Nostr 协议详解（科普篇）

作者：Rayjun

2023-02-04
北京
本文字数：2291 字
阅读完需：约 8 分钟

1. 关于 nostr

nostr 是一个分布式的网络，但是很特别的是，这个网络不是 p2p 网络，也没有用到区块链技术，仅仅使用了公私钥体系。基本结构如下：

nostr 网络中目前只有两个角色 relay 和 client。每一个节点被称之为 relay（中继服务器），普通用户是 client。由于没有实现 p2p 协议，每个 relay 之间并不会同步消息，每个 relay 都有自己的数据库存储，数据库的类型可以自行决定，目前用的比较多的是 sqlite 或者 Postgresql，其他的类的数据库也可以，要看 relay 的具体实现。

每个人使用的终端是 client，client 会和 relay 之间进行交互，使用 websocket + json 协议。

从 client 到 relay 支持三种操作:

EVENT: 发布 event，发布消息、修改个人简介等等
REQ：搜索数据、订阅 relay 的新信息，比如你关注的用户发布了信息，就可以通过这个请求获取到
CLOSE：关闭 REQ 操作中的订阅

从 relay 到 client 支持两种操作：

EVENT: 返回用户订阅的 event 信息
NOTICE：返回可读的信息，这些信息的内容可以由 relay 自行决定

其中最重要的就是 event 这个结构，用户有任何的数据新增或者修改，都是通过 event 来发布，为了防止 event 被篡改，发出的 event 都需要使用私钥签名，client 在收到 event 时会去验证这些签名。

relay 和 client 可以自行实现。目前 relay 的实现在这里可以看到：https://github.com/aljazceru/awesome-nostr。

client 实现中比较流行的有 Damus 和 snostr.social，在这里可以看到全部的 client 实现：https://github.com/vishalxl/Nostr-Clients-Features-List/blob/main/Readme.md。

总体来说，nostr 协议很简单，完整的协议可以在这里看到（https://github.com/nostr-protocol/nips），每一条协议都被称之为 nip，比如 nip-01 中就定义了 event 的基本结构。relay 和 client 的实现也很简单，一个 relay 的实现甚至只需要几千行代码。

2. 核心数据结构 event

event 的扩展性很强，可以定义各类的消息类型，目前已经定义的类型如下，后续还可以不断扩展。

0 set_metadata: 设置用户的元数据，比如用户名，头像等等
1 text_note: 发布的消息，类似 twitter 的推文
2 recommend_server: 消息发布者推荐的一些中继服务器
3 contract_list: 当前用户的关注者列表
4 encrypted_direct_message: 加密消息
5 deletion: 删除消息
7 reactions: 点赞或者转发
40~44 public chat: 公共频道或者群聊
22242 auth: relay 和 client 之间的鉴权

用户在发布消息时，都需要指定以上的一种类型，relay 会按照用户发送的类型来处理消息。可以这样来理解，只要是需要 relay 存储的信息，都必须是一个 event。

3. nostr 的数据传播

nostr 的目标就是创建一个完全去中心化的网络，它认为 twitter 的限制太多，比如广告太多、让人沉迷的信息流、可以随意封禁用户，它也认为 Mastodon 等协议太过于依赖第三方。所以 nostr 要让每个 relay、甚至每个用户自己来控制自己的数据。client 可以将消息发布到任意的 relay，由于消息都经过了签名，relay 无法篡改这些消息，所以也不需要关心 relay 是否是可信的。

在 nostr 中，如果一个 relay 把你封禁了，你也可以转发到其他的 relay。即使你是一个发布垃圾信息的人，也可以创建自己的 relay，然后发布消息，至于这些消息会不会被其他的 relay 和 client 抵制就是另外一回事了。

目前在 nostr 上发布一些文本量类的轻量级内容体验还可以，但是对于一些视频或者其他很重的内容，目前 nostr 支持的不好，这一点后续需要通过市场激励的方式来解决。

在 nostr 中，有一个很重要的问题需要解决，由于 relay 之间不同步数据，那么数据要怎么在整个网络中同步呢？nostr 的设计很巧妙，每个 relay 之间不同步消息，同步消息的机制由 client 来实现。client 通过发送 2、3 类型的 event，可以把自己知道的用户及相关的 relay 地址传播到其他的 relay 中。这样其他的用户就可以通过这些信息找到目标用户的 relay，拉取到目标用户的消息，从而完成信息的传播。

这样做的好处在于每个 relay 不需要像区块链节点那样存储全量的数据。nostr 的这种数据存储方式类似于数据库分片，让每个 relay 的存储压力不那么大。当然这样做也有坏处，如果用户的消息只在某一个 relay 上，如果这个 relay 出现问题，就有可能导致数据永久丢失。