# 《VPS-Commander 平滑升级改造与三级安全拦截实施方案》
## 1. 改造目标与背景
本项目计划全量复刻 **Desktop Commander（DC）** 在终端与文件系统上的核心工程能力（包括局部块级精准替换、后台长进程生命周期管理、交互式 stdin 注入、结构化目录遍历与只读检索），并将其无缝接入 **Low（低风险）/ Medium（中风险）/ High（高风险）** 三级安全门禁体系。
**核心红线与验收标准：**
1. **服务不中断**：升级过程不影响正在运行的 Agent 探针与 Hub 中心。
2. **协议向后兼容**：旧版 Agent 与新版 Hub 混合共存，老接口绝不废弃。
3. **性能零损耗**：杜绝动态运行时映射，安全校验在编译期即已绑定。
4. **轻量化保真**：继续保持纯 Go 静态编译的高效特性，严控内存占用（常驻内存锁定在 20MB 以内）。
---
## 2. 工具池全量复刻与三级风险定级表（静态强绑定）
所有功能根据系统破坏力与副作用大小，在**编译期**严格归属于三级风险体系：
| 风险等级 (Level) | 行为边界定义 | 包含的复刻工具 (DC 标杆) | 允许放行的安全模式 |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| 🟢 **Low（只读/感知）** | **纯只读、无状态改变、无系统副作用** | • `read_file` (支持切片与 Tail)
• `read_multiple_files`
• `list_directory` (结构化目录树)
• `get_file_info` (元数据)
• `start_search` / `get_more_search_results`
• `list_processes` / `list_sessions`
• `read_process_output` (拉取输出) | **Low**
**Medium**
**High** |
| 🟡 **Medium（文件写）** | **文件与目录变更，但严禁拉起任意二进制或执行命令** | • `edit_block` (局部文本块精准替换，核心)
• `write_file` (文件新建/全量写入)
• `create_directory` (新建目录)
• `move_file` (移动/重命名) | **Medium**
**High**
*(Low 拦截)* |
| 🔴 **High（完全控制）** | **具备操作系统执行权、进程生命周期调度与管道干预** | • `exec_command` (同步短命令)
• `start_process` (后台异步启动长进程)
• `interact_with_process` (stdin 交互写入)
• `kill_process` / `force_terminate` (终止进程) | **High**
*(Low / Medium 拦截)* |
---
## 3. 架构改造与平滑过渡设计
### 3.1 协议层平滑升级（零破坏向后兼容）
在 `internal/cluster/protocol.go` 中，保留原有字段，新增可选的扩展动作：
```go
type Message struct {
ID string `json:"id,omitempty"`
Action string `json:"action,omitempty"` // 保持原有字段: "read" / "write" / "exec" / "probe"
SubAction string `json:"sub_action,omitempty"` // ✨ 增量动作: "edit_block", "start_process" 等
Device string `json:"device,omitempty"`
Payload any `json:"payload,omitempty"`
...
}
```
* **兼容保障**：老版本 Agent 接收到带 `SubAction` 的 JSON 消息时会自动忽略多余字段，继续按老逻辑工作；升级后的 Agent 优先路由给 `SubAction` 处理。
### 3.2 Hub 门禁与高并发性能优化（读写分离）
现有系统每次请求均去 SQLite 查询策略，高并发下存在文件锁瓶颈。改造后引入 **RWMutex 内存策略快照**：
1. **读路径（Fast Path，纳秒级）**：
```go
// 常量数值定义，直接内联比较
const ( RiskLow = 1; RiskMedium = 2; RiskHigh = 3 )
func (s *Server) requireSecurity(w http.ResponseWriter, r *http.Request, device string, requiredRisk int, detail string) bool {
allowed := s.getEffectiveRiskLevel(device) // 查内存 RLock，耗时 < 10ns
if allowed >= requiredRisk {
return true
}
// 记录 audit_logs ("security_denied", 403) 并返回拦截响应
return false
}
```
2. **写路径（Slow Path，低频）**：
* 仅在管理员通过 Web 界面更改安全策略时，写一次 SQLite 并原子更新内存缓存。
3. **老 API 零改动**：
* 原有 `/api/v1/devices/exec`、`/read`、`/write` 继续保留，老脚本老客户端零感知。
### 3.3 Agent 端核心引擎实现（防资源膨胀设计）
* **`edit_block` 引擎**：
* 读取原文件后校验 `old_text` 全局唯一性，唯一时单次替换并使用临时文件进行原子覆写（`os.Rename`）。
* 相比原有全量上传，网络传输和内存开销下降 95%。
* **长进程与 PTY 会话引擎（`start_process` 等）**：
* Agent 内部建立轻量 `SessionManager`，挂接内核标准输入输出管道。
* **硬编码内存锁（Circular RingBuffer）**：每个进程会话分配最大 2MB 环形日志缓冲区，达到上限自动覆盖最早输出，**从物理上杜绝日志死循环导致的内存溢出（OOM）**。
---
## 4. 资源开销评估与性能上限控制
得益于纯 Go 原生静态编译，系统坚决不引入任何 Node.js/Python 运行时，资源开销保持极致克制：
| 评估指标 | 改造前基准（实测） | 改造后预期 | 性能/资源防护机制 |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| **Agent 静默内存** | ~13 MB | **~15 MB - 18 MB** | 零后台轮询，事件驱动 |
| **Agent 峰值内存** | 随命令大小波动 | **基准 + (2MB × 活跃会话数)** | 环形缓冲区硬顶锁定，防内存泄露 |
| **Hub 服务端内存** | ~16 MB | **~18 MB - 22 MB** | 内存门禁仅占不到 10KB |
| **二进制体积** | ~9.4 MB | **~11 MB - 13 MB** | 静态单文件编译，极易分发部署 |
| **安全判定延迟** | 毫秒级（查 SQLite） | **纳秒级（内存读锁）** | 单机可轻松支撑 10W+ QPS 门禁并发 |
---
## 5. 四阶段实施与回滚路线图（稳健落地）
* **Phase 1：服务端门禁升级与内存读缓存**
* 在 Hub 端落地 `RWMutex` 安全策略缓存；
* API 入口统一接入 `requireSecurity(..., RiskLevel)`；
* *验证标准*：旧版 4 项基础功能与 Web 面板完好，并发查询 QPS 大幅提升。
* **Phase 2：落地中风险神器 `edit_block`**
* Agent 端实现块级精准替换算法；
* Hub 暴露 `/api/v1/devices/file/edit_block` 并注册至 MCP Adapter；
* *验证标准*：在 Medium 模式下可正常修配置文件，在 Low 模式下被精确阻断并记入审计。
* **Phase 3：落地高风险长进程引擎**
* Agent 端引入带 RingBuffer 的 `SessionManager`；
* 实现 `start_process`、`read_process_output`、`interact_with_process`、`kill_process`；
* *验证标准*：跑耗时任务不会超时断连，支持实时 Tail 查看输出与注入 stdin。
* **Phase 4：落地只读结构化文件与系统感知（Low）**
* 实现 `list_directory`、`get_file_info` 及后台异步只读搜索。
---
## 6. 评估与审计重点建议
1. **安全维度**：Low/Medium/High 对能力的切分是否彻底杜绝了提权与逃逸风险？
2. **性能维度**：使用内存 RWMutex + 编译期静态安全级别判定，是否彻底解决了单文件 SQLite 高频读瓶颈？
3. **稳定性维度**：为每个长进程会话限定 RingBuffer 内存上限，是否有效防止了边缘 VPS 探针被日志撑爆？
---
# 7. 架构收敛修订（2026-10-02）
> 本章节在进入代码实施前增加，用于两位外部 Agent 审核。原方案的工具分级、四阶段路线和向后兼容原则继续保留；本章节对安全权威、策略一致性、工具注册以及高风险 Session 生命周期作进一步约束。
## 7.1 安全等级的正确边界：静态工具风险 + 运行时设备策略
原方案中“静态强绑定”应准确解释为：**工具所需风险等级在编译期固定，是否允许执行在运行时由 Hub 的权威策略决定。**
不得将设备当前 Low/Medium/High 策略编译进 Agent，也不得允许 Agent 自行提升自身安全等级。
### 7.1.1 工具风险等级
每个工具在代码注册表中拥有不可运行时修改的 `RequiredRisk`：
```go
const (
RiskLow = 1
RiskMedium = 2
RiskHigh = 3
)
type ToolSpec struct {
Name string
RequiredRisk int
ReadOnly bool
}
```
示例：
```text
read_file / list_directory / search -> Low
edit_block / write_file / move_file -> Medium
exec_command / start_process / stdin -> High
```
禁止通过 Web 面板、Agent 配置文件或远端请求动态修改工具自身的 `RequiredRisk`。
### 7.1.2 设备有效策略
设备的 `EffectiveRisk` 是 Hub 运行时策略，不属于 Agent 自主能力。
请求授权模型：
```text
Request
-> identify device
-> identify ToolSpec.RequiredRisk
-> read Hub PolicySnapshot
-> compare EffectiveRisk >= RequiredRisk
-> allow / deny
```
因此完整安全边界为：
**编译期固定“工具需要什么权限” + 运行时决定“该设备当前获得什么权限”。**
---
## 7.2 Policy Store 与 Policy Snapshot 一致性模型
SQLite 继续作为持久化权威源（durable source of truth），但请求热路径禁止每次查询 SQLite。
### 7.2.1 数据流
```text
Admin Web
|
v
SQLite transaction
|
v
Build new immutable PolicySnapshot
|
v
Atomic publish / swap
|
v
Request fast path
```
请求只读取当前不可变 snapshot；不在请求过程中修改策略对象。
### 7.2.2 更新原则
策略修改必须满足：
1. SQLite 写入成功后才允许发布新 snapshot。
2. SQLite 写失败时，内存策略保持旧版本。
3. snapshot 发布必须是原子操作，不允许出现半更新状态。
4. Hub 启动时必须从 SQLite 完整重建 snapshot。
5. snapshot 应携带单调递增 `Version`，便于审计和诊断。
6. 审计记录应包含 `device`, `oldRisk`, `newRisk`, `version`, `actor`, `timestamp`。
推荐结构：
```go
type PolicySnapshot struct {
Version uint64
Devices map[string]DevicePolicy
CreatedAt time.Time
}
```
热路径原则：
```text
load current snapshot
-> lookup device
-> compare integer risk
-> allow/deny
```
不得在高频 API 请求中重新读取 SQLite 策略表。
### 7.2.3 故障安全
如果 Hub 无法加载有效策略 snapshot：
- 不得默认放行 High。
- 不得从请求参数接受临时风险等级。
- 对需要 Medium/High 的操作默认拒绝。
- Low 只读能力是否可继续开放，必须由启动时的明确安全默认策略决定，并记录审计事件。
---
## 7.3 Tool Registry：统一能力与风险注册表
避免各 API handler 自己实现不同的安全判断。所有能力必须进入统一 Tool Registry。
建议：
```go
type ToolSpec struct {
Name string
RequiredRisk int
Category string
ReadOnly bool
Description string
}
```
例如：
```text
read_file Low
read_multiple_files Low
list_directory Low
get_file_info Low
start_search Low
get_more_search_results Low
list_processes Low
list_sessions Low
read_process_output Low
edit_block Medium
write_file Medium
create_directory Medium
move_file Medium
exec_command High
start_process High
interact_with_process High
kill_process High
force_terminate High
```
API、MCP Adapter 和内部调用均通过 Registry 获取 `RequiredRisk`，不得在多个入口复制风险数字。
---
## 7.4 Agent 信任边界
Agent 是执行者，不是安全策略的最终裁决者。
Hub 是设备授权策略的权威来源。
但 Agent 仍必须执行本地最低限度安全校验，包括：
- 请求格式与参数校验；
- session 所有权校验；
- session 是否仍然有效；
- 单次输入/输出大小限制；
- 超时和资源限制；
- 不接受客户端自行声明的 `RiskLevel` 作为授权依据。
Agent 不得因为请求中携带：
```json
{"risk":"high"}
```
或类似字段而自行获得 High 权限。
如果协议未来需要携带授权信息，应使用 Hub 生成的受保护授权上下文，并绑定：
```text
device + request/session + policy version + expiry
```
具体签名/令牌方案在实现阶段单独评审。
---
## 7.5 High Risk SessionManager 安全模型
`start_process`、`interact_with_process`、`kill_process` 不应被视为普通 HTTP 命令，而应视为一个受生命周期管理的高风险 Session。
### 7.5.1 Session 属性
每个 Session 至少包含：
```go
type ProcessSession struct {
ID string
Owner string
Device string
PID int
CreatedAt time.Time
LastAccess time.Time
ExpiresAt time.Time
State string
OutputBytes uint64
}
```
Session ID 必须不可预测，并且不能复用操作系统 PID 作为唯一身份。
### 7.5.2 所有权
只有创建 Session 的授权调用方才能：
- 读取该 Session 输出；
- 向 stdin 写入数据；
- 终止该 Session。
管理员级操作如果未来需要跨 Owner 接管 Session，应定义明确的审计事件和单独权限，不得通过普通 session API 隐式获得。
### 7.5.3 生命周期
```text
start_process
|
v
RUNNING
/ \
/ \
EXITED EXPIRED
| |
+----+---+
v
CLEANUP
```
Agent 重启后所有旧 Session 必须失效，不得从持久化文件自动恢复可写 stdin 的旧 Session。
### 7.5.4 时间限制
Session 必须具备：
- 最大生命周期；
- 空闲超时；
- stdin 单次大小限制；
- stdin 速率限制；
- 输出缓冲区上限。
具体默认数值在实现前通过压测确定，不在设计阶段硬编码未经验证的数值。
---
## 7.6 RingBuffer 与全局资源上限
原方案中的“2MB × 活跃 Session”只能作为单 Session 上限，不应视为 Agent 的总内存预算。
必须同时存在：
```text
per-session output cap
+
max active sessions
+
agent-wide session buffer cap
+
process creation rate limit
```
例如：
```text
单 Session：最大 2MB output buffer
全局：最大 N 个活跃 Session
全局：最大 M MB Session buffer
```
当达到任意全局上限时，新 Session 必须被拒绝并记录审计，而不是继续消耗内存。
RingBuffer 的覆盖行为只能覆盖旧输出，不得覆盖 session 元数据、错误状态或安全审计记录。
---
## 7.7 审计要求
至少记录以下安全事件：
```text
security_denied
policy_changed
session_created
session_expired
session_killed
session_owner_denied
resource_limit_denied
```
High Risk 操作的审计信息必须包含：
```text
device
actor / owner
request id
session id（如适用）
tool
result
policy version
timestamp
```
审计日志不能因为 Session RingBuffer 达到上限而被覆盖。
---
## 7.8 协议兼容补充约束
旧 Agent 与新 Hub 混合运行期间：
1. 原有 `action=read/write/exec/probe` 字段继续有效。
2. 新 `SubAction` 为可选字段。
3. 新字段不能改变旧 Agent 对旧消息的既有语义。
4. Hub 必须根据 Agent capability/version 判断是否可以下发新 SubAction。
5. 对不支持新能力的 Agent，返回明确的 capability error，而不是让旧 Agent 猜测。
6. 安全门禁必须在能力路由之前执行，避免通过旧 API 绕过新 Tool Registry。
---
## 7.9 实施前必须完成的设计验收
在进入 Phase 1 代码改造前，两位审核 Agent 应重点审查：
### A. 权威性
- Hub 是否始终是 EffectiveRisk 的唯一权威来源？
- Agent 是否存在任何自升权路径？
- 旧 API 是否可能绕过 Tool Registry？
### B. 一致性
- SQLite commit 与 snapshot publish 顺序是否正确？
- Hub 重启能否确定性恢复策略？
- snapshot version 是否足以定位策略变更？
### C. Session 安全
- session ownership 是否不可伪造？
- Agent 重启后旧 session 是否必然失效？
- stdin、stdout、session 数量是否存在全局资源上限？
### D. 向后兼容
- 老 Agent + 新 Hub 是否继续工作？
- 新 Hub 是否能识别 Agent capability？
- 新能力是否可能通过旧接口绕过门禁？
### E. 性能
- 热路径是否完全脱离 SQLite？
- snapshot 是否真正 immutable / atomic？
- session ring buffer 是否存在隐藏的额外复制？
**只有上述问题通过审核后，才进入 Phase 1 实现。**