(课程视频和缩略图将在合并后由微软内容团队添加,符合第14 / 15课的模式。)
本课程将涵盖:
完成本课程后,您将学会:
假设您为 Contoso 旅行部署了一个 AI 代理。该代理读取客户请求,调用航班 API 查询选项,并代表客户预订座位。上季度,该代理处理了 5 万次预订。
今天审计员来了。他们问了一个简单的问题:“给我看看您的代理做了什么。”
您递交日志文件。审计员查看后提出更难的问题:“我怎么知道这些日志没有被编辑过?”
这就是审计轨迹问题。当前大多数代理部署依赖于:
这些都无法在不让审计员信任某人(您、您的云提供商、数据库供应商)的情况下回答问题。对于内部使用,这种信任通常可接受。但对于受监管工作负载(金融、医疗、以及受欧盟 AI 法案约束的任何情况),这不可接受。
加密收据通过让每个代理操作都可以独立验证来解决这个问题。审计员无需信任您,只需公钥和收据本身。
收据是一个 JSON 对象,记录代理所做的操作,并带有数字签名。
flowchart LR
A[代理调用工具] --> B[构建收据负载]
B --> C[标准化 JSON RFC 8785]
C --> D[SHA-256 哈希]
D --> E[Ed25519 签名]
E --> F[带签名的收据]
F --> G[审计员离线验证]
G --> H{签名有效吗?}
H -- yes --> I[防篡改证明]
H -- no --> J[收据被拒绝]
一个最小收据如下:
{
"type": "agent.tool_call.v1",
"agent_id": "contoso-travel-bot",
"tool_name": "lookup_flights",
"tool_args_hash": "sha256:a3f9c1...",
"result_hash": "sha256:7b2e1d...",
"policy_id": "contoso-travel-policy-v3",
"timestamp": "2026-04-25T14:30:00Z",
"sequence": 47,
"previous_receipt_hash": "sha256:9d4e6a...",
"signature": {
"alg": "EdDSA",
"sig": "c5af83...",
"public_key": "8f3b2c..."
}
}
三个属性起着关键作用:
签名。收据由代理网关使用 Ed25519 私钥签名。任何拥有对应公钥的人都可以离线验证签名。对任意字段的篡改都会使签名无效。
规范编码。签名前,收据使用 JSON 规范化方案(JCS,RFC 8785)序列化。确保两个实现产生相同的逻辑收据时输出字节完全一致。若不做规范化,不同的 JSON 序列化器会对相同内容产生不同签名。
哈希链。previous_receipt_hash 字段把每个收据和前一个收据链接起来。删除或重新排序收据会破坏后续所有收据。即使绕过个别签名,链级别的篡改也会显现。
这些属性保证了三点:
生成收据无需特殊库。加密原语广泛可用,逻辑只需几十行 Python 代码。
code_samples/18-signed-receipts.ipynb 中的实操练习详解了完整流程。摘要版本如下:
import json
import hashlib
import base64
from nacl import signing
from jcs import canonicalize # RFC 8785 规范的 JSON
def b64url_nopad(data: bytes) -> str:
return base64.urlsafe_b64encode(data).decode("ascii").rstrip("=")
def sha256_canonical(obj) -> str:
"""SHA-256 of a Python object's JCS-canonical JSON form."""
return f"sha256:{hashlib.sha256(canonicalize(obj)).hexdigest()}"
# 生成或加载签名密钥(生产环境中存储在密钥库中)
signing_key = signing.SigningKey.generate()
verify_key = signing_key.verify_key
# 构建收据负载(尚未签名)
tool_args = {"origin": "SYD", "destination": "LAX"}
tool_result = [{"flight": "QF11", "price": 1850, "stops": 0}]
payload = {
"type": "agent.tool_call.v1",
"agent_id": "contoso-travel-bot",
"tool_name": "lookup_flights",
"tool_args_hash": sha256_canonical(tool_args),
"result_hash": sha256_canonical(tool_result),
"policy_id": "contoso-travel-policy-v3",
"timestamp": "2026-04-25T14:30:00Z",
"sequence": 0,
"previous_receipt_hash": None,
}
# 规范化,哈希,签名。
canonical_bytes = canonicalize(payload)
message_hash = hashlib.sha256(canonical_bytes).digest()
signature_bytes = signing_key.sign(message_hash).signature
# 附加结构化签名对象。
receipt = {
**payload,
"signature": {
"alg": "EdDSA",
"sig": b64url_nopad(signature_bytes),
"public_key": b64url_nopad(bytes(verify_key)),
},
}
这就是全部签名流程。笔记本中的练习将逐步演示每一步。
验证是相反操作:
import base64
import hashlib
from nacl import signing
from nacl.exceptions import BadSignatureError
from jcs import canonicalize
def b64url_decode(s: str) -> bytes:
padding = "=" * ((4 - len(s) % 4) % 4)
return base64.urlsafe_b64decode(s + padding)
def verify_receipt(receipt: dict) -> bool:
# 签名是一个结构化对象:{"alg", "sig", "public_key"}。
sig_obj = receipt.get("signature")
if not sig_obj or sig_obj.get("alg") != "EdDSA":
return False
# 重建实际被签名的负载(除签名之外的所有内容)。
payload = {k: v for k, v in receipt.items() if k != "signature"}
canonical_bytes = canonicalize(payload)
message_hash = hashlib.sha256(canonical_bytes).digest()
try:
verify_key = signing.VerifyKey(b64url_decode(sig_obj["public_key"]))
verify_key.verify(message_hash, b64url_decode(sig_obj["sig"]))
return True
except BadSignatureError:
return False
该函数接收一个收据,若签名有效返回 True,否则为 False。无网络调用,无服务依赖,无需信任任何第三方。
为了演示篡改检测,笔记本中的流程为:
tool_args_hash 字段的一个字节。这就是收据防篡改的实际演示:任意修改(哪怕细微)都会破坏签名。
单个签名收据保护一项操作。收据链保护一连串操作。
flowchart LR
R0[收据 0<br/>创世] --> R1[收据 1]
R1 --> R2[收据 2]
R2 --> R3[收据 3]
R1 -. 之前的收据哈希 .-> R0
R2 -. 之前的收据哈希 .-> R1
R3 -. 之前的收据哈希 .-> R2
每个收据记录前一个收据的哈希。攻击者若想静默删除收据 2,必须:
previous_receipt_hash 字段(破坏收据 3 的签名),或若私钥存于硬件密钥库,且您随收据公布公钥,这两种攻击都无法在未被察觉的情况下完成。
笔记本演示了:
previous_receipt_hash 与前一条收据的实际哈希匹配。这就是您可以让外部审计员无需信任您即可验证的审计轨迹。
这是本课最重要的部分。收据功能强大,但其能力有限。
收据能证明三件事:
收据不证明:
policy_id 中的策略是否真被评估,或若检查是否允许该操作。收据记录的是宣称内容,而非执行结果。界限重要性在于:
一个常见误解是认为“我们有收据”就意味着“我们受治理约束”。事实不是。收据是基础,治理是您在此基础上构建的系统。
本课的 Python 代码故意简洁,便于逐行理解生产细节。生产环境有两种选择:
直接构建在加密原语上。 上述 50 行代码足够满足许多用例。PyNaCl(Ed25519)与 jcs 包(规范 JSON)是维护良好且经审计的库。
使用生产级收据库。 诸多开源项目实现相同模式,并添加额外特性(密钥轮换、批量验证、JWK 集分发、与策略引擎集成):
draft-farley-acta-signed-receipts),正处于标准制订阶段。protect-mcp(npm)与 @veritasacta/verify(npm)包提供基于 Node 的收据签名与离线验证,用于为任何 MCP 服务器提供防篡改审计轨迹。自建与库选的决策类似于写自己的 JWT 库或用成熟库:两者合理;库节约时间且减少审计面;自研让您理解每个原语。此课教授自研路径,为双方选择打好基础。
在进入实践练习前测试您的理解。
1. 收据用代理的私钥 Ed25519 签名。审计员仅有公钥。能否离线验证收据?
2. 攻击者修改收据的 policy_id 字段,声称被更宽松的策略管理。签名仍是原负载。验证会怎样?
3. 为什么收据包含 tool_args_hash 和 result_hash,而非原始参数和结果?
4. previous_receipt_hash 链接每个收据与其前任。若攻击者中间静默删除一条收据,什么会失效?
5. 一条收据验证通过。是否证明代理操作正确、合理或符合策略?
打开 code_samples/18-signed-receipts.ipynb,完成四个部分:
进阶挑战 1: 扩展收据模式,添加您选择的额外字段(例如用于跟踪的请求 ID),更新规范签名逻辑以包含该字段,并确认收据仍能通过验证转换。随后签名后修改此字段并确认验证失败。这将帮助您理解规范编码的每个字节对签名的贡献。 扩展挑战 2: 将您的两个收据的 SHA-256 散列组合在一起(以确定的顺序连接它们的规范字节)并将生成的摘要作为新字段嵌入第三个收据中,然后再对其进行签名。验证所有三个收据仍能往返转换。您刚刚构建了一个一步包含证明:持有第三个收据的任何人都可以证明前两个收据在签名时存在,而无需透露它们的内容。这是选择性披露收据在大规模使用时的模式(Merkle 承诺,RFC 6962)。
加密收据为 AI 代理提供了一个审计轨迹,该轨迹具有:
它们不能替代输入验证、策略执行或身份基础设施。它们是这些层的基础。当您将代理部署在受监管的工作负载、多组织工作流或任何未来审计员无法假定信任您的环境中时,收据就是您使审计轨迹真实可靠的方法。
最重要的结论是:收据证明了谁在何时说了什么。它们并不证明所说内容是真的或正确的。请牢牢记住这一区别。这是诚实的来源系统和误导性系统之间的区别。
当您准备好从本课升级到在实际环境中部署签有收据的代理时:
https://your-org.example.com/.well-known/agent-keys.json。加入 Microsoft Foundry Discord,与其他学习者交流,参加答疑时间,解决您的 AI 代理问题。
本课涵盖了单收据签名和哈希链序列。相同的原语可组合成若干更高级的模式,随着您的治理姿态成熟,您可能会遇到:
authorization_*)和执行后(result_*)两部分,分别签名,适用于授权决策与观察结果由不同角色或不同时间产生时的场景。该模式可在本课介绍的收据格式基础上加成使用。result_hash 的任何字节。真实的负载通常比单个工具调用结果更丰富:决策前的推理(模型预测、考虑的选项、证据及其完整性、风险态势、责任链、关卡结果)都可以存储在负载中,由单个收据封存。这保持了收据格式的简洁,同时允许负载模式按领域演进。signature.alg 字段可携带 ML-DSA-65(NIST 后量子签名标准),可在迁移期间使用。规划出签收据双签名的过渡期。(由课程维护者确定)
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