[发明专利]面向以太坊的活动网络拓扑感知方法

说明书

本发明公开了一种面向以太坊的活动网络拓扑感知方法，该方法主要为：通过向以太坊网络中部署感知节点，利用改进以太坊网络规范协议中的节点发现协议实现目标节点的路由表感知；通过利用以太坊网络规范协议中的消息转发协议实现目标节点的活动连接数量的推测；最终根据以太坊内存池对未来事务的处理策略，通过事务隔离验证的方式对目标节点与其路由表中的对等节点之间是否存在活动连接进行验证。本发明具有实施简单、高效率等优点，可提供更加高效、更准确的以太坊的活动网络拓扑感知方案。

技术领域

本发明属于网络空间安全技术领域，具体为一种面向以太坊的活动网络拓扑感知方法。

背景技术

作为对等节点通信的基础，以太坊网络层因其在相关参与者之间的通信中扮演的关键角色而受到广泛的关注。非结构化的对等网络在拓扑结构上存在拓扑失配的问题，逻辑链路与物理链路之间的不匹配导致网络中低下的数据传输效率。以太坊的开发者通过含蓄地隐藏网络拓扑结构的方式来实现维护以太坊安全的目的，任何接入以太坊的节点都可以从网络中获得其他节点的信息，但是节点间的连接是隐藏的。尽管隐藏以太坊的网络拓扑提高了攻击的难度，但是通过侧信道攻击等技术来推断网络连接可以跨越这个限制，可见拓扑混淆并非一个有效的防御策略。鉴于对维护以太坊网络安全的需求，实现以太坊网络拓扑的感知具有极其重要的意义。现有的以太坊网络拓扑感知方法以感知节点的静态路由表为主，并通过静态路由表绘制以太坊的网络拓扑。但是，以太坊节点之间的连接具有迟滞性，断开连接的节点并不会立刻从邻居节点的路由表中清除，从而导致所感知的拓扑结构精确度和时效性较低。除此之外，传统以太坊网络拓扑感知方法在感知过程会产生冗余流量，导致拓扑感知过程可控性差和效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种面向以太坊的活动网络拓扑感知方法，以克服现有技术中节点路由表感知和节点间活动连接验证等问题，实现更加高效、更准确的以太坊的活动网络拓扑感知方案

实现本发明目的的技术方案为：一种面向以太坊的活动网络拓扑感知方法，包括以下步骤：

步骤1、节点路由表感知；感知节点基于目标节点的全局唯一标识符生成16个特定的target目标值以映射到目标节点的不同bucket中，并执行改进的以太坊节点发现协议，以轮询的形式对bucket进行请求，获得目标节点的潜在活动连接节点集合；

步骤2、活动连接数量推测；感知节点在网络中被动收集目标节点的消息转发记录，将目标节点转发的消息划分为本体消息和哈希消息两种类别，并在指定时间内统计两种消息类别的数量；

步骤3、隔离验证；根据以太坊内存池对事务替换策略的支持和未来事务的处理策略，感知节点通过向网络中依次传播指定价格的未来事务的方式，验证目标节点之间的活动连接；在目标节点的潜在活动连接集合和活动连接数量的限制下，通过对隔离验证方法的不断迭代，得到目标节点的活动连接节点集合；

步骤4、活动拓扑绘制；根据隔离验证得到的目标节点的活动连接节点集合进行网络拓扑绘制。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)基于改进的节点发现协议可以在可控请求次数内实现对目标节点的路由表感知，极大地减少了网络中的冗余流量的注入，具有高效、可控、便于调整等优势；(2)基于消息转发协议的节点活动连接数量的推测加速了隔离验证的过程，使得目标节点的活动连接节点集合能够快速收敛；(3)基于以太坊的内存池支持的事务策略，隔离验证的方法实现了节点间活动连接的可验证性，极大程度地提高了以太坊网络拓扑绘制的实时性和准确性；(4)本发明具有实施简单、高效率等优点，为每一个接入以太坊的用户可提供更加高效、更准确的以太坊的活动网络拓扑感知方案。

附图说明

图1是本发明的总体架构图。

图2是本发明的路由表感知工作流程图。

图3是本发明的隔离验证的示意图。

图4是数次迭代内感知节点对以太坊网络拓扑的感知趋势。