MLS协议如何构建加密群聊

广义上说，端到端加密消息协议确保只有对话参与者（而非中间服务器、路由器或中继系统）能读写消息。当对话涉及三人或以上时，这就是端到端加密群组消息协议需要解决的问题。

现有解决方案的局限性

当前主流方案（如Signal、WhatsApp和iMessage）存在扩展性问题：

1. 成对通道方案：每个成员需为其他N-1个成员单独加密消息，导致O(N)加密操作
2. 发送方密钥方案：初始化需O(N²)辅助消息，且成员变更时需全量重新分发密钥

MLS的树形密钥管理

MLS协议引入ratchet tree数据结构实现高效密钥更新：

• 二叉树叶子节点对应成员，中间节点存储DH密钥对
• 遵循"成员知晓其祖先节点私钥"的树形密钥属性
• 成员移除时通过以下步骤实现O(logN)复杂度更新：
  1. 置空被移除成员及其祖先节点
  2. 生成新密钥并沿树向上ratchet
  3. 使用子树公钥加密分发新私钥

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// Rust实现示例：树节点更新
fn update_ratchet_tree(&mut self, removed_member: MemberId) {
    self.blank_out_path(removed_member);
    let new_path_secrets = self.generate_path_secrets();
    self.encrypt_and_distribute(new_path_secrets);
}

边缘情况与开放问题

虽然树形结构在理想情况下表现优异，但特殊场景仍存在挑战：

• 稀疏树移除：最坏情况下仍需O(N)辅助消息
• 前向安全性：完全的前向安全仍需研究完善
• 形式化验证：现有实现尚未完全通过形式化验证

Rust实现优势

molasses作为MLS的Rust实现具有以下特性：

• 内存安全保证（得益于Rust所有权系统）
• 清晰的API设计（利用Rust强类型系统）
• 43%的注释代码比（完善的文档支持）
• 与C++参考实现mlspp的互操作测试中发现多项规范问题

当前MLS规范仍存在9个开放问题，包括密钥调度优化和身份验证强化等方向。建议关注IETF MLS工作组获取最新进展。

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