使用以太坊登录教程：掌握去中心化身份验证

在 Web3 时代，使用以太坊账户登录已成为一种新兴的身份验证方式。借助 ERC4361 标准规范，用户可以通过以太坊钱包（如 MetaMask）直接验证身份，无需依赖传统的邮箱密码组合。这种方式不仅提升了用户体验，还让用户真正掌控自己的数字身份。

什么是“使用以太坊登录”？

“使用以太坊登录”（Sign In With Ethereum）是一种基于 ERC4361 标准的身份验证协议。它允许用户使用以太坊账户登录各类线下服务，通过标准化消息格式完成认证。与传统的集中式身份提供商相比，这种方式更注重用户自主管理，避免敏感信息被第三方掌控。

登录流程演示

下面是一个简化版的登录流程示例，在实际操作前请务必使用测试钱包，避免在存有资产的账户上执行签名操作。

钱包向用户展示待签名的明文消息，其中包含以太坊地址、请求签名的域名、链标识符、随机数和时间戳等信息。
用户使用 ERC-191 签名数据格式对消息进行签名，并将签名结果提交给依赖方。
依赖方校验签名有效性及消息内容，通过后授予服务访问权限。
登录过程中还可加入过期时间、资源标识等附加字段，以提升安全性。
依赖方可进一步从以太坊区块链或其他数据源获取该地址的余额、资产持有情况等数据。

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代码实现示例

以下示例代码展示了如何生成签名请求，可作为开发模板使用。注意，部分可选字段已省略，完整代码可在相关代码库中获取。

// 使用 ethers.js 连接钱包并生成签名
const provider = new ethers.providers.Web3Provider(window.ethereum,'any');
const connectAndSign = async () => {
  await provider.send("eth_requestAccounts", []);
  const signer = provider.getSigner();
  const domain = 'example.com';
  const userAddress = await signer.getAddress();
  const statement = '接受条款并使用以太坊登录';
  const uri = 'https://example.com/login';
  const version = 1;
  const chainId = 1;
  const nonce = Math.round(Math.random() * 9999999);
  const issuedAt = Math.floor(Date.now() / 1000);
  
  const message = `${domain} 希望您使用以太坊账户登录：
${userAddress}
${statement}
URI: ${uri}
版本: ${version}
链ID: ${chainId}
随机数: ${nonce}
签发时间: ${issuedAt}`;
  
  let flatSignature = await signer.signMessage(message);
  console.log('普通签名:', flatSignature);
  let soliditySignature = ethers.utils.splitSignature(flatSignature);
  console.log('Solidity 兼容签名:', soliditySignature);
};

执行后将获得两种格式的签名结果：普通签名字符串和可用于链上验证的对象结构。

签名验证方法

签名验证可通过智能合约或后端服务器完成。中心化服务器虽可能成为单点故障，但借助 REST API 传递签名并在后端验证仍是常见方案。

以下是一个简单的智能合约验证示例：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity >=0.8.0;

contract VerifySignature {
    function verifyMessage(bytes32 _hashedMessage, uint8 _v, bytes32 _r, bytes32 _s) public pure returns (address) {
        bytes memory prefix = "\x19Ethereum Signed Message:\n32";
        bytes32 prefixedHashMessage = keccak256(abi.encodePacked(prefix, _hashedMessage));
        address signer = ecrecover(prefixedHashMessage, _v, _r, _s);
        return signer;
    }
}

此合约通过 ecrecover 函数还原签名者地址，进而验证消息真实性。更多详细示例可参考 ethers.js 官方文档。

优势与局限

优势

自主身份管理：用户完全掌控数字身份凭证，无需依赖中心化服务商
高安全性：基于密码学密钥的签名机制，经过数十亿美元资产的实际检验
标准化流程：统一登录流程提升跨服务的互操作性，优化用户体验
开发友好：为钱包供应商提供一致的机器可读消息格式

局限

技术门槛：需要掌握密码学签名相关知识，对开发者有一定要求
生态成熟度：作为新兴规范，目前主要应用于 Web3 领域，线下服务支持有限
自主管理风险：用户需自行保管凭证，一旦丢失无法通过第三方恢复

常见问题

什么是 ERC4361 标准？

ERC4361 是以太坊社区提出的身份验证标准，定义了使用以太坊账户登录线下服务的消息格式和验证流程，旨在实现去中心化身份管理。

签名过程中有哪些安全注意事项？

务必在可信网站执行签名操作，清晰阅读消息内容后再确认。建议始终使用测试网络钱包进行实验，避免主网资产损失。

验证签名时推荐使用链上还是链下方案？

链上验证通过智能合约实现，更符合去中心化理念；链下验证依赖服务器，可能引入单点故障，但更适合传统应用集成。

签名消息中必须包含哪些字段？

必填字段包括域名、用户地址、声明语句、URI、版本号、链ID、随机数和签发时间。可选字段如过期时间、资源标识等可根据需要添加。

如何解决密钥丢失问题？

由于采用自主托管模式，用户需自行备份助记词或私钥。建议使用多重签名方案或社交恢复钱包降低风险，但目前尚无标准化的账户恢复机制。

通过本教程，您应该已经了解如何使用以太坊登录功能及其核心实现原理。随着生态发展，这种去中心化身份验证方式有望在更多场景中得到应用。