暗号通貨ティッカー

APIキー認証とWebSocketストリーミングを備えたリアルタイム暗号通貨ティッカーを構築します。このチュートリアルでは、トークンベースのセキュリティ、ミドルウェア設定、プロセスベースのWebSocket処理を実演します。

分類: 実行可能なローカルチュートリアルです。レジストリ、Luaソース、ブラウザクライアント、 順序付きの起動コマンド、ブラウザでの検証を掲載しています。寛容なポリシーとインメモリの トークンストアは、ループバック上のデモだけを対象としています。

概要

• APIキー交換 — APIキーをPOSTして、HMAC署名されたbearerトークンを取得
• トークンミドルウェア — token storeを使ってWebSocketアップグレードを保護
• WebSocketファンアウト — 単一のtickerプロセスが複数の接続ハンドラーにブロードキャスト
• 静的アセット — http.staticがブラウザクライアントを配信
• SQLite — APIキーを保存; memory storeがtoken storeのバックエンドとして機能

前提条件

• Wippyランタイムv0.3.32a。

• WebSocket対応ブラウザ。

• 空の作業ディレクトリ。以下のファイルを追加する前にプロジェクトディレクトリを作成します：

  mkdir auth-ticker
  cd auth-ticker
  mkdir -p src/public data
  

  PowerShellの場合：

  New-Item -ItemType Directory -Path auth-ticker\src\public -Force
  New-Item -ItemType Directory -Path auth-ticker\data -Force
  Set-Location auth-ticker
  

プロジェクト構造

auth-ticker/
├── data/
├── wippy.lock
└── src/
    ├── _index.yaml
    ├── auth_token.lua
    ├── ws_ticker.lua
    ├── ws_handler.lua
    ├── ticker.lua
    ├── migrate.lua
    └── public/
        └── index.html

アーキテクチャ

flowchart TB
    subgraph Clients
        Browser[Browser Client]
        API[API Client]
    end

    subgraph "HTTPレイヤー"
        Server[http.service
gateway :8081]
        Static[http.static
public/]

        subgraph "Public Router"
            CORS1[cors middleware]
            AuthEndpoint[auth_token
POST /auth/token]
        end

        subgraph "WS Router /ws"
            CORS2[cors middleware]
            TokenAuth[token_auth middleware]
            WSEndpoint[ws_ticker
GET /ws/ticker]
            WSRelay[websocket_relay]
        end
    end

    subgraph "Security Layer"
        TokenStore[security.token_store
tokens]
        Policy[security.policy
user_policy]
        SysPolicy[security.policy
system_policy]
        MemStore[store.memory
token_data]
    end

    subgraph "Storage"
        DB[db.sql.sqlite
auth.db]
    end

    subgraph "プロセスレイヤー"
        Supervisor[process.host
processes]
        WSHandler[ws_handler
接続ごと]
        Ticker[ticker
シングルトン]
    end

    Browser -->|"GET /"| Static
    API -->|"POST /auth/token"| CORS1
    Browser -->|"WS /ws/ticker"| CORS2

    %% API flow
    CORS1 --> AuthEndpoint
    AuthEndpoint -->|validate| TokenStore
    AuthEndpoint -->|"issue token"| API

    %% WS flow
    CORS2 --> TokenAuth
    TokenAuth -->|validate| TokenStore
    TokenAuth --> WSEndpoint
    WSEndpoint -->|spawn| Supervisor
    Supervisor --> WSHandler
    WSEndpoint --> WSRelay
    WSRelay <-->|"messages"| WSHandler

    %% Token store deps
    MemStore --> TokenStore
    Policy -->|トークンに付与| TokenStore
    SysPolicy -->|"アクター＋スコープ"| AuthEndpoint
    SysPolicy -->|"アクター＋スコープ"| Ticker

    %% Auth uses DB for API keys
    AuthEndpoint -->|lookup API key| DB

    WSHandler -->|購読| Ticker
    Ticker -->|ブロードキャスト| WSHandler
    WSRelay <-->|"wsフレーム"| Browser

セキュリティフロー

1. APIキー交換: クライアントがAPIキーを/auth/tokenにPOST。ハンドラがデータベースで検証し、user_policyを持つアクターを作成し、HMAC署名付きトークンを発行。

2. トークン認証: WebSocket接続はtoken_authミドルウェアを通過し、Bearerトークンを検証してセキュリティコンテキスト（アクター＋ポリシー）を復元。

3. プロセス生成: WebSocketエンドポイントがハンドラプロセスを生成。トークンにuser_policyが含まれているため、生成が許可される。

4. メッセージルーティング: websocket_relayミドルウェアがWebSocketフレームをメッセージとしてハンドラプロセスにルーティング。

設定

完全な_index.yaml：

version: "1.0"
namespace: app

entries:
  # Database for API keys
  - name: db
    kind: db.sql.sqlite
    file: "./data/auth.db"
    lifecycle:
      auto_start: true

  # Token backing store
  - name: token_data
    kind: store.memory
    lifecycle:
      auto_start: true

  # Token store with HMAC signing
  - name: tokens
    kind: security.token_store
    store: app:token_data
    token_length: 32
    default_expiration: "1h"
    token_key: "local-demo-signing-key-do-not-deploy"

  # Security policy for authenticated users
  - name: user_policy
    kind: security.policy
    policy:
      actions: "*"
      resources: "*"
      effect: allow
    groups:
      - user

  # エンドユーザーのアクターなしで実行される内部コード用のポリシー
  - name: system_policy
    kind: security.policy
    policy:
      actions:
        - db.get
        - security.actor.create
        - security.policy.get
        - security.scope.create
        - security.token_store.get
        - security.token.create
        - process.registry.register
        - process.send
        - process.monitor
      resources: "*"
      effect: allow

  # プロセスホスト
  - name: processes
    kind: process.host
    lifecycle:
      auto_start: true

  # Terminal host used by `wippy run -x app:migrate`
  - name: terminal
    kind: terminal.host
    lifecycle:
      auto_start: true

  # Database migration
  - name: migrate
    kind: process.lua
    source: file://migrate.lua
    method: main
    modules: [sql, logger, crypto]
    security:
      actor:
        id: "service:migrate"
      policies:
        - app:system_policy

  # Ticker broadcaster
  - name: ticker
    kind: process.lua
    source: file://ticker.lua
    method: main
    modules: [logger, time, crypto]
    security:
      actor:
        id: "service:ticker"
      policies:
        - app:system_policy

  - name: ticker-service
    kind: process.service
    process: app:ticker
    host: app:processes
    lifecycle:
      auto_start: true

  # WebSocket handler (spawned per connection)
  - name: ws_handler
    kind: process.lua
    source: file://ws_handler.lua
    method: main
    modules: [logger, json]

  # HTTP server
  - name: gateway
    kind: http.service
    addr: "127.0.0.1:8081"
    lifecycle:
      auto_start: true
      requires:
        - app:ticker-service

  # Public router (no auth)
  - name: public_router
    kind: http.router
    meta:
      server: app:gateway
    middleware:
      - cors
    options:
      cors.allow.origins: "http://127.0.0.1:8081"

  # WebSocket router (with auth)
  - name: ws_router
    kind: http.router
    meta:
      server: app:gateway
    prefix: /ws
    middleware:
      - cors
      - token_auth
    options:
      cors.allow.origins: "http://127.0.0.1:8081"
      token_auth.store: "app:tokens"
    post_middleware:
      - websocket_relay
    post_options:
      wsrelay.allowed.origins: "http://127.0.0.1:8081"

  # Static files
  - name: public_fs
    kind: fs.directory
    directory: ./src/public

  - name: static
    kind: http.static
    meta:
      server: app:gateway
    path: /
    fs: app:public_fs
    static_options:
      spa: true
      index: index.html

  # Auth token exchange
  - name: auth_token
    kind: function.lua
    source: file://auth_token.lua
    method: handler
    modules: [http, sql, crypto, security, json]
    security:
      actor:
        id: "service:auth"
      policies:
        - app:system_policy

  - name: auth_token.endpoint
    kind: http.endpoint
    meta:
      router: app:public_router
    method: POST
    path: /auth/token
    func: app:auth_token

  # WebSocket ticker endpoint
  - name: ws_ticker
    kind: function.lua
    source: file://ws_ticker.lua
    method: handler
    modules: [http, json, security, logger]

  - name: ws_ticker.endpoint
    kind: http.endpoint
    meta:
      router: app:ws_router
    method: GET
    path: /ticker
    func: app:ws_ticker

user_policyは発行されるすべてのトークンに同梱され、認証済み接続が行う操作をカバーします。system_policyはトークンが存在する前に実行されるコード、つまりマイグレーション、ティッカー、そしてトークン交換そのものをカバーします。アクターとスコープなしで行われたゲート付き呼び出しは拒否されるためです。

本番環境では、HMACキーをハードコードする代わりにプレースホルダ（token_key: ${env:TOKEN_KEY}）で環境変数から読み取ります。環境システムを参照。

トークン交換

auth_token.lua - APIキーを検証しHMAC署名付きトークンを発行：

local http = require("http")
local sql = require("sql")
local security = require("security")

local function handler()
    local req = http.request()
    local res = http.response()

    local body, parse_err = req:body_json()
    if parse_err then
        res:set_status(http.STATUS.BAD_REQUEST)
        res:write_json({error = "invalid JSON"})
        return
    end

    local api_key = body.api_key
    if not api_key or #api_key == 0 then
        res:set_status(http.STATUS.BAD_REQUEST)
        res:write_json({error = "api_key required"})
        return
    end

    local db, db_err = sql.get("app:db")
    if db_err then
        res:set_status(http.STATUS.INTERNAL_ERROR)
        res:write_json({error = "database unavailable"})
        return
    end

    local rows, query_err = db:query(
        "SELECT user_id, role FROM api_keys WHERE api_key = ?",
        {api_key}
    )
    db:release()

    if query_err then
        res:set_status(http.STATUS.INTERNAL_ERROR)
        res:write_json({error = "lookup failed"})
        return
    end
    if #rows == 0 then
        res:set_status(http.STATUS.UNAUTHORIZED)
        res:write_json({error = "invalid API key"})
        return
    end

    local user = rows[1]

    -- Create actor with user identity
    local actor = security.new_actor("user:" .. user.user_id, {
        role = user.role,
        user_id = user.user_id
    })

    -- Attach user_policy to the scope
    local policy, _ = security.policy("app:user_policy")
    local scope = policy and security.new_scope({policy}) or security.new_scope()

    -- Issue HMAC-signed token
    local store, store_err = security.token_store("app:tokens")
    if store_err then
        res:set_status(http.STATUS.INTERNAL_ERROR)
        res:write_json({error = "token store unavailable"})
        return
    end

    local token, token_err = store:create(actor, scope, {
        expiration = "1h",
        meta = {ip = req:remote_addr()}
    })
    store:close()

    if token_err then
        res:set_status(http.STATUS.INTERNAL_ERROR)
        res:write_json({error = "token creation failed"})
        return
    end

    res:write_json({
        token = token,
        user_id = user.user_id,
        role = user.role,
        expires_in = 3600
    })
end

return { handler = handler }

WebSocketエンドポイント

ws_ticker.lua - 認証された各接続に対してハンドラプロセスを生成：

local http = require("http")
local json = require("json")
local security = require("security")
local logger = require("logger")

local function handler()
    local req = http.request()
    local res = http.response()

    if req:method() ~= http.METHOD.GET then
        res:set_status(http.STATUS.METHOD_NOT_ALLOWED)
        res:write_json({error = "method not allowed"})
        return
    end

    -- Actor is set by token_auth middleware
    local actor = security.actor()
    if not actor then
        res:set_status(http.STATUS.UNAUTHORIZED)
        res:write_json({error = "authentication required"})
        return
    end

    local user_id = actor:id()

    -- Spawn handler process (authorized by user_policy in token)
    local pid, err = process.spawn("app:ws_handler", "app:processes", user_id)
    if err then
        logger:error("spawn failed", {error = tostring(err)})
        res:set_status(http.STATUS.INTERNAL_ERROR)
        res:write_json({error = "failed to create handler"})
        return
    end

    -- Configure websocket_relay to route messages to handler
    res:set_header("X-WS-Relay", json.encode({
        target_pid = tostring(pid),
        metadata = {user_id = user_id, auth_time = os.time()}
    }))
end

return { handler = handler }

接続ハンドラ

websocket_relayミドルウェアはライフサイクルメッセージを自動的にハンドラプロセスに送信：

• ws.join - 接続確立、レスポンス送信用のclient_pidを含む
• ws.message - クライアントがメッセージを送信。ペイロードは生のフレーム（テキストフレームの場合は文字列）
• ws.leave - 接続終了（切断時に自動送信）

逆方向、つまりクライアントPIDに送信されたメッセージは、{topic, data}という形の単一のJSONテキストフレームとしてブラウザに届きます。トピックは自由に選べ、ペイロードはdataとして到着します。

ws_handler.lua - これらのライフサイクルメッセージを処理：

local logger = require("logger")
local json = require("json")

local function main(user_id)
    local inbox = process.inbox()
    local client_pid = nil
    local subscribed = false

    logger:info("handler started", {user_id = user_id})

    while true do
        local msg, ok = inbox:receive()
        if not ok then break end

        local topic = msg:topic()
        local data = msg:payload():data()

        if topic == "ws.join" then
            client_pid = data.client_pid

            -- Subscribe with our PID for crash monitoring
            local _, subscribe_err = process.send("ticker", "subscribe", {
                client_pid = client_pid,
                handler_pid = process.pid()
            })
            if subscribe_err then
                error("failed to subscribe to ticker: " .. tostring(subscribe_err))
            end
            subscribed = true

            -- ウェルカムメッセージを送信
            process.send(client_pid, "welcome", {user_id = user_id})

            logger:info("client joined", {user_id = user_id, client_pid = client_pid})

        elseif topic == "ws.message" then
            local content = json.decode(data)
            if content and content.type == "ping" then
                process.send(client_pid, "pong", {})
            end

        elseif topic == "ws.leave" then
            -- リレーは切断時にこれを自動送信
            logger:info("client left", {user_id = user_id, client_pid = data.client_pid})
            if subscribed then
                process.send("ticker", "unsubscribe", {handler_pid = process.pid()})
            end
            break
        end
    end

    return 0
end

return { main = main }

ブロードキャスト

ticker.luaは購読を管理し、ローカルでシミュレートした価格更新をブロードキャストします。 このチュートリアルは外部の市場データサービスを呼び出しません：

local logger = require("logger")
local time = require("time")
local crypto = require("crypto")

-- handler_pid -> client_pid mapping
local subscriptions = {}

local prices = {
    ["BTC-USD"] = 42000.00,
    ["ETH-USD"] = 2500.00,
    ["SOL-USD"] = 95.00
}

local function broadcast(updates)
    for _, client_pid in pairs(subscriptions) do
        process.send(client_pid, "ticker", updates)
    end
end

local function update_prices()
    for symbol, price in pairs(prices) do
        local bytes, random_err = crypto.random.bytes(2)
        if random_err then
            error("failed to generate price movement: " .. tostring(random_err))
        end
        local rand = (bytes:byte(1) * 256 + bytes:byte(2)) / 65535.0
        local factor = (rand - 0.5) * 0.002
        prices[symbol] = price * (1 + factor)
        prices[symbol] = tonumber(string.format("%.2f", prices[symbol]))
    end
end

local function get_updates()
    local updates = {}
    for symbol, price in pairs(prices) do
        table.insert(updates, {symbol = symbol, price = price, timestamp = os.time()})
    end
    return updates
end

local function main()
    local inbox = process.inbox()
    local events = process.events()

    local ticker, ticker_err = time.ticker("1s")
    if ticker_err then
        logger:error("failed to create ticker", {error = tostring(ticker_err)})
        error("failed to create ticker: " .. tostring(ticker_err))
    end
    local tick_ch = ticker:response()

    local _, register_err = process.registry.register("ticker")
    if register_err then
        error("failed to register ticker: " .. tostring(register_err))
    end
    logger:info("ticker started", {pid = process.pid()})

    while true do
        local r = channel.select {
            inbox:case_receive(),
            events:case_receive(),
            tick_ch:case_receive()
        }

        if r.channel == tick_ch then
            update_prices()
            if next(subscriptions) then
                broadcast(get_updates())
            end

        elseif r.channel == events then
            local event = r.value
            if event.kind == process.event.CANCEL then
                ticker:stop()
                logger:info("ticker stopping")
                return 0
            elseif event.kind == process.event.EXIT then
                -- ハンドラが終了、購読を削除
                if subscriptions[event.from] then
                    logger:info("handler exited", {handler_pid = event.from})
                    subscriptions[event.from] = nil
                end
            end

        else
            local msg = r.value
            local topic = msg:topic()
            local data = msg:payload():data()

            if topic == "subscribe" then
                local handler_pid = data.handler_pid
                local client_pid = data.client_pid

                subscriptions[handler_pid] = client_pid
                process.monitor(handler_pid)

                logger:info("subscribed", {handler_pid = handler_pid, client_pid = client_pid})

                process.send(client_pid, "ticker", get_updates())

            elseif topic == "unsubscribe" then
                subscriptions[data.handler_pid] = nil
                logger:info("unsubscribed", {handler_pid = data.handler_pid})
            end
        end
    end
end

return { main = main }

データベースマイグレーション

migrate.lua - APIキーテーブルを作成しデモキーを生成：

local sql = require("sql")
local logger = require("logger")
local crypto = require("crypto")

local function main()
    local db, err = sql.get("app:db")
    if err then
        logger:error("failed to connect", {error = tostring(err)})
        error("failed to connect: " .. tostring(err))
    end

    local _, exec_err = db:execute([[
        CREATE TABLE IF NOT EXISTS api_keys (
            id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
            api_key TEXT UNIQUE NOT NULL,
            user_id TEXT NOT NULL,
            role TEXT NOT NULL DEFAULT 'user',
            created_at INTEGER NOT NULL
        )
    ]])

    if exec_err then
        db:release()
        logger:error("migration failed", {error = tostring(exec_err)})
        error("migration failed: " .. tostring(exec_err))
    end

    -- Create one random local-demo key. It is printed only on first creation.
    local rows, query_err = db:query(
        "SELECT api_key FROM api_keys WHERE user_id = ?",
        {"demo"}
    )
    if query_err then
        db:release()
        error("failed to query demo API key: " .. tostring(query_err))
    end

    if #rows == 0 then
        local demo_key, key_err = crypto.random.string(32)
        if key_err then
            db:release()
            error("failed to generate demo API key: " .. tostring(key_err))
        end

        local _, insert_err = db:execute(
            "INSERT INTO api_keys (api_key, user_id, role, created_at) VALUES (?, ?, ?, ?)",
            {demo_key, "demo", "user", os.time()}
        )
        if insert_err then
            db:release()
            error("failed to store demo API key: " .. tostring(insert_err))
        end
        logger:info("demo API key created", {api_key = demo_key})
    else
        logger:info("demo API key already exists; use the value saved from its first creation")
    end

    db:release()
    return 0
end

return { main = main }

ブラウザクライアント

public/index.html - APIキーをトークンに交換し、価格をストリーミングします。ブラウザはWebSocketハンドシェイクでヘッダーを設定できないため、トークンはtoken_authも読み取るx-auth-tokenクエリパラメータで渡します：

<!doctype html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>Crypto Ticker</title>
  <style>
    body { font-family: system-ui, sans-serif; max-width: 40rem; margin: 3rem auto; }
    table { border-collapse: collapse; width: 100%; margin-top: 1rem; }
    th, td { text-align: left; padding: .4rem .6rem; border-bottom: 1px solid #ddd; }
    #status { color: #666; }
  </style>
</head>
<body>
  <h1>Crypto Ticker</h1>
  <input id="key" placeholder="demo API key" size="40">
  <button id="connect">Connect</button>
  <p id="status">disconnected</p>
  <table><thead><tr><th>Symbol</th><th>Price</th></tr></thead><tbody id="rows"></tbody></table>

  <script>
    const status = document.getElementById("status");
    const rows = document.getElementById("rows");

    document.getElementById("connect").onclick = async () => {
      const res = await fetch("/auth/token", {
        method: "POST",
        headers: {"Content-Type": "application/json"},
        body: JSON.stringify({api_key: document.getElementById("key").value})
      });
      if (!res.ok) { status.textContent = "auth failed"; return; }
      const {token} = await res.json();

      const url = `ws://${location.host}/ws/ticker?x-auth-token=${encodeURIComponent(token)}`;
      const ws = new WebSocket(url);

      ws.onopen = () => {
        status.textContent = "connected";
        ws.send(JSON.stringify({type: "ping"}));
      };
      ws.onclose = () => { status.textContent = "disconnected"; };

      ws.onmessage = (evt) => {
        const msg = JSON.parse(evt.data);
        if (msg.topic !== "ticker") return;
        rows.innerHTML = "";
        for (const quote of msg.data) {
          rows.insertAdjacentHTML("beforeend",
            `<tr><td>${quote.symbol}</td><td>${quote.price.toFixed(2)}</td></tr>`);
        }
      };
    };
  </script>
</body>
</html>

実行

ロックを初期化し、マイグレーションを最後まで実行してから長時間稼働するサービスを起動します。 マイグレーションを別コマンドにすると、トークンエンドポイントとテーブル作成の競合を防げます。

mkdir -p data
wippy init
wippy run -x app:migrate
wippy run

http://127.0.0.1:8081を開き、マイグレーションログのデモAPIキーを入力します。 ページにConnected as demoと表示され、その後BTC、ETH、SOLの価格が毎秒更新されます。

ブラウザを開く前に交換処理だけを確認することもできます：

curl -X POST http://127.0.0.1:8081/auth/token \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"api_key":"<demo-key-from-migration>"}'

PowerShellの場合：

Invoke-RestMethod -Method Post `
  -Uri http://127.0.0.1:8081/auth/token `
  -ContentType 'application/json' `
  -Body '{"api_key":"<demo-key-from-migration>"}'

成功レスポンスにはtoken、user_id: "demo"、role: "user"、expires_in: 3600が含まれます。 無効なキーはHTTP 401を返します。

トラブルシューティングとクリーンアップ

• no such table: api_keysはマイグレーションコマンドを省略したか失敗したことを示します。 ランタイムを停止し、wippy run -x app:migrateを再実行してからもう一度起動してください。
• /auth/tokenの401はAPIキーがdata/auth.dbの行と一致しないことを示します。1回だけ表示された値を紛失した場合はデータベースをリセットしてください。
• WebSocketの401または即時切断は通常、クエリパラメータが削除されたか、ランタイム再起動でメモリトークンストアがリセットされたことを示します。 再起動のたびにAPIキーをもう一度交換してください。
• origin拒否はブラウザURLがhttp://127.0.0.1:8081と完全に一致しないことを示します。そのURLを使うか、両方のorigin設定を同時に更新してください。
• Ctrl+Cでランタイムを停止します。デモAPIキーを削除するにはdata/auth.dbを削除してください。

次のステップ

• WebSocketリレー — ミドルウェア設定
• セキュリティモジュール — アクター、ポリシー、トークンストア
• プロセス管理 — 生成とメッセージング