基于改进DNS协议的移动网络支付安全通信协议模型_北京转创国际管理咨询有限公司广东分公司

随着计算机、无线通信和信息技术的快速发展，手机和平板电脑等智能终端设备快速普及，使电子商务得到了快速发展，为移动支付和网络支付的应用创造了良好的条件。目前，移动支付已经融合到了日常生活中[1]。但此过程中的支付安全问题也日益凸显，各种病毒、恶意攻击、钓鱼链接对移动支付造成了重大隐患[2]，限制了电子商务和物联网的进一步发展。移动支付逐渐成为医院交易的主流趋势，为了进一步提高支付安全性，构建一个安全的支付通信模型意义重大。

目前移动网络支付安全通信协议模型主要由支付认证机制、基于身份的第三方认证密钥协商协议的密钥复制攻击、基于组密钥协议的动态口令改进和DNS 协议及中间人攻击4个部分组成[3]。认证机制发展完善，动态口令修改复杂且易被攻击，因此对DNS的改进更有意义[4]。国内外学者对其进行了大量研究，文献[5]提出DBDNS域名系统，采用POA和POW的共识机制，降低了在算力不足时遭受攻击的可能性。文献[6]指出以分布式一致性算法来保证根域名数据的一致性。文献[7]设计了新的3层结构，以解决存储压力问题。对DNS的研究进一步提高了根域名系统的数据安全性和可靠性，但仍存在出块效率低、域名资源浪费的问题。对此，本文提出了基于区块链技术的DNS通信协议模型，保证了DNS资源的有效性和安全性。

1 相关原理

1.1 区块链技术

区块链技术是一种分布式数据库技术，最早由日本学者中本聪提出，并作为比特币的基础架构。其核心技术主要包含两大部分：密码学技术和分布式共识机制[8]。

密码学技术中通过使用哈希函数，在一定时间内将数据消息通过计算转换成固定长度的二进制串：RIPEMD160哈希函数主要用来生成比特币地址；SHA256哈希函数主要用来构造区块链所用的密码。区块链采用基于椭圆曲线的加密算法，其又称为非对称加密算法：每个区块链用户都拥有私钥和公钥，私钥由自己保存；公钥公开，用哈希函数生成数值，Base58Check编码生成标识信息后用于验证自身产生的数据交易。

在分布式共识机制中，共识算法具有重要意义，工作量证明机制(Proof of Work，PoW)是区块链网络中的共识策略，每个节点负责计算一个变化的区块头散列值，并连续计算哈希值，从而达到最后的目标。权益证明机制(Proof of Stake，PoS)是工作量证明机制的一种节能共识替代方案，相比较而言，它更有效并且更加节省资源。实用拜占庭容错机制(Practical Byzantine Fault Tolerance, PBFT)可以保证在系统拜占庭故障节点少于1/3的情况下达成共识。

区块链技术具有去中心化、数据分布可靠存储、开源可移植性等特点，因此在互联网、金融、医疗等领域都有广泛的应用[9]。