SealdとPubNubでエンドツーエンドの暗号化チャットを構築する

PubNub Developer Relations - Mar 18 - - Dev Community

この記事はサードパーティの sealdさんからの寄稿でPubNubに内蔵されている メッセージレベル暗号化の代替案を 紹介しています。 元々は Hackernoonに掲載さ れたものです


本日は、Pubnubと seald SDKを使って エンドツーエンドの 暗号化 チャットを 構築する方法を紹介します。

👉 PubNubとsealdの使い方の完全な動作例はこちらhttps://github.com/seald/pubnub-example-project

Pubnubとは?

PubNubはほとんどのアプリケーションに統合できるリアルタイムコミュニケーションサービスです。信頼性と拡張性が高く、最も一般的なフレームワークと簡単に統合できます。

Sealdとは?

Seald.ioは、高度な管理機能を備えたエンドツーエンドの暗号化を、事前の暗号化知識がなくても実行できるSDKを提供しています。 このSDKは、Web、バックエンド、モバイル、デスクトップアプリケーションに統合できます。

コンテンツの概要

  • なぜエンドツーエンド暗号化を使うのか?

  • なぜPubNub暗号化フックではなくSeald.ioを使うのか?

  • 目標 🏆.

  • 実装 🧠.

  • Sealdでエンドツーエンド暗号化を追加する 🔒 💬.

  • 結論

なぜエンドツーエンドの暗号化を使うのか?🔒

エンドツーエンドの暗号化は、最高レベルのプライバシーとセキュリティを提供します。 エンドツーエンドの暗号化によって、機密データを収集したらすぐに暗号化することができます。早期に暗号化することで、アプリの攻撃対象が減ります。もう一つの利点は、データにアクセスできる人を正確に管理できることです。 これは、サードパーティ・サービスのように、あなたの範囲外の場合も保護します。

エンド・ツー・エンドの暗号化により、データが転送されているとき、静止しているとき、そして手元にないときでも、常にコントロールし続けることができる。したがって、他の暗号化技術(TLS、フルディスク暗号化など)よりもはるかに幅広い保護が可能です。

コンプライアンスが 重要な場合(GDPR、HIPAA、SOC-2など)や、機密データ(医療、防衛など)がある場合は、エンドツーエンドの暗号化は必須です。しかし、より一般的なデータであっても、暗号化は必須です。データ漏洩は壊滅的な出来事であり、その頻度はますます高くなっています。

なぜPubNub暗号化フックの代わりにSeald.ioを使うのですか?👀

PubNub SDKは、そのSDKをインスタンス化するときにcipherKey引数を使用して、単純な暗号化フックを提供しています。しかし、鍵の管理は自分で行う必要があります。

脆弱性が暗号化そのものから生じることはほとんどなく、セキュリティ・モデルの欠陥によって鍵が漏れることがほとんどだ。

Seald.ioは、ANSSIによって認証された堅牢なセキュリティモデルを提案し、リアルタイムのアクセス管理制御、ユーザーの失効と回復、2FAなどを備えています

ゴール 🏆 この記事では、Seald.ioを統合する方法について説明します。

この記事では、エンドツーエンドの暗号化でチャットを保護するために、PubNubとSealdをステップバイステップで統合する方法を説明します。以下の機能を持つメッセージングアプリの例を構築します:

  • 1対1とグループチャットルーム。

  • 各メンバーは、他のすべてのユーザーと専用のチャットルームを持っています。

  • 誰でも複数のユーザーとグループチャットルームを作成できます。

  • 送信されるすべてのメッセージとファイルにエンドツーエンドの暗号化を使用。

  • チャットへのリアルタイムアクセス管理。

実装方法 🤎.

PubNubアカウントのセットアップ 👤。

始めるにはPubNubアカウントが必要です ここからサインアップできます。ダッシュボードにログインすると、デモキーセット付きのデモアプリが作成されているはずです:

デモキーセットを選択し、設定タブまでスクロールします。デモでは、Filesと Objectsのパーミッションを有効にする必要があります。Objectパーミッションでは、User Metadata EventsChannel Metadata Events、MembershipEventsを使用する。

キーセットが作成され、設定されたら、それをフロントエンドにコピーする必要がある

src/フォルダにsettings.jsonというJSONファイルを作りましょう。このファイルを必要なすべてのAPIキーに使用します。PubNubキーセットから始める:

{
  "PUBNUB_PUB_KEY": "pub-c-XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX",
  "PUBNUB_SUB_KEY": "sub-c-XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX"
}
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PubNubを使って基本的なチャットを構築する

PubNubをバックエンドのほぼすべてのタスクに使用します バックエンドはユーザのサインアップ/サインインのみを処理し、ID、名前、メールアドレスのみの最小限のユーザモデルを使用します。

フロントサイドでは小さな認証インターフェースが必要です:

ユーザーがアカウントを取得したら、最初に必要なのはPubNub SDKのインスタンスです。

Pubnub上でユーザーを識別するために、UUIDを提供する必要があります。

シンプルにするために、バックエンドと同じIDを使用します:

/* frontend/src/App.js */
import settings from './settings.json' // our settings file for API keys
/*
...
*/
const pubnub = new PubNub({
    publishKey: settings.PUBNUB_PUB_KEY,
    subscribeKey: settings.PUBNUB_SUB_KEY,
    uuid: currentUser.id
})
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バックエンドをできるだけシンプルに保つために、PubNubのユーザーメタデータを使用してユーザー情報を交換します。

SDKのインスタンス化の直後にPubNubのsetUUIDMetadata関数を呼び出すだけです:

/* frontend/src/App.js */
await pubnub.objects.setUUIDMetadata({
  uuid: currentUser.id,
  data: {
    email: currentUser.emailAddress,
    name: currentUser.name
  }
})
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アプリの初期状態の取得

PubNubで最初に行うことは、すべての既存メンバーを取得してローカルデータストアに保存することです:

/* frontend/src/App.js */
const existingMembers = await pubnub.objects.getAllUUIDMetadata()
dispatch({
  type: SET_USERS,
  payload: {
    users: existingMembers.data.map(u => new User({ id: u.id, name: u.name, emailAddress: u.email }))
  }
})
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各チャットルームはPubNubチャンネルに対応します。また、各チャンネルにいくつかのメタデータを追加します:

  • ownerId:部屋を作成したユーザのID。

  • one2one:ダイレクトメッセージルームとグループルームを区別するためのブール値。

  • archived:削除されたグループルームを隠すためのブール値。

ownerIdメタデータは後でSeald SDKを追加する際に使用されます。PubNubには所有権の概念がありませんが、Sealdにはあります。これはチャンネルにユーザーを追加したり削除したりできる人を定義します。基本的にはグループ管理者を定義します。

まずは既存のチャット・ルームを取得することから始める。 ルーム・メタデータも必要なので、カスタム・フィールドを含める必要がある。次に、アーカイブされたルームをフィルタリングし、すべてをデータストアに送信する必要があります。

最後に、ルームに関連付けられたPubNubチャンネルをサブスクライブして、新しいメッセージを受け取れるようにします:

/* frontend/src/App.js */
// Retrieve rooms of which we are members
const memberships = await pubnub.objects.getMemberships({
  include: {
    customChannelFields: true
  }
})
const knownRooms = []
// For each room, retrieve room members
for (const room of memberships.data.filter(r => !r.channel.custom.archived)) {
  const roomMembers = await pubnub.objects.getChannelMembers({ channel: room.channel.id })
  knownRooms.push(new Room({
    id: room.channel.id,
    name: room.channel.name,
    users: roomMembers.data.map(u => u.uuid.id),
    ownerId: room.channel.custom.ownerId,
    one2one: room.channel.custom.one2one
  }))
}
// Store rooms in our data store
dispatch({
  type: SET_ROOMS,
  payload: {
    rooms: knownRooms
  }
})
// Subscribe to channels to get new messages
pubnub.subscribe({ channels: knownRooms.map(r => r.id) })
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これで今いる部屋はすべて取得できた。アプリの初期化を完了させるために、最後にもう一つ必要なことがあります。それは、新しく登録されたユーザーを含め、他のメンバー全員とone2oneルームを確保することです。

新しく見つけたユーザーには、新しいルームを作成して、ハローメッセージを送ります。

そして、ルームのメタデータを設定し、ルームに登録する:

/* frontend/src/App.js */
// Ensure that we have a one2one room with everyone
const one2oneRooms = knownRooms.filter(r => r.one2one)
for (const m of existingMembers.data.filter(u => u.id!== currentUser.id)) {
    if (!one2oneRooms.find(r => r.users.includes(m.id))) {
      // New user found: generating a new one2one room
      const newRoomId = PubNub.generateUUID()
      const newRoom = new Room({
            id: newRoomId,
            users: [currentUser.id, m.id],
            one2one: true,
            name: m.name,
            ownerId: currentUser.id
          })
      // Add the new room to our local list
      dispatch({
        type: EDIT_OR_ADD_ROOM,
        payload: {
          room: new Room({
            id: newRoomId,
            users: [currentUser.id, m.id],
            one2one: true,
            name: m.name, ownerId: currentUser.id
          })
        }
      })
      // Publish a "Hello" message in the room
      await pubnub.publish({
        channel: newRoomId,
        message: {
          type: 'message',
          data: (await sealdSession.encryptMessage('Hello 👋'))
        }
      })
      // Subscribe to the new room
      pubnub.subscribe({ channels: [newRoomId] })
      await pubnub.objects.setChannelMetadata({
        channel: newRoomId,
        data: {
          name: 'one2one',
          custom: {
            one2one: true,
            ownerId: currentUser.id,
          },
        }
      })
      await pubnub.objects.setChannelMembers({
        channel: newRoomId,
        uuids: [currentUser.id, m.id]
      })
    }
}
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これが完了すると、アプリの初期状態は完全に定義されます。 しかし、アプリの状態を常に最新の状態に保つ必要があります。

メンバーシップイベントのイベントリスナーを追加するだけだ:

/* frontend/src/App.js */
pubnub.addListener({
  objects: async function(objectEvent) {
    if (objectEvent.message.type === 'membership') {
      if (objectEvent.message.event === 'delete') { // User is removed from a room
        /*
        Removing the room from store...
        */
      }
      if (objectEvent.message.event === 'set') { // User is added to a room
        const metadata = await pubnub.objects.getChannelMetadata({ channel: objectEvent.message.data.channel.id })
        const roomMembers = (await pubnub.objects.getChannelMembers({ channel: objectEvent.message.data.channel.id })).data.map(u => u.uuid.id)
        /*
        Adding new room to store + subscribing to new room channel...
        */
      }
    }
  }
})
pubnub.subscribe({ channels: [currentUser.id] }) // channel on which events concerning the current user are published
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それでは、one2oneチャットルームを見てみましょう。次にグループルームを扱います。

チャットルーム📩でのメッセージの受信と送信

chat.jsファイルには、チャットルームのメッセージを表示するためのすべてのロジックがあります。

チャットルームを初期化するために必要なことは、既存のメッセージをすべて取得することです。

これは、ルームIDを知るだけでできます:

/* frontend/src/components/Chat.jsx */
const fetchedMessages = (await pubnub.fetchMessages({ channels: [currentRoomId] })).channels[currentRoomId]
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新しいメッセージを受け取るためにチャンネルを購読し、リアルタイムで表示するためにリスナーを追加することができる:

/* frontend/src/components/Chat.jsx */
pubnub.addListener({ message: handleReceiveMessage })
pubnub.subscribe({ channels: [currentRoomId] })
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メッセージを送信するには、チャンネルに公開すればいい:

/* frontend/src/components/Chat.jsx */
const handleSubmitMessage = async e => {
  /* Some checks that the room is in a correct state... */
  await pubnub.publish({
    channel: state.room.id,
    message: {
      type: 'message',
      data: state.message
    }
  })
}
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ファイルを送信するには、まずPubNubにアップロードします。ファイルを送信するには、まずファイルをPubNubにアップロードします。次にアップロードされたファイルのURIを取得し、チャットルームにメッセージとして公開します:

/* frontend/src/components/UploadButton.jsx */
// Upload Encrypted file
const uploadData = await pubnub.sendFile({
  channel: room.id,
  file: myFile,
  storeInHistory: false
})
const fileURL = await pubnub.getFileUrl({ id: uploadData.id, name: uploadData.name, channel: room.id })
await pubnub.publish({
  channel: state.room.id,
  message: {
    type: 'file',
    url: fileURL,
    fileName: await sealdSession.encryptMessage(selectedFiles[0].name)
  }
})
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グループチャットの管理 👨‍👩‍👦‍👦

グループの作成と管理には、ユーザを選択するためのインターフェースが必要です:

グループメンバーを選択したら、ルーム用のPubNubチャンネルを作成し、チャンネルのメタデータとメンバーシップを設定します。このコードはone2oneルームで行われるものと非常に似ているので、ここでは繰り返しません。

これで完全なチャットアプリの完成だ。メッセージごとにエンドツーエンドの暗号化を追加しよう!

Sealdでエンドツーエンドの暗号化を追加する 🔒 💬.

Sealdアカウントをセットアップする👤。

Sealdを始めるには、ここで 無料トライアルアカウントを作成します。

Sealdのダッシュボードにアクセスすると、いくつかのURLとAPIトークンが表示されます。

以下の要素を取得します:

  • appId

  • apiURL

  • keyStorageURL

これらのキーをsettings.jsonに追加します:

{
  "PUBNUB_PUB_KEY": "pub-c-XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX",
  "PUBNUB_SUB_KEY": "sub-c-XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX",
  "SEALD_APP_ID": "XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX",
  "SEALD_API_URL": "https://api.staging-0.seald.io",
  "SEALD_KEYSTORAGE_URL": "https://ssks.staging-0.seald.io"
}
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Seald SDKを使用できるようにするには、サインアップ時にすべてのユーザーがライセンスJWTを必要とします。

これらのJWTは、secretとsecret IDを使用してバックエンドで生成する必要があります。

ダッシュボードのランディングページから、backend/settings.jsonにJWTシークレットとそれに関連するIDをコピーします:

{
  "SEALD_JWT_SECRET_ID": "XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX",
  "SEALD_JWT_SECRET": "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
}
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サインアップAPI呼び出しの間に、SealdライセンスJWTを生成し、それを返します:

/* backend/routes/account.js */
const token = new SignJWT({
  iss: settings.SEALD_JWT_SECRET_ID,
  jti: uuidv4(), /// Random string with enough entropy to never repeat.
  iat: Math.floor(Date.now() / 1000), // JWT valid only for 10 minutes. `Date.now()` returns the  in milliseconds, this needs it in seconds.
  scopes: [3], // PERMISSION_JOIN_TEAM
  join_team: true
})
  .setProtectedHeader({ alg: 'HS256' })
const signupJWT = await token.sign(Buffer.from(settings.SEALD_JWT_SECRET, 'ascii'))
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これに関する詳細は、JWTに関するドキュメントの記事を参照してください。

次に、Seald SDKをインストールします。

また、Sealdサーバーのユーザーを識別するためのプラグインもインストールする必要があります。そのために、sdk-plugin-ssks-passwordパッケージを使用します。

このプラグインは、ユーザーの簡単なパスワード認証を可能にします:

npm i -S @seald-io/sdk @seald-io/sdk-plugin-ssks-password
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Seald SDKのインスタンス化 💡。

次に、seald.jsファイルを作成します。このファイルで、Seald SDKをインスタンス化する関数を作成します:

/* frontend/src/services/seald.js */
import SealdSDK from '@seald-io/sdk-web'
import SealdSDKPluginSSKSPassword from '@seald-io/sdk-plugin-ssks-password'
import settings from './settings.json'
let sealdSDKInstance = null
const instantiateSealdSDK = async () => {
  sealdSDKInstance = SealdSDK({
    appId: settings.SEALD_APP_ID,
    apiURL: settings.SEALD_API_URL,
    plugins: [SealdSDKPluginSSKSPassword(settings.SEALD_KEYSTORAGE_URL)]
  })
}
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Seald IDの作成と取得 🔑 Seald SDKをインスタンス化する関数を作成します。

seald.jsには、IDを作成する関数とIDを取得する関数の2つを追加します。IDを作成するには、アカウント作成時に返されるlicense JWTも必要です:

/* frontend/src/services/seald.js */
export const createIdentity = async ({ userId, password, signupJWT }) => {
  await instantiateSealdSDK()
  await sealdSDKInstance.initiateIdentity({ signupJWT })
  await sealdSDKInstance.ssksPassword.saveIdentity({ userId, password })
}
export const retrieveIdentity = async ({ userId, password }) => {
  await instantiateSealdSDK()
  await sealdSDKInstance.ssksPassword.retrieveIdentity({ userId, password })
}
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サインアップとサインインのフローでは、ユーザーがログインした後にこれらの関数を呼び出すだけでよい。

この時点で、ユーザーが接続するたびに、Seald SDKが動作し、暗号化と復号化の準備が整います!

警告:適切なセキュリティを確保するため、パスワードは認証サーバーに送信する前にプリハッシュ化する必要があります。詳細については、ドキュメントのパスワード認証の項を参照してください。

メッセージの暗号化と復号化を開始する

各チャットルームはSeald SDKのencryptionSessionと関連付けられます。

チャットルームを作成するたびに、暗号化セッションを作成する行を1行追加し、それを使用するだけです:

/* frontend/src/App.js */
// Create a Seald session
const sealdSession = await getSealdSDKInstance().createEncryptionSession(
  { userIds: [currentUser.id, m.id] },
  { metadata: newRoomId }
)
// Publish a "Hello" message in the room
await pubnub.publish({
  channel: newRoomId,
  message: {
    type: 'message',
    data: (await sealdSession.encryptMessage('Hello 👋'))
  }
})
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encryptionSessionの受信者として、デフォルトで私たちのユーザーが含まれていることに注意してください。

ルームにアクセスするときは、対応するencryptionSessionを取得する必要がある。これは暗号化されたメッセージやファイルから取得できる。それを手に入れたら、コンポーネントのリファレンスに置いておく。

そして、session.encryptMessage、session.encryptFilesession.decryptMessagesession.decryptFile関数を使うだけです。

メッセージから始めましょう。メッセージを送信する:

/* frontend/src/components/Chat.js */
const handleSubmitMessage = async m => {
  /* Some validation that we are in a valid room... */
  // if there is no encryption session set in cache yet, create one
  // (should never happen, as a "Hello" is sent on room creation)
  if (!sealdSessionRef.current) {
    sealdSessionRef.current = await getSealdSDKInstance().createEncryptionSession(
      { userIds: state.room.users },
      { metadata: state.room.id }
    )
  }
  // use the session to encrypt the message we are trying to send
  const encryptedMessage = await sealdSessionRef.current.encryptMessage(state.message)
  // publish the encrypted message to pubnub
  await pubnub.publish({
    channel: state.room.id,
    message: {
      type: 'message',
      data: encryptedMessage
    }
  })
  /* Some cleanup... */
}
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そして、メッセージを受信する:

/* frontend/src/components/Chat.js */
const decryptMessage = async m => {
  /* Filter out files... */
  let encryptedData = m.message.data
  if (!sealdSessionRef.current) { // no encryption session set in cache yet
    // we try to get it by parsing the current message
    sealdSessionRef.current = await getSealdSDKInstance().retrieveEncryptionSession({ encryptedMessage: encryptedData })
    // now that we have a session loaded, let's decrypt
  }
  const decryptedData = await sealdSessionRef.current.decryptMessage(encryptedData)
  // we have successfully decrypted the message
  return {
    ...m,
    uuid: m.uuid || m.publisher,
    value: decryptedData
  }
  /* Some error handling... */
}
/* Other stuff... */
const handleReceiveMessage = async m => {
  const decryptedMessage = await decryptMessage(m)
  setState(draft => {
    draft.messages = [...draft.messages, decryptedMessage]
  })
}
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また、このdecryptMessage関数は、ルームを開くときに、すでにセッションにあるすべてのメッセージを復号化するために使います:

/* frontend/src/components/Chat.js */
const fetchedMessages = (await pubnub.fetchMessages({ channels: [currentRoomId] })).channels[currentRoomId]
const clearMessages = fetchedMessages ? await Promise.all(fetchedMessages.map(decryptMessage)) : []
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次はファイルです。ファイルをアップロードする:

/* frontend/src/components/UploadButton.js */
// Encrypt file
const encryptedBlob = await sealdSession.encryptFile(
  selectedFiles[0],
  selectedFiles[0].name,
  { fileSize: selectedFiles[0].size }
)
const encryptedFile = new File([encryptedBlob], selectedFiles[0].name)
// Upload Encrypted file
const uploadData = await pubnub.sendFile({
  channel: room.id,
  file: encryptedFile,
  storeInHistory: false
})
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ファイルの復号化

/* frontend/src/components/Message.js */
const onClick = async () => {
  if (state.data.type === 'file') {
    const response = await fetch(state.data.url)
    const encryptedBlob = await response.blob()
    const { data: clearBlob, filename } = await sealdSession.decryptFile(encryptedBlob)
    const href = window.URL.createObjectURL(clearBlob)
    /* Create an <a> element and simulate a click on it to download the created objectURL */
  }
}
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グループメンバーの管理 👨‍👩‍👦

グループチャットにもencryptionSessionがあります。グループが作成されるたびに、グループを作成する必要があります:

/* frontend/src/components/ManageDialogRoom.js.js */
// To create the encryptionSession
const sealdSession = await getSealdSDKInstance().createEncryptionSession(
  { userIds: dialogRoom.selectedUsersId },
  { metadata: newRoomId }
)
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そして、グループメンバーを変更するたびに、メンバーを追加または削除する必要があります:

/* frontend/src/components/ManageDialogRoom.js.js */
// we compare old and new members to figure out which ones were just added or removed
const usersToRemove = dialogRoom.room.users.filter(id => !dialogRoom.selectedUsersId.includes(id))
const usersToAdd = dialogRoom.selectedUsersId.filter(id => !dialogRoom.room.users.includes(id))
if (usersToAdd.length > 0) {
  // for every added user, add them to the Seald session
  await dialogRoom.sealdSession.addRecipients({ userIds: usersToAdd })
  // then add them to the pubnub channel
  await pubnub.objects.setChannelMembers({
    channel: dialogRoom.room.id,
    uuids: usersToAdd
  })
}
if (usersToRemove.length > 0) {
  // for every removed user, revoke them from the Seald session
  await dialogRoom.sealdSession.revokeRecipients({ userIds: usersToRemove })
  // then remove them from the pubnub channel
  for (const u of usersToRemove) {
    await pubnub.objects.removeMemberships({
      channels: [dialogRoom.room.id],
      uuid: u
    })
  }
}
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

結論✅。

これが終われば完成です!

たった数行のコードでSealdをPubNubに統合することができました。

チャットがエンドツーエンドで暗号化されたのでデータ漏洩の場合でも、ユーザーのデータが機密のままであることを保証できます。

いつものように、追加のガイダンスが必要な場合は、 Sealdに連絡 するか、 PubNub連絡することを躊躇しないでください。

あなたが作ったものを見るのが楽しみです。

目次

コンテンツ概要なぜエンドツーエンドの暗号化を使うのか?なぜPubNub暗号化フックではなくSeald.ioを使うのですか?👀ゴール🏦実装🏦PubNubアカウントをセットアップする👤PubNubを使用して基本的なチャットを構築する💬初期アプリの状態を取得する🌱チャットルームでメッセージを受信して送信する📩グループチャットを管理する👨‍👩‍👦‍👦So_1F4E9↩Sealdを使用してエンドツーエンド暗号化を追加するSealdを使ったエンドツーエンドの暗号化🔒Sealdアカウントのセットアップ👤Seald SDKの導入💡Seald IDの作成と取得🔑メッセージの暗号化と復号化の開始🔒グループメンバーの管理👨‍👩‍👦5 ✅おわりに

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