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NAC钱包架构设计文档

版本: v2.0
日期: 2026年2月16日
状态: 生产级实现

一、总体架构

1.1 分层架构

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    CLI / UI Layer                        │
│              (nac-wallet-cli, 未来Web/Mobile)            │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                   Application Layer                      │
│         (WalletManager, AccountManager, AssetManager)    │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    Business Layer                        │
│  ┌──────────────┬──────────────┬──────────────────────┐ │
│  │ Transaction  │  Asset       │  Constitutional      │ │
│  │ Builder      │  Parser      │  Receipt Manager     │ │
│  └──────────────┴──────────────┴──────────────────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                   Infrastructure Layer                   │
│  ┌──────────────┬──────────────┬──────────────────────┐ │
│  │ RPC Client   │  CEE Client  │  Key Manager         │ │
│  └──────────────┴──────────────┴──────────────────────┘ │
│  ┌──────────────┬──────────────┬──────────────────────┐ │
│  │ Storage      │  Network     │  Crypto              │ │
│  └──────────────┴──────────────┴──────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

1.2 模块依赖关系

nac-wallet-cli
    ↓
nac-wallet-core
    ├── key_manager (密钥管理)
    ├── address (地址生成)
    ├── transaction (交易构造)
    ├── constitutional_receipt (CR管理)
    ├── gnacs_parser (资产解析)
    ├── network (网络通信)
    │   ├── rpc_client (RPC客户端)
    │   └── cee_client (CEE客户端)
    ├── storage (存储管理)
    ├── account (账户管理)
    └── asset (资产管理)

二、核心模块设计

2.1 RPC通信层

协议: JSON-RPC 2.0
传输: HTTP/HTTPS
库: reqwest + serde_json

接口设计

pub trait RpcClient {
    async fn get_balance(&self, address: &Address) -> Result<Balance>;
    async fn get_nonce(&self, address: &Address) -> Result<u64>;
    async fn send_transaction(&self, tx: &SignedTransaction) -> Result<TxHash>;
    async fn get_transaction(&self, hash: &TxHash) -> Result<Transaction>;
    async fn get_transaction_receipt(&self, hash: &TxHash) -> Result<TxReceipt>;
    async fn get_block(&self, number: u64) -> Result<Block>;
    async fn call(&self, call_data: &CallData) -> Result<Bytes>;
}

RPC方法映射

功能	RPC方法	参数	返回
查询余额	`nac_getBalance`	address, asset_id	balance
查询nonce	`nac_getNonce`	address	nonce
发送交易	`nac_sendTransaction`	signed_tx	tx_hash
查询交易	`nac_getTransaction`	tx_hash	transaction
查询收据	`nac_getTransactionReceipt`	tx_hash	receipt
查询区块	`nac_getBlockByNumber`	block_number	block
只读调用	`nac_call`	call_data	result

2.2 CEE通信层

协议: HTTP REST API
格式: JSON
库: reqwest + serde_json

接口设计

pub trait CeeClient {
    async fn request_cr(&self, request: &CrRequest) -> Result<ConstitutionalReceipt>;
    async fn verify_cr(&self, cr: &ConstitutionalReceipt) -> Result<bool>;
    async fn get_constitutional_hash(&self) -> Result<Hash>;
    async fn health_check(&self) -> Result<bool>;
}

CEE API端点

功能	端点	方法	参数	返回
请求CR	`/api/v1/cr/request`	POST	tx_data, metadata	CR
验证CR	`/api/v1/cr/verify`	POST	cr	valid
宪法哈希	`/api/v1/constitution/hash`	GET	-	hash
健康检查	`/api/v1/health`	GET	-	status

2.3 交易构造流程

用户输入
    ↓
1. 构造交易体
    ├── 转账: TransferTx
    ├── 代币: TokenTransferTx
    └── 合约: ContractCallTx
    ↓
2. 请求宪法收据
    ├── 向CEE发送请求
    ├── 包含交易数据和元数据
    └── 获取签名的CR
    ↓
3. 验证CR
    ├── 验证CEE签名
    ├── 验证宪法哈希
    └── 验证有效期
    ↓
4. 组装完整交易
    ├── Transaction = TxBody + CR
    └── 计算交易哈希
    ↓
5. 签名交易
    ├── 使用私钥签名
    └── 生成SignedTransaction
    ↓
6. 广播交易
    ├── 通过RPC发送
    └── 获取tx_hash
    ↓
7. 等待确认
    ├── 轮询交易状态
    └── 返回收据

2.4 资产管理

资产类型

pub enum AssetType {
    Native(NativeAsset),      // XTZH, XIC
    ACC20(ACC20Token),        // 同质化代币
    ACC721(ACC721Token),      // NFT
    ACC1155(ACC1155Token),    // 多代币
    ACC1400(ACC1400Token),    // 证券型代币
}

资产信息

pub struct AssetInfo {
    pub asset_id: String,
    pub name: String,
    pub symbol: String,
    pub decimals: u8,
    pub gnacs_code: GNACSCode,
    pub asset_type: AssetType,
    pub contract_address: Option<Address>,
    pub total_supply: Option<u128>,
    pub metadata: HashMap<String, String>,
}

三、数据结构设计

3.1 地址结构

#[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
pub struct Address {
    pub version: u8,           // 1字节：版本
    pub account_type: u8,      // 1字节：账户类型
    pub kyc_level: u8,         // 1字节：KYC等级
    pub region: u16,           // 2字节：区域代码
    pub pubkey_hash: [u8; 26], // 26字节：公钥哈希
}

3.2 交易结构

#[derive(Clone, Debug)]
pub struct Transaction {
    pub nonce: u64,
    pub from: Address,
    pub to: Address,
    pub value: u128,
    pub asset_id: String,
    pub data: Vec<u8>,
    pub gas_limit: u64,
    pub gas_price: u128,
    pub constitutional_receipt: ConstitutionalReceipt,
}

#[derive(Clone, Debug)]
pub struct SignedTransaction {
    pub transaction: Transaction,
    pub signature: Signature,
    pub public_key: PublicKey,
}

3.3 宪法收据结构

#[derive(Clone, Debug)]
pub struct ConstitutionalReceipt {
    pub transaction_hash: [u8; 32],
    pub constitutional_hash: [u8; 32],
    pub clause_mask: u64,
    pub execution_result_hash: [u8; 32],
    pub timestamp: u64,
    pub validity_window: u64,
    pub signatures: Vec<Vec<u8>>,
    pub receipt_id: [u8; 32],
}

四、存储设计

4.1 密钥库格式

{
  "version": 1,
  "id": "uuid",
  "address": "nac1...",
  "crypto": {
    "cipher": "aes-256-gcm",
    "ciphertext": "...",
    "cipherparams": {
      "nonce": "..."
    },
    "kdf": "pbkdf2",
    "kdfparams": {
      "dklen": 32,
      "salt": "...",
      "c": 100000,
      "prf": "hmac-sha256"
    }
  },
  "metadata": {
    "account_type": "personal",
    "kyc_level": 2,
    "region": 156,
    "created_at": 1708099200
  }
}

4.2 配置文件格式

[network]
chain_id = 626
network_name = "mainnet"

[[rpc_nodes]]
url = "https://rpc.newassetchain.com"
priority = 1

[[rpc_nodes]]
url = "https://rpc2.newassetchain.com"
priority = 2

[[cee_nodes]]
url = "https://cee.newassetchain.com"
priority = 1

[[cee_nodes]]
url = "https://cee2.newassetchain.com"
priority = 2

[wallet]
keystore_dir = "~/.nac/keystore"
cache_dir = "~/.nac/cache"
log_level = "info"

五、错误处理

5.1 错误类型

#[derive(Debug, thiserror::Error)]
pub enum WalletError {
    #[error("密钥管理错误: {0}")]
    KeyManagement(String),
    
    #[error("网络通信错误: {0}")]
    Network(String),
    
    #[error("交易构造错误: {0}")]
    Transaction(String),
    
    #[error("宪法收据错误: {0}")]
    ConstitutionalReceipt(String),
    
    #[error("存储错误: {0}")]
    Storage(String),
    
    #[error("解析错误: {0}")]
    Parse(String),
    
    #[error("验证错误: {0}")]
    Validation(String),
}

5.2 错误处理策略

网络错误: 自动重试（最多3次），切换备用节点
CEE错误: 尝试其他CEE节点，记录失败节点
交易错误: 返回详细错误信息，不自动重试
存储错误: 立即返回，不修改数据
验证错误: 拒绝操作，记录日志

六、安全设计

6.1 密钥安全

内存清除: 使用zeroize库清除敏感数据
加密存储: AES-256-GCM + PBKDF2
密码强度: 最少8位，建议12位以上
助记词: BIP39标准，支持12/24词

6.2 网络安全

HTTPS: 所有网络通信使用TLS
证书验证: 验证服务器证书
超时设置: 防止长时间阻塞
重放攻击: 使用nonce机制

6.3 交易安全

CR验证: 强制验证宪法收据
签名验证: 验证所有签名
金额检查: 防止溢出和负数
Gas估算: 防止Gas不足

七、性能优化

7.1 缓存策略

余额缓存: 5秒TTL
Nonce缓存: 实时更新
资产信息缓存: 1小时TTL
宪法哈希缓存: 10分钟TTL

7.2 并发处理

异步I/O: 使用tokio异步运行时
连接池: 复用HTTP连接
批量查询: 支持批量RPC请求
并行验证: 并行验证多个签名

7.3 资源管理

内存限制: 限制缓存大小
连接限制: 限制并发连接数
日志轮转: 防止日志文件过大
数据库清理: 定期清理过期数据

八、测试策略

8.1 单元测试

每个模块独立测试
覆盖率目标: 80%+
Mock外部依赖

8.2 集成测试

完整流程测试
使用测试网
模拟各种场景

8.3 性能测试

并发交易测试
大数据量测试
长时间运行测试

九、技术选型

9.1 核心库

功能	库	版本	说明
异步运行时	tokio	1.0	异步I/O
HTTP客户端	reqwest	0.11	RPC/CEE通信
序列化	serde	1.0	JSON处理
密码学	ed25519-dalek	2.0	Ed25519签名
哈希	sha3	0.10	SHA3-384
加密	aes-gcm	0.10	AES-256-GCM
密钥派生	pbkdf2	0.12	PBKDF2
助记词	bip39	2.0	BIP39
错误处理	thiserror	1.0	错误类型
日志	tracing	0.1	结构化日志
CLI	clap	4.0	命令行解析

9.2 开发工具

构建: Cargo
测试: cargo test
文档: cargo doc
格式化: rustfmt
Lint: clippy

十、实现计划

Phase 1: 基础设施（2天）

密钥管理
地址生成
存储模块

Phase 2: 网络通信（2天）

RPC客户端
CEE客户端
错误处理

Phase 3: 交易处理（2天）

交易构造
CR集成
交易签名

Phase 4: 资产管理（1天）

资产解析
余额查询
代币管理

Phase 5: CLI工具（2天）

基础命令
交易命令
资产命令

Phase 6: 测试（1天）

单元测试
集成测试
文档

总计: 10天完成生产级钱包

架构设计完成: ✅
下一步: 实现RPC通信层

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NAC钱包架构设计文档

一、总体架构

1.1 分层架构

1.2 模块依赖关系

二、核心模块设计

2.1 RPC通信层

接口设计

RPC方法映射

2.2 CEE通信层

接口设计

CEE API端点

2.3 交易构造流程

2.4 资产管理

资产类型

资产信息

三、数据结构设计

3.1 地址结构

3.2 交易结构

3.3 宪法收据结构

四、存储设计

4.1 密钥库格式

4.2 配置文件格式

五、错误处理

5.1 错误类型

5.2 错误处理策略

六、安全设计

6.1 密钥安全

6.2 网络安全

6.3 交易安全

七、性能优化

7.1 缓存策略

7.2 并发处理

7.3 资源管理

八、测试策略

8.1 单元测试

8.2 集成测试

8.3 性能测试

九、技术选型

9.1 核心库

9.2 开发工具

十、实现计划

Phase 1: 基础设施（2天）

Phase 2: 网络通信（2天）

Phase 3: 交易处理（2天）

Phase 4: 资产管理（1天）

Phase 5: CLI工具（2天）

Phase 6: 测试（1天）

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