,建立一個可擴展的去中心化社會(DeSoc)。
世界各地的全球蜂窩移動網路可能是人類網路中最封閉的基礎設施,人們在其中與現實世界的身份聯繫在一起。電信公司主要通過合法驗證向其用戶發放SIM卡或eSIM卡,並使SIM卡或eSIM卡成為最大的全球身份數據庫,利用SIM卡或eSIM卡作為Web3身份連結就可以此誕生。
在本白皮書中,我們介紹了Proof of SIM (PoSIM)協議,及在移動設備中創建用戶主權空間,PoSIM協議可以在其中啟動與以太坊網路互通,以自主創建SBT和透明地作為去中心化的身份,以經濟效率作為社會和政治的最佳選擇。在智能卡行業支撐著現實世界中的電信、金融和身份識別系統;我們也導入了一個PoSIM協議的分散式自治組織(Decentralized Autonomous Organization,DAO)系統,將智能卡生產和分發方案的安全性納入PoSIM協議,藉以擴大去中心化社會中的民主特性。
2. 去中心化身份協議的證明與挑戰
為了建立一個強健的去中心化身份系統,我們需要以獲取技術作為主觀基底,並構建為用戶提供客觀激勵的系統。
i.透過在活躍的移動通信設備中收集身份,來生成“人類熵”的主觀基質;主觀基質應具有以下特點:
■ 唯一性(Uniqueness)--任何兩個人都不應擁有相同的ID
■ 單一點(Singularity)--個人容易生產一次,但產生兩次或更多次相對困難
■ 零個人身份信息--個人身份信息降到最少
■ 人類容易生產但人工智能難以複製
ii.用戶建構身份,並持續維護其合法性的客觀激勵:
● 共同願景:一個現實的、更好的Web3互聯網
● 共享經濟:以用戶為中心的互聯網經濟,用戶可以保護自己的數據並從中獲利
● 在線空間和交易中對隱私和匿名的渴望
● 全民基本收入
● 受益於Web3的用戶包容性數據經濟
構建去中心化身份系統面臨許多挑戰,存在一個三難困境 [3],它使典型的去中心化身份系統無法擴展,同時還維持以用戶為中心的互聯網數位經濟。
■ 抗女巫攻擊(Sybil Resistance)
■ 自我主權(Self Sovereignty)
■ 隱私保護(Privacy Preservation)

3. Proof of SIM (PoSIM) 協議
真正去中心化的身份解決方案將使人們能夠完全控制自身的個人數據,但缺乏集中的身份數據庫卻難以保證這些身份的唯一性和單一性;雖然生物識別技術為身份管理系統提供了有效的好處,但它們並非沒有任何缺點。使用生物特徵識別數據創建一個單一且唯一的標識符時,即使在沒有絕對必要的特定情況下,仍是將個人將標識為一個唯一的角色;當有數據洩漏,這可能會帶來重大的隱私問題和無法彌補的損失。此外,生物識別的存取技術複雜且昂貴,難以應用並擴展為全球身份系統。
也有人嘗試使用國民身份證或護照來創建去中心化身份。然而,要實現這一點,必須收集和驗證文件,因此無法避免第三方對私人數據的聚合,從而產生另一層集中化和安全漏洞的單點弱點。
互運性和標準化對於構建可擴展的身份系統是非常重要的課題,系統應具備足夠的靈活性適應人類身份固有的可塑性。現今人們透過GSMA(Groupe Speciale Mobile Association)在全球範圍內標準化的移動網路進行連接。手機號碼已經成為中心化平台身份驗證的理想標識,手機號碼隨著合法驗證成為稀缺資源。
現今基於短信一次驗證碼(SMS OTP)的電話驗證解決方案,已被互聯網服務供應商普遍使用,並為web2生態系統的用戶註冊和身份驗證奠定了基礎。
然而,詐騙短信和SIM替換等電信詐騙表明,在沒有額外流程的情況下,將外部系統用於非預期目的將帶來風險,這些已經對金融系統的安全造成損害,卻沒有任何風險歸屬與避險機制。此外,向中心化平台提供手機號碼的隱私問題也越來越受到關注。
在Web3中,權衡手機號碼直接與用戶的真實身份相關聯;PoSIM協議利用SIM 的能力透過PoSIM applet (小程序)生成移動設備的移動指紋,該小程序在SIM、eSIM 或移動設備內的安全元件的用戶主權空間內運行。移動指紋類似於人類熵,並由以太坊等區塊鍊網路上的PoSIM智能合約進行驗證,以實現奇異性和唯一性。驗證證明後,PoSIM智能合約將自動向用戶錢包發行靈魂綁定代幣(SBT)。PoSIM發行SBT的優勢將在第4.1節中描述。
3.1 移動指紋由以下等值組成:
● SIM卡中IMSI+ICCID,由附帶安全元件的PoSIM小程序產生的哈希值;
● 手機中IMEI,由附帶安全元件的PoSIM小程序產生的哈希值。
3.2 PoSIM 移動應用程序 (Mobile APP)
PoSIM 移動應用程序執行以下功能:
● 以OTP方式,啟用應用程序與SIM卡綁定
App與SIM綁定是透過驗證SIM附帶安全元件硬件生成的OTP後來執行的,該OTP將重新輸入到App中並發送到中繼器,驗證移動App與SIM在同一移動設備中處於活躍狀態,並且由真人操作。

PoSIM App開源程式放置於GitHub,有iOS和Android兩種版本。

3.3 PoSIM 小程序 (PoSIM applet)
PoSIM applet為3GPP TS31.111[4]中定義的SIM-ME介面執行SIM應用程序工具包(SIM Application Toolkit,STK),其工作流程如下:



3.4 中繼器 (Relayer)
PoSIM協議中對SIM(UICC)或eSIM(eUICC)的關鍵要求是設備支持承載獨立協議(Bearer Independent Protocol,BIP);該協議僅存在於終端設備和SIM/eSIM間,使SIM/eSIM能夠請求終端設備與BIP節點(PoSIM 協議中的 Relayer) 建立數據會談,這提供了一種比短信更快的存取SIM/eSIM的方法,而且不會暴露電話號碼。
BIP包含一組在ETSI/3GPP標準指令集,這些標準得到了高通、英特爾和 MediaTech 等智能手機基帶芯片供應商的支持。
BIP節點是SIM/eSIM發行商(通常是電信公司)用於管理SIM/eSIM應用程序的移動網路基礎設施的一部分。BIP協議的重要特徵是只有當電信公司對SIM卡進行身份驗證時,才會與BIP節點建立透過移動網路的數據連接。因此,當BIP節點從特定SIM/eSIM接收數據時,我們可以斷定SIM/eSIM是活躍在移動網路的。
在接收到來自 PoSIM App和 PoSIM applet的連接後,中繼器執行以下功能:
○ 將PoSIM移動應用程序數據與具有原始IP地址的PoSIM applet數據配對;
○ 比較PoSIM移動應用程序與其綁定PoSIM的OTP,以驗證其反圖靈測試測試(Reverse Turing Test,RTT);
○ 生成TokenUri
○ 發送交易到 PoSIM 智能合約。
