Arcrun/system-dev/docs/3-specs/arcrun/credential-primitives-wasm/design.md

# Design Document: Credential Primitives TS → WASM 改寫

## Overview

將 `cypher-executor` 中以 TypeScript 實作的 credential 注入邏輯，改寫為 4 個獨立的 WASM 零件。這是 `credential_parts.md` 長期規格的實現，不再是「未來 Phase」。

**動機**：TS 實作無法在地端（workerd）和邊緣端（Wazero）執行。WASM 零件跨 runtime 可攜，符合 u6u 三層部署架構。

**嚴格規範（richblack 2026-04-19 確認）**：cypher-executor TS **完全不實作**任何 credential / auth / template / JWT / 解密邏輯。所有業務邏輯必須在 TinyGo WASM 零件內。TS 僅負責 HTTP routing + 呼叫 WASM + host function 提供 runtime primitive（crypto.subtle / KV / fetch）。

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## 現有 TS 實作（要刪除的）

| 檔案 | 功能 | 對應 WASM Primitive |
|------|------|---------------------|
| `credential-injector.ts` — `injectFromAuthRecipe()` | static_key template 展開 | `auth_static_key` |
| `credential-injector.ts` — service_account 分支 | JWT signing + token exchange | `auth_service_account` |
| `credential-injector.ts` — `decryptCredential()` | AES-GCM 解密 | host function（所有 primitive 共用） |
| `credential-injector.ts` — `interpolateTemplate()` | `{{secret.KEY}}` 替換 | 內建在各 primitive |
| `jwt-signer.ts` — `exchangeGoogleJwt()` | PEM→PKCS8→RS256→token | `auth_service_account` |
| `component-loader.ts` — BUILTIN_API_RECIPES | gmail/telegram/line/gsheets 寫死邏輯 | 刪除，改用 auth recipe + `http_request` 零件 |
| `credential-injector.ts` — BUILTIN_CREDENTIALS_MAP | 舊路徑 flat injection | 刪除，統一走 auth recipe |
| `arcrun/credentials/` | 重複的 credentials Worker | 刪除，路由已在 cypher-executor |

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## 4 個 WASM Primitive 設計

### 統一 I/O 介面（stdin/stdout JSON）

```
stdin（Worker → WASM）：
{
  "action": "authenticate" | "needs_refresh" | "refresh" | "test",
  "api_key": "ak_xxx",          // 租戶識別，用來組 KV key
  "service": "openai",          // 對應 auth_recipe:{service}
  "request": { "method": "GET", "url": "/path", "headers": {}, "body": null }
}

WASM 內部流程：
  1. recipeJSON = kv_get("auth_recipe:" + service)
  2. 依 recipe.required_secrets 逐一 kv_get("{api_key}:cred:{name}") → {encrypted, iv}
  3. secrets[name] = crypto_decrypt(encrypted, iv)
  4. （service_account）crypto_sign_rs256(jwt, pkcs8) + http_request 換 token
  5. 展開 recipe.inject 的 {{secret.X}} / {{runtime.X}} 模板

stdout（WASM → Worker）：
{
  "success": true,
  "auth_headers": { "Authorization": "Bearer xxx" },
  "auth_query": {},
  "auth_body": {},
  "runtime": { ... updated runtime state，供下次 refresh 用 }
}
```

### auth_static_key

**位置**：`arcrun/registry/components/auth_static_key/`
**語言**：TinyGo 或 AssemblyScript

功能：
1. 讀取 `recipe.inject.header/query/body` 模板
2. 用 `secrets` 展開 `{{secret.KEY}}` 模板
3. 回傳 `auth_headers` / `auth_query` / `auth_body`

涵蓋：~80% 服務（Bearer token, API Key, Basic Auth, custom header）

### auth_service_account

**位置**：`arcrun/registry/components/auth_service_account/`
**語言**：TinyGo 或 AssemblyScript

功能：
1. 從 `secrets.service_account_json` 解析 private key
2. JWT signing（RS256：PEM→PKCS8→sign）
3. POST token exchange endpoint → 取得 access_token
4. 展開 `{{runtime.access_token}}` 模板

**crypto 考量**：
- TinyGo 的 `crypto/rsa` + `crypto/x509` 支援有限
- 若 TinyGo 不支援 RS256：使用 host function 讓 Worker 的 `crypto.subtle` 代簽
- 或改用 AssemblyScript（有 as-crypto 套件）

### auth_oauth2（新建）

**位置**：`arcrun/registry/components/auth_oauth2/`

功能：
1. `needs_refresh`：檢查 `runtime.expires_at` 是否過期
2. `refresh`：用 `runtime.refresh_token` + `secrets.client_secret` 換新 token
3. `authenticate`：展開 `{{runtime.access_token}}` 到 headers

### auth_mtls（新建）

**位置**：`arcrun/registry/components/auth_mtls/`

功能：
1. 從 `secrets` 讀取 client cert + key
2. 回傳 TLS 設定（由 Worker runtime 執行實際 mTLS handshake）

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## cypher-executor 改動

### 保留（TS routing 層）

- `routes/credentials.ts` — HTTP CRUD for credentials（接收加密的 payload）
- `routes/recipes.ts` — HTTP CRUD for auth recipes
- `routes/auth.ts` — OAuth flow routing
- `graph-executor.ts` — workflow 執行排程
- `lib/wasi-shim.ts` — WASM runtime + host functions（加解密 / KV / 簽章 / HTTP 實際由 `crypto.subtle` / env binding / fetch 執行，但**呼叫時機由 WASM 決定**）

### 修改

- `actions/credential-injector.ts` — **整檔刪除**，改為新檔 `actions/auth-dispatcher.ts`（約 30 行）：
  1. 查 `resolveAuthRecipe(componentId)` 取得 `primitive` 名稱（static_key / service_account / oauth2 / mtls）
  2. 呼叫對應的 auth primitive Worker（見下「呼叫方式」）
  3. 送 `{ action, api_key, service, request }`（**不送 secrets、不送 recipe plaintext**）
  4. WASM 透過 host function 自行 `kv_get` 讀 recipe + 加密 secret，`crypto_decrypt` 解密
  5. 讀回傳 → 合併 `_auth_headers` / `_auth_query` / `_auth_body` 進 ctx

  **呼叫方式（Phase 7，2026-06-06 演化）**：原設計走 `fetch(wasmWorkerUrl(auth_{primitive}, WORKER_SUBDOMAIN))`（workers.dev 公網 URL）。但壓測階段 11 證實：**self-hosted** cypher（`arcrun-cypher-executor.{sub}.workers.dev`）用 `fetch()` 打**同 `{sub}.workers.dev` zone** 的 auth worker，CF 回 **1042**（官方 docs：「fetch from another Worker on the **same zone**」）。官方不踩是因官方 cypher 在自訂域 `cypher.arcrun.dev`、打 `*.workers.dev` 屬**跨 zone**（非官方有 flag）。token/解密鏈本身正常，唯一卡點是同 zone fetch。
  - **解法 = `global_fetch_strictly_public` compatibility flag**（cypher wrangler.toml），auth-dispatcher **維持原本 `fetch(workers.dev)` 不改**。此 flag 讓 `fetch()` 走公網「前門」→ same-zone fetch 也通（官方 docs：「Worker-to-Worker fetch 可用 service binding **或** `global_fetch_strictly_public` flag」）。
  - **為何選 flag 不選 service binding**：service binding 靜態、加/改要重 deploy cypher（官方 docs）；flag 一行解、用戶無感、不動 service binding 禁令。先做了 service binding（A）後 richblack 拍板廢、改 flag（B）。
  - **flag 安全（查證官方 docs）**：唯一副作用「Worker fetch 自己 hostname → self-loop」；cypher 只打外部 API + sibling auth worker（皆非自己 hostname）→ 不 self-loop。
  - **官方/self-host 共用同一份 toml**：官方 cypher 本就跨 zone（cypher.arcrun.dev → workers.dev），加 flag 行為不變；self-host 同 zone 被修好。`stripOfficialOnlyBindings()` 不碰 `compatibility_flags`，self-hosted 部署自動帶上。

- `lib/component-loader.ts` — **刪除 `BUILTIN_API_RECIPES`**（含 http_request / gmail / telegram / line_notify / google_sheets 的 TS 實作），全部改走 WASM runner。每個 `.wasm` 零件都已編譯並以獨立 Worker 部署（`{canonical-id-kebab}.arcrun.dev`）。loader 新增的「WASM runner」路徑就是「canonical_id → HTTP URL 查表後 fetch」，**不做** WASM instantiate。
  - **R2 動態注入 WASM 路徑作廢**（richblack 2026-04-19 確認：CF workerd 無法以 R2 物件臨時 instantiate WASM）。用戶自製零件（Phase 5）同樣走「產生獨立 Worker」流程，不從 R2 讀。

### 刪除

- `lib/jwt-signer.ts` — 整檔刪除，RS256 簽章移入 `auth_service_account` WASM（透過 host function `crypto_sign_rs256`）
- `credential-injector.ts` 整檔刪除（見上）
- `component-loader.ts` 的 `BUILTIN_API_RECIPES` 整段刪除
- `BUILTIN_CREDENTIALS_MAP` 已在 `credential-injector.ts` 內，隨檔一併刪

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## Host Functions（WASM ↔ Worker 的橋接）

auth primitive WASM 需要呼叫外部能力時，透過 host function。全部放 `u6u` namespace。**錯誤回傳非零 uint32；成功 = 0 且把結果寫入 `outPtr` 指向的 buffer**。

| Host Function | TinyGo 簽章 | 用途 |
|---|---|---|
| `http_request` | `(urlPtr/Len, methodPtr/Len, headersPtr/Len, bodyPtr/Len, outPtr, outLenPtr) uint32` | HTTP 請求（已實作） |
| `kv_get` | `(keyPtr, keyLen, outPtr, outLenPtr) uint32` | 讀 KV。Worker 依 key 前綴路由到 `CREDENTIALS_KV` / `RECIPES` |
| `crypto_decrypt` | `(encPtr, encLen, ivPtr, ivLen, outPtr, outLenPtr) uint32` | AES-GCM 解密。encryption key 由 Worker 從 `env.ENCRYPTION_KEY` 內部讀取，**永遠不暴露給 WASM** |
| `crypto_sign_rs256` | `(dataPtr, dataLen, pkcs8Ptr, pkcs8Len, outPtr, outLenPtr) uint32` | Worker 用 `crypto.subtle.sign('RSASSA-PKCS1-v1_5' + SHA-256)`；private key 以 PKCS8 bytes 傳入 |

這些 host function 在 `lib/wasi-shim.ts` 中以 WASI import 提供。

### 安全邊界

- `ENCRYPTION_KEY` 只在 `crypto_decrypt` host function 內部使用，**絕不**經 stdin / 回傳值 / 任何路徑傳給 WASM
- `api_key` 經 stdin 傳入 WASM（讓 WASM 自己組 `{api_key}:cred:{name}` KV key）
- `kv_get` 在 Worker 側檢查 key 前綴：
  - `auth_recipe:*` → 讀 `RECIPES`
  - `{api_key}:cred:*` → 讀 `CREDENTIALS_KV`，且 `{api_key}` 必須等於 stdin 傳入的 api_key（防越權）
  - 其他前綴 → 回傳錯誤

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## 關於解密位置

採用**方案 B（唯一方案）**：WASM 透過 host function `crypto_decrypt()` 自行解密。

- cypher-executor TS 完全不解密、不知道 plaintext
- `ENCRYPTION_KEY` 永遠留在 Worker host function 內
- WASM 知道要解哪份 ciphertext（經 `kv_get` 讀到的 `{encrypted, iv}`），但拿不到 encryption key
- 這樣 TS 層完全沒有零件業務邏輯，符合 CLAUDE.md §禁止行為 1/6

（歷史註記：曾規劃方案 A「TS 先解密再送 stdin」，已廢棄 — 違反「TS 不得實作零件邏輯」。）

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## §8 `{{credential.X}}` 用戶面注入語法（2026-06-10，richblack 確認 change）

### 問題（壓測實證的 401 根因）

Haiku 自主壓測時自然地在 workflow node.data 寫 `{{credential.openai_key}}` 引用已存的 credential，
結果打目標 API 回 **401**；只有把 token **明文硬編碼**進 workflow 才 200。

**根因（系統客觀證據，三條 template 展開路徑都不認 `credential.` namespace）**：
1. `graph-executor.ts` `interpolateString()`（node.data 展開）只認「context 內已存在的 key path」
   （`{{input.X}}` / `{{data.Y}}` / 任意 dot path），**無 `credential` namespace** → `{{credential.X}}`
   展不開 → header 帶字面值 `Bearer {{credential.X}}` 或空 → 401。
2. auth recipe `inject` + auth primitive WASM 只認 `{{secret.X}}` / `{{runtime.X}}`，那條是 auth recipe
   **自動注入**路徑（recipe 宣告 `auth_service` 才觸發），不是用戶在 node.data 直接引用的入口。

**正解（auth recipe 自動注入）其實存在，但用戶不知道、直覺會寫 `{{credential.X}}`** → 這是
**設計缺口**（缺一個直覺的用戶面 credential 引用入口），不是單純 bug。

### 決策：讓 `{{credential.X}}` 真的能用（richblack 2026-06-10）

新增「用戶在 workflow node.data 直接寫 `{{credential.NAME}}` → 自動解密回填」這條入口。

**硬約束（rule 02 §2.2）**：解密**絕不能**在 graph-executor TS 做（hook 擋 `crypto.subtle.decrypt`，
且違反「TS 不實作 credential 邏輯」）。故 `{{credential.X}}` 的解密**復用既有 auth_static_key WASM**。

### 設計：auth_static_key 新增 `resolve_credentials` action

| 角色 | 職責 |
|------|------|
| graph-executor.ts（薄 routing） | 偵測 node.data 內 `{{credential.NAME}}` → 收集 names → 呼叫 auth_static_key WASM `resolve_credentials` → 拿回明文 → 回填 node.data。**不解密、不碰 ENCRYPTION_KEY**。 |
| auth_static_key WASM（新 action） | 收 `{action:"resolve_credentials", api_key, names:[...]}` → 對每個 name `kv_get("{api_key}:cred:{name}")` + `crypto_decrypt` → 回 `{success, credentials:{name: plaintext}}`。**不查 recipe**（與 authenticate 分流）。 |

**stdin/stdout（resolve_credentials）**：
```
stdin:  { "action": "resolve_credentials", "api_key": "ak_xxx", "names": ["openai_key", "..."] }
stdout: { "success": true, "credentials": { "openai_key": "sk-...", ... } }
        缺某 name → success:false + error 指明缺哪個（誠實，不假綠）
```

**展開時機（graph-executor）**：在 node.data interpolate（現有 `interpolateData`）**之後**、
node 執行**之前**插一步：掃描展開結果裡殘留的 `{{credential.NAME}}` → 走 WASM resolve → 回填。
放在 auth recipe 自動注入（`tryAuthDispatch`）**之外**，兩條入口並存但不重疊（一個是用戶顯式引用、
一個是 recipe 宣告 `auth_service` 隱式注入）。

**安全邊界（同 authenticate）**：
- `crypto_decrypt` host function 內部用 `ENCRYPTION_KEY`，**永不暴露給 WASM / 不經 graph-executor**。
- `kv_get` host 側檢查 `{api_key}:cred:*` 的 api_key 必須等於 stdin api_key（防越權，現有機制）。
- graph-executor 只傳 `names`（明文 credential 名）+ api_key，**不傳、不見** ciphertext / plaintext key。

### 為何不選「新建 credential_resolve 零件」

auth_static_key 已具備 `kvGet` + `cryptoDecrypt` 全部能力，新建零件 = 功能重疊 + 多一個 Worker
部署成本。加一個 action 最貼近現有架構（richblack 2026-06-10 拍板）。

### 不做

- ❌ 不在 graph-executor 解密（rule 02 §2.2）
- ❌ 不改 credential KV key 格式（仍 `{api_key}:cred:{name}`）
- ❌ 不碰 auth recipe 自動注入路徑（`tryAuthDispatch` / `{{secret.X}}` 不變）

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## 不做的事

- ❌ 不改 recipe YAML schema — 沿用現有格式
- ❌ 不改 KV 儲存結構 — `auth_recipe:{service}` / `{api_key}:cred:{name}` 不變
- ❌ 不改 SDK API — SDK 仍是 HTTP thin wrapper
- ❌ 不建新的 Worker — 在 cypher-executor 內完成（§8 復用 auth_static_key，不新建零件）