工程化 CRDT 同步访问规则与 E2E 加密：离线协作编辑的无中心一致性

在本地优先（local-first）应用中，实现安全的离线协作编辑是一个核心挑战。传统中心化认证系统依赖网络边界来隔离数据，但本地优先架构要求每个设备运行完整的数据副本，这意味着访问控制必须随数据一起流动，而非依赖远程服务器。Keyhive 项目通过 CRDT（冲突无关复制数据类型）同步访问规则与端到端（E2E）加密的巧妙集成，解决了这一问题，确保用户在离线状态下也能安全协作，同时跨设备保持一致性，而无需中心认证。这种方法的核心观点是：访问控制不应是静态的网络守门人，而是动态嵌入数据结构中的可合并规则，从而实现真正的用户代理和去中心化安全。

CRDT 的引入为访问规则的同步提供了坚实基础。在 Keyhive 中，访问控制被建模为一个 CRDT 结构，具体通过“收敛能力”（Convergent Capabilities）实现。这些能力类似于对象能力模型，但适应了 CRDT 的因果一致性需求。每个 Automerge 文档（一种 CRDT 实现）由公钥标识，并委托控制权给其他公钥，形成一个状态化的委托图。用户可以离线添加或撤销成员，例如在规划惊喜派对时添加朋友的公钥，而无需在线验证。并发更新时，CRDT 确保规则以最小惊喜方式合并：如果两个管理员同时撤销彼此，系统会根据因果顺序保留有效操作，避免恶意回溯更新破坏安全。证据显示，这种设计借鉴了 SPKI/SDSI 和 UCAN 等证书能力，但加入 CRDT 状态以支持分区容忍。“Keyhive 使用 CRDT 来管理组成员和权限，确保离线操作后同步时的一致性。”这种机制避免了 Git 式的冲突卡住，用户只需手动修复语义错误，而非处理底层不一致。

E2E 加密进一步强化了数据隐私，确保只有授权用户能解密内容。Keyhive 将数据加密在静止状态，使用因果密钥（Causal Keys）管理：每个加密块包含其因果前驱的密钥，允许授权用户迭代解密历史，但不泄露并发或未来块。这种方法牺牲了严格的前向保密（因为历史密钥随块共享），但适合 CRDT 的完整历史需求，同时提供后妥协安全（PCS）。密钥协商依赖 BeeKEM 协议，一种去中心化连续组密钥协议（CGKA），基于 TreeKEM 但仅需因果顺序，无需中心服务器。BeeKEM 使用二进制树结构，叶子存储成员的 Diffie-Hellman 公钥，根节点加密组密钥。成员定期旋转密钥（例如每小时），触发路径更新，提供 PCS：攻击者 compromised 一个密钥无法访问过去或未来数据。证据表明，BeeKEM 在常见情况下为对数性能，适用于数千成员组。“BeeKEM 确保动态组在离线后仍能安全共享密钥，实现 E2E 加密的本地优先协作。”

要落地这种集成，需要关注工程参数和监控点。首先，定义访问规则的 CRDT 结构：使用 Automerge 文档表示组，操作包括添加/移除成员（公钥）和权限委托（读/写/拉取）。参数建议：组大小上限 1000（超过时分层子组，避免线性性能退化）；密钥旋转频率 30-60 分钟，平衡安全与开销；加密块边界基于操作数阈值（如 1000 ops/块），使用 BLAKE3 哈希派生应用密钥。其次，同步机制：采用 Beelay 协议，先 RIBLT 集和解（Rateless Invertible Bloom Lookup Tables）同步成员图（操作哈希集），再同步文档状态（ID + 头哈希 + CGKA ops）。监控点包括：冲突率（<5% 触发警报，回滚到最后一致快照）；解密延迟（目标 <500ms/块）；组密钥更新成功率（>99%）。风险缓解：并发撤销时，使用因果顺序优先诚实操作；设备丢失时，立即从组中移除公钥，并广播撤销 op。

落地清单如下：

初始化文档组：生成文档公钥，创建初始 CRDT 组，添加管理员公钥。参数：使用 Ed25519 签名所有 op，确保自认证。
离线编辑：用户本地应用规则，加密新 ops 到块中，使用当前根密钥派生。清单：缓存最近 10 块密钥；如果离线 >24h，标记为待同步。
同步流程：连接 relay 或 P2P 时，先认证（签名 + 时间戳 + 观众字段，防 PITM/重放）。然后：成员图 RIBLT（符号大小 32B，解码阈值 1.5x 差异）；文档集 RIBLT（符号 = (doc_id, hash(heads, cgka_ops))）；每个文档：CGKA ops RIBLT + Sedimentree（分层压缩块，边界基于哈希尾零）。
撤销与恢复：实现空白节点（blanking）路径以移除成员。参数：移除后，强制路径更新；回滚策略：如果合并失败，隔离冲突分支，用户手动解决。
性能优化：WASM 绑定 keyhive_core，目标 10k 文档/设备。监控：内存使用 <1GB/10k 文档；带宽：RIBLT 仅传差异（e.g., 1B 项仅 240B）。

这种方法在高风险场景如记者协作中特别有用：离线编辑敏感文档，同步时自动应用规则，无需信任服务器。相比区块链方案，它避免了网络依赖；相比云 auth，它提升了用户代理。总体上，Keyhive 的 CRDT + E2E 集成标志着本地优先安全的新范式，适用于从个人笔记到企业文档的广泛用例。通过上述参数和清单，开发者可快速原型化，确保系统在生产中可靠运行。（字数：1028）