[发明专利]基于区块链和可验证计算的DNS数据查询更新方法及系统在审

专利信息
申请号: 202111640654.7 申请日: 2021-12-29
公开(公告)号: CN114490685A 公开(公告)日: 2022-05-13
发明(设计)人: 李晓东;符玉梵;彭博韬;张有宜 申请(专利权)人: 中国科学院计算技术研究所
主分类号: G06F16/23 分类号: G06F16/23;G06F16/27;H04L61/4511;H04L67/104;H04L67/1095;H04L9/40;H04L9/32;G06F16/22
代理公司: 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006 代理人: 祁建国;张燕华
地址: 100080 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 基于 区块 验证 计算 dns 数据 查询 更新 方法 系统
【说明书】:

本发明提出一种基于区块链和可验证计算的DNS数据查询更新方法,包括:将DNS数据保存至链下区块,将该链下区块存储于区块链下的存储节点,将该链下区块的摘要信息广播至区块链,形成链上区块存储于区块链上的共识节点;当客户端发出交易请求时,该存储节点调用智能合约获得执行结果,并通过可验证计算生成该执行结果的辅助验证信息;将该执行结果和该辅助验证信息发送给该客户端;将该执行结果、该辅助验证信息以及此次链下交易的交易记录广播至区块链;该共识节点对该执行结果的验证通过后,将该交易记录的摘要信息形成链上区块链入区块链,并将该链上区块同步存储至该存储节点。还提出一种DNS数据查询更新系统和一种数据处理装置。

技术领域

本发明属于互联网技术领域,特别是涉及一种基于区块链和可验证计算的 DNS数据查询更新方法及系统。

背景技术

DNS(Domain Name System,域名系统)是互联网上最为关键的基础设施 之一,其主要作用就是将枯燥难记的IP地址映射为易于记忆的主机名称,保 证网络应用的顺利运行。

然而,现有的DNS系统一直存在着中心化的安全风险,中心化的风险导 致DNS系统在域名解析的过程中存在着可用性以及一致性问题。可用性问题 指的是DNS中的权威服务器不能正常响应域名解析请求,这通常是由于权威 服务器单点失效(SPOF:Single Pointof Failure)或者遭受拒绝服务攻击 (DoS:Denial of Service)导致;一致性问题指的是同一个域名对应的资源记录 集合(RRSet:Resource Record Set)在不同的权威服务器上记录的内容不一致, 这通常是由于权威服务器副本之间或者是主从权威服务器之间缺少强制并且 高效的数据同步机制。

区块链(Blockchain)是一个分布式共享账本和数据库,具有去中心化、 不可篡改、可以追溯、公开透明等特点。利用区块链去中心化的特性来存储 DNS数据,可以有效缓解DNS系统中心化带来的域名解析过程中的可用性问 题;利用区块链的共识机制,可以保证同一域名空间下不同权威服务器副本之 间DNS数据的一致性。

现有用区块链实现DNS数据查询以及数据更新的方案主要有以下几种:

1、Namecoin是第一个基于区块链技术开发的键值对(key/value pair)注 册以及交易系统,实现了一种能应用于真实DNS场景的基于区块链的域名解 析系统。BlockstackNaming System(BNS)在Namecoin的基础上进行了改进。 然而,由于它们将所有DNS区域数据文件信息存储在链上使得链上存储空间 极大浪费,同时,受限于公链系统技术特点,Namecoin和BNS都采用了完全 去中心化的解析架构,这种完全不受监管的系统与现有ICANN主导的治理模 式完全不兼容,技术无法真正落地。

2、近些年也有不少研究人员提出了一些解决方案。DecDNS是一种基于 区块链技术的分布式DNS数据存储方法,旨在将域名数据存到区块链系统之 中。RootChain是一种基于区块链的DNS根域管理系统,在保证原有DNS单 个根的权威之下,将对DNS根域数据的管理交给了区块链,缓解了原有DNS 根域中心化带来的安全风险。然而,这一系列研究都有一个共同的缺陷,就是 将DNS区域数据文件信息存储在了区块链上,造成了链上存储空间的浪费, 进而增大了节点之间传输的开销,不能满足对现有DNS系统的性能要求。

中国国家专利“基于区块链的域名数据存储系统及其数据交易实现方法” (公开号:CN112529581A),设计了三个模块数据获取模块、数据处理模块、 数据存储模块分别进行域名数据的获取、域名数据的预处理、域名数据的存储。 同时采用了链上链下存储的方式减少了DNS区域文件在链上存储空间的浪 费,并实现了一种账本占用较小的群组投票机制。但其虽然采用了链上链下的 存储方案用于减少链上的存储空间,然而还是要将域名、域名链上数据密钥、 域名链下数据密钥和域名区域文件索引存储到链上,随着链上区块的不断增 长,依然会有较大的存储空间浪费;同时,链上链下节点中的数据也不能做到 严格的同步和一致性,可能导致DNS数据查询的结果不准确。

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