(課程影片與縮圖將由 Microsoft 內容團隊於合併後新增,符合第 14 / 15 課模式。)
本課將涵蓋:
完成本課後,您將能夠:
想像您在 Contoso Travel 部署了 AI 代理。該代理閱讀客戶請求,呼叫航班 API 查詢方案,並代客訂票。上一季,該代理處理了 5 萬筆訂位。
今日一位稽核人員來到,問了一個簡單的問題:「請給我看你的代理做了什麼。」
您交出日誌檔案。稽核人員看過後問了更難的問題:「我怎麼知道這些日誌沒有被篡改?」
這就是稽核軌跡問題。當前多數代理部署依賴:
若不信任任何人(您、雲端提供者、資料庫商),以上都無法回答稽核人問題。內部使用此信任常可接受,但對受管制工作負載(金融、醫療、受 EU AI 法規)則不可。
密碼學憑證透過使每項代理行為可獨立驗證解決此問題。稽核人不需信任您;只需您的公開鑰匙與憑證本身。
憑證是一個記錄代理行為的 JSON 物件,並以數位簽章簽署。
flowchart LR
A[代理調用工具] --> B[建立收據負載]
B --> C[JSON RFC 8785 規範化]
C --> E[Ed25519 簽署規範化字節]
E --> F[附帶簽名的收據]
F --> G[審核員離線驗證]
G --> H{簽名有效?}
H -- yes --> I[防篡改證明]
H -- no --> J[收據被拒絕]
最基本的憑證看起來像這樣:
{
"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..."
}
}
有三個特性在發揮效用:
簽章。憑證由代理閘道以 Ed25519 私鑰簽署。擁有對應公開鑰匙的人可離線驗證。任一欄位被竄改都會使簽章失效。
標準編碼。簽署前先用 JSON 標準化方案(JCS, RFC 8785)序列化。此確保兩個產生相同邏輯憑證的實作產生位元組一致輸出。若無標準化,不同 JSON 序列化器會對相同內容產生不同簽章。
哈希串接。previous_receipt_hash 欄位將每憑證連結至前一憑證。刪除或重排會破壞後續所有憑證。即使個別簽章被侵蝕,串鏈層級依然可發現竄改。
這些特性合力提供三項保證:
您不需要特殊函式庫就能產生憑證。密碼學基元廣泛可用,邏輯只有數十行 Python 代碼。
實作練習已放在 code_samples/18-signed-receipts.ipynb,全程帶您走過流程。以下為摘要:
import json
import hashlib
import base64
from nacl import signing
from jcs import canonicalize # RFC 8785 標準 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()}"
# 生成或載入簽署金鑰(生產環境中應存放於金鑰保管庫)
signing_key = signing.SigningKey.generate()
verify_key = signing_key.verify_key
# 建立收據有效載荷(尚未簽署)
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,
}
# 直接對 JCS 位元組進行標準化並簽署。PureEdDSA 內部會做雜湊處理。
canonical_bytes = canonicalize(payload)
signature_bytes = signing_key.sign(canonical_bytes).signature
# 附加結構化簽名物件。
receipt = {
**payload,
"signature": {
"alg": "EdDSA",
"sig": b64url_nopad(signature_bytes),
"public_key": b64url_nopad(bytes(verify_key)),
},
}
這就是完整的簽署流程。筆記本練習逐步演示。
驗證是逆運算:
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:
# 簽名是一個結構化物件:{"alg", "sig", "public_key"}。
sig_obj = receipt.get("signature")
if not sig_obj or sig_obj.get("alg") != "EdDSA":
return False
# 重建實際被簽署的有效負載(除簽名外的所有內容)。
payload = {k: v for k, v in receipt.items() if k != "signature"}
canonical_bytes = canonicalize(payload)
try:
verify_key = signing.VerifyKey(b64url_decode(sig_obj["public_key"]))
verify_key.verify(canonical_bytes, b64url_decode(sig_obj["sig"]))
return True
except BadSignatureError:
return False
此函式接收憑證,若簽章合法回傳 True,否則 False。不需網路、不依賴服務、亦無需信任第三方。
欲展示偵測竄改實況,筆記本將示範:
tool_args_hash 欄位一個位元組。實際演示憑證具偵測竄改能力:任何微小變更皆破壞簽章。
單一簽署憑證保護一項行動;憑證鏈保護多項序列行動。
flowchart LR
R0[收據 0<br/>起點] --> R1[收據 1]
R1 --> R2[收據 2]
R2 --> R3[收據 3]
R1 -. previous_receipt_hash .-> R0
R2 -. previous_receipt_hash .-> R1
R3 -. previous_receipt_hash .-> R2
每個憑證記錄了前一憑證的哈希。若攻擊者想偷偷刪除第 2 個憑證,必須:
previous_receipt_hash 欄位(會破壞第 3 個憑證的簽章),或若私鑰存於硬體金鑰庫且您隨每張憑證發佈公開鑰匙,則兩種攻擊皆難以成功且無法逃避偵測。
筆記本示範:
previous_receipt_hash 與前一憑證的實際哈希符不符。這是您產生外部稽核可驗證且無須信任您的稽核軌跡的方式。
這是本課最重要的一節。憑證很強大,但能力有限。
憑證證明三件事:
憑證不能證明:
policy_id 所指政策是否真的被評估,或若檢查過是否允許此行為。憑證記錄的是聲稱而非強制。此界限重要有兩原因:
常見錯誤是以為「有憑證」即「被治理」。非也。憑證是基礎,治理是您疊加構建的系統。
上述第 3 點值得專設一節:行動憑證說「此鑰匙簽署該內容」,不說「人類授權此事」。對高風險行動(退款、刪除、匯款),治理框架越來越要求缺失的敘述,且可藉由本課已建置基元產生。
續筆記本 code_samples/human-authorization-receipts.ipynb 新增第二種憑證類別 human.approval.v1,採本課同包裝格式(以 Ed25519 對其標準化 JCS 位元組簽署的帶型載荷,signature 物件位於簽署內容外)。命名核准者簽署完整標準化行動及其摘要於執行前;代理的行動憑證攜帶相同行動摘要與 parent_approval_ref(核准憑證的 receipt_hash,與先前憑證鏈中 previous_receipt_hash 類似慣例)。單一 verify_chain 在分別鎖定的鑰匙登錄表中驗證兩者(核准者鑰匙對比代理鑰匙),敘述邏輯共用但權威互不相通。
此機制嚴謹敘述的特性是:此人類核准了此精確行動,代理確實執行該核准行動。 筆記本的拒絕條件使此特性能得以具體呈現而非空談:
每個失效條件均附有明確拒絕原因,稽核者可判別權威是否過期或執行行動變更。筆記本教導的規則是:簽署核准本身不等於權威。權威存在的條件是兩憑證在執行時仍約束於相同標準行動。人類核准憑證是本課定義的教學複合產物,非 draft-farley-acta-signed-receipts 所定義憑證類型。
本課 Python 程式碼特意極簡,方便您閱讀每行並清楚理解。如用於生產,您有兩個選擇:
直接基於密碼學基元建構。 您看到的 50 行足以應付多數情境。PyNaCl(Ed25519)與 jcs 套件(標準化 JSON)均為健全且受審計的函式庫。
使用生產憑證函式庫。 數個開源專案實作相同模式,附加額外功能(密鑰輪替、批次驗證、JWK 集合分發、整合政策引擎):
draft-farley-acta-signed-receipts,修訂版 02)中 JCS 與簽章範圍慣例。本課教育性平面憑證不同於草案的 {payload, signature} 包裝格式,非合規實作。該草案公開了針對其通訊格式的共通符合性測試套件(agent-governance-testvectors)。protect-mcp(npm)與 @veritasacta/verify(npm)套件提供 Node.js 版的憑證簽署與離線驗證實作,用於將任何 MCP 伺服器包裝成具竄改證據的審計軌跡,包括保留共簽流程,其中暫停的行動會發出綁定動作摘要的核准憑證(桌面流程借助 WebAuthn),就是前述人類授權筆記本的同一核准憑證模式。pip install nobulex)在 Python 中提供相同 Ed25519 + JCS 簽署模式,搭配 LangChain 與 CrewAI 整合,含公開的跨驗證測試向量及由 OWASP PR #2210 貢獻的合規對映表。自行開發與使用函式庫的抉擇如同自行撰寫 JWT 函式庫或用經考驗函式庫之選擇:兩者皆合理;函式庫節省時間並減少審計面積;從零實作逼迫你拆解每個基元。本課著重零基礎路徑,為兩種選項奠定基礎。
在進入實作練習前,先測驗您的理解。
1. 憑證以代理的私鑰 Ed25519 簽署。稽核人僅有公開鑰匙。稽核人能否離線驗證憑證?
2. 攻擊者修改憑證的 policy_id 欄位以聲稱採用更寬鬆的政策。原始載荷被簽署。驗證時會發生什麼事?
3. 為何收據會包含 tool_args_hash 和 result_hash,而不是原始的參數和結果?
4. previous_receipt_hash 欄位將每個收據與前一個收據連結。如果攻擊者悄悄刪除鏈中間的一個收據,什麼會變得無效?
5. 收據驗證通過了。這是否證明代理的行動是正確、合理或符合法規?
開啟 code_samples/18-signed-receipts.ipynb 並完成全部四個部分:
擴展挑戰 1: 用你自選的額外欄位擴展收據結構(例如用於追蹤的請求 ID),更新簽署的標準邏輯以包含該欄位,並確認收據仍可通過驗證。然後在簽署後修改此欄位,並確認驗證失敗。這會迫使你理解標準編碼中每個位元組如何影響簽名。
擴展挑戰 2: 將兩張收據的標準位元組透過 SHA-256 雜湊合併(以確定性的順序串接),並將所得摘要嵌入第三張收據的一個新欄位後簽名。驗證三張收據仍可相互通過驗證。你剛完成了一階包含證明:持有第三張收據的人可以證明前兩張收據在簽名時存在,無需揭露其內容。這是選擇性披露收據在大規模使用的模式(梅克爾承諾,RFC 6962)。
密碼學收據為 AI 代理提供以下審計軌跡:
它們並非輸入驗證、政策強制或身份基礎結構的替代品,而是這些層級的基石。當你將代理部署於受管控的工作負載、多組織工作流或任何不可以預期未來審計員會信任你的環境時,收據是你確保審計軌跡真實的方式。
最重要的收穫:收據證明是誰在什麼時間說了什麼,但並不保證所說內容的真實性或正確性。請牢牢把握這點。這是誠實的出處系統與誤導性系統的分水嶺。
當你準備從本課程畢業並在真實環境部署收據簽署代理時:
https://your-org.example.com/.well-known/agent-keys.json。加入 Microsoft Foundry Discord,與其他學習者會面,參加辦公時間,並獲取你的 AI 代理問題回答。
本課程涵蓋單張收據簽署與雜湊鏈序列。相同原語可構成若干高階模式,隨著你的治理態勢成熟,你可能會遇到:
authorization_*)與執行後(result_*)兩半,各自簽名,適用於授權決策與實際結果由不同角色或時間點產生的狀況。此架構可加成於本課程教授的格式。result_hash 的任何位元組。實務載荷往往比單一工具調用結果更豐富:預決策推理(模型預測、考慮選項、證據及其完整性、風險態勢、問責鏈、門控結果)皆可納入載荷,由單一收據封存。保持收據格式精簡,同時讓載荷結構可依領域發展。signature.alg 欄位可帶 ML-DSA-65(NIST 後量子簽名標準)。規劃過渡時期雙重簽名收據。免責聲明: 本文件由 AI 翻譯服務 Co-op Translator 翻譯而成。雖然我們致力於確保準確性,但請注意,機器自動翻譯可能包含錯誤或不準確之處。原始文件的母語版本應被視為權威來源。對於重要資訊,建議進行專業人工翻譯。我們不對因使用本翻譯而產生的任何誤解或誤釋承擔責任。