CN101473590B - 用于缓存web文件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种系统和方法，接收针对文件的请求，所述请求包括所请求文件的标识符和消息摘要，该消息摘要包括所请求文件的期望散列结果。所述系统和方法标识是否已经存储了具有所述标识符以及与所述消息摘要相匹配的散列结果的文件。如果是，则可选地在通过再次进行散列和再次与消息摘要比较而检查真实性后，提供该文件。如果文件没有存储在缓存中，可以从标识符中包括的位置获取该文件，对该文件进行散列，并与消息摘要比较以对其进行验证，如果散列结果与消息摘要相匹配，则向请求程序提供该文件。

Description

用于缓存WEB文件的系统和方法

技术领域

本发明涉及计算机软件，具体涉及用于缓存web文件的计算机软件。

背景技术

许多传统程序在因特网上获取文件。为了节省反复获取相同文件的时间，许多计算机系统将其获取的文件存储到缓存中，并且后来的获取首先尝试从缓存中获得。当系统采用缓存时，如果计算机系统接收到对文件的请求，其首先检查缓存。如果文件在缓存中，则计算机系统从缓存中获取该文件。因为从本地硬盘驱动器获取文件能够比从因特网或其他网络获取文件快得多，所以从缓存获取文件能够显著地加快文件获取的速度。如果文件不在缓存中，则从因特网获取该文件。

然而，传统的缓存系统既不安全也不精确。如果所请求的文件已被毁坏，例如被恶意用户毁坏，缓存不会检测到毁坏，并且会提供该文件。如果存在具有相同名称的文件的新版本，缓存系统将不会区分版本，而提供旧的版本。

一些传统的浏览器试图通过以下方法解决这一问题，即，仅在文件最初是从与对应于请求来源的文件或者程序相同的因特网域获取的情况下，才从缓存获取该文件。尽管这有助于防止毁坏或版本不匹配的问题，但是这导致了较慢的下载时间，因为缓存中的文件被再次下载。这也不能检测到文件的毁坏或错误的版本。

所需要的是一种用于缓存文件的系统或方法，其从具有任何域的原始来源的缓存提供文件，但是能够检测到缓存中文件的毁坏情况或错误版本的存储情况，并提供未毁坏的文件或所请求的版本，即使缓存中存储着具有相同文件名称的另一版本。

发明内容

一种系统和方法，允许程序使用文件的散列结果和网络位置来请求文件。所述系统和方法参考缓存中的文件，并且标识缓存中存储的任何文件是否具有所述散列结果。如果是，则所述系统和方法从该缓存来提供文件。如果不是，则所述系统和方法从网络位置获取文件，对文件进行散列，并存储与散列结果相关联的文件，并且可选择地存储获取所述文件的网络位置，以便如上所述的使用。针对请求中的散列结果对散列结果进行检查。如果散列结果匹配，则所述系统和方法提供该文件，否则，所述系统和方法提供所请求文件不可用的指示。

附图说明

图1是传统计算机系统的示意性框图。

图2是根据本发明一种实施方式的用于提供所请求文件的系统的示意性框图。

图3是示出了根据本发明一种实施方式的提供所请求文件的方法的流程图。

具体实施方式

本发明可被实施为传统计算机系统上的计算机软件。现在参照图1，其示出了用于实践本发明的传统计算机系统150。处理器160获取并执行存储在存储162中的软件指令，并且可以控制其他组件来执行本发明，其中所述存储诸如存储器，其可以是随机存取存储器(RAM)。存储162可以用来存储程序指令或数据，或者存储这两者。诸如计算机磁盘驱动器或其他非易失性存储的存储164可以提供数据或程序指令的存储。在一种实施方式中，存储164提供指令和数据的较长期存储，而存储162为这样的数据或者指令提供存储，其可能仅在比存储164要短的时间内是所需的。诸如计算机键盘或鼠标或这两者的输入设备166允许用户向系统150输入。诸如显示器或打印机的输出设备168允许向系统150的用户提供信息，诸如指令、数据或其他信息。诸如传统软盘或CD-ROM驱动器的存储输入设备170经由输入172接收计算机程序产品174，诸如传统软盘或CD-ROM或可用来将计算机指令或数据传输至系统150的其他非易失性存储介质。计算机程序产品174具有编码于其上的计算机可读程序代码设备176，诸如在软盘情况下的磁荷、或者在CD-ROM情况下的光学编码，其被编码成程序指令、数据或者这两者，以配置计算机系统150如下所述的进行操作。

在一种实施方式中，每个计算机系统150是运行SOLARIS操作系统的传统SUN MICROSYSTEMS ULTRA 10工作站(可从加利福尼亚州山景城(Mountain View)的SUN MICROSYSTEMS公司获得)、运行WINDOWS操作系统(例如95、98、ME、XP、NT或2000，可从华盛顿州雷蒙德的微软公司获得)的奔腾兼容型个人计算机系统(例如可从德克萨斯州园石市(Round Rock)的戴尔计算机公司获得)或者运行着MACOS或OPENSTEP操作系统的Macintosh计算机(可从加利福尼亚州库珀蒂诺的苹果计算机公司获得)、NETSCAPE浏览器(可从加利福尼亚州山景城的NETSCAPE通信公司获得)或者INTERNET EXPLORER浏览器(可从上述微软公司获得)，但是也可使用其他系统。

接收请求

文件请求接收器220接收来自程序的文件请求。该请求包括所请求文件的消息摘要，其是使用传统散列功能对文件进行散列的结果的期望值。该请求还包括所请求文件的来源，其形式可以是指明可得到文件的位置的URL。当文件请求接收器220从程序接收到文件请求时，文件请求接收器220确定其是否可以向程序提供文件。为此，文件请求接收器220将消息摘要发送至缓存管理器230。

检查缓存

当缓存管理器230从文件请求接收器220接收到消息摘要时，缓存管理器230确定所请求的文件是否由于存储在文件缓存240中而列在文件信息存储242中。为了确定所请求的文件是否列在文件信息存储242中，缓存管理器230对从文件请求接收器220接收的消息摘要与文件信息存储242中的散列结果进行比较，并使用任意的常规技术来搜索所请求文件的消息摘要与文件信息存储242中的散列结果之间的匹配。文件信息存储242可以是磁盘或内存或者这两者，并且可以包含传统数据库，诸如表示哪些文件存储在文件缓存240中的记录的内部列表。对文件信息存储242中的记录进行布置，使得文件的散列结果与该文件的文件名称相关联，其中文件名称可以是该文件的任何唯一标识符。在一种实施方式中，文件的文件名称可以是指明获取该文件的文件位置的URL。在一种实施方式中，缓存管理器230通过从文件信息存储242中的记录列表的顶部开始并比较所请求文件的消息摘要与由文件信息存储242维护的内部列表上的每个散列结果，以此在文件信息存储242中搜索匹配的散列结果。如果散列结果没有与所请求文件的消息摘要匹配，则缓存管理器230进行到列表中下一个散列结果，直到缓存管理器找到与所请求文件的消息摘要的匹配，或者到达文件信息存储242中散列结果列表的末端。在其他实施方式中，文件信息存储242按照散列结果来排序，缓存管理器230使用二分搜索算法来试图定位与消息摘要匹配的散列结果。

在一种实施方式中，针对其对所请求的文件进行检查的、文件缓存240中的文件可能来自不同因特网域来源。这类文件通过系统200的各种操作而存储在文件缓存240中。

提供文件或错误消息的句柄

如果缓存管理器230找到所请求文件的消息摘要与存储在文件信息存储242中的散列结果之间的匹配，那么缓存管理器230从文件信息存储242获得与来自文件信息存储242的散列结果相关联的来源标识符。当缓存管理器242接收到与所请求文件的消息摘要相匹配的散列结果所关联的文件名称时，缓存管理器230使用操作系统254或数据库来获取对来自文件缓存240的文件的句柄。为了获取对文件缓存240中文件的句柄，缓存管理器230从操作系统254请求针对位于文件缓存240中的、与如上所述定位的文件名称相匹配的文件的句柄。文件缓存240可以是磁盘或内存或者这两者。操作系统254为缓存管理器230提供文件缓存240中与文件请求接收器220所提供的消息摘要相匹配的文件的句柄。缓存管理器230将所请求文件的句柄提供给文件请求接收器220。

在一种实施方式中，当文件请求接收器220从缓存管理器接收到对所请求文件的句柄时，文件请求接收器220将该句柄提供给请求该文件的程序。在另一种实施方式中，文件请求接收器220改为如下述那样使文件再次被散列，然后如下述那样试图验证文件。如果文件被确定为可信的，文件请求接收器220将该文件的句柄提供给请求该文件的程序。如果如下述那样确定文件不是可信的，则如下文详细描述的，文件请求接收器220按照就像缓存管理器230没有在所请求文件的消息摘要与请求的文件信息存储242中列出的散列结果之间定位到匹配那样的相同方式来处理这种情况，这导致了进行获取文件的尝试，将在下面更详细地描述。

如果缓存管理器230没有找到所请求文件的消息摘要与文件信息存储242中列出的任何散列结果之间的匹配，则缓存管理器230向文件请求接收器220返回消息，该消息指明无法在文件信息存储242中找到所请求的文件。当文件请求接收器220从缓存管理器242接收到这样的消息时，文件请求接收器220如下所述的继续获取和验证文件。

需要注意的是，文件信息存储242可能包含来自不同因特网域的文件的散列结果和标识符。当缓存管理器230确定文件信息存储242中存储的散列结果与其所接收的消息摘要之间是否存在匹配时，其可以对消息摘要与许多先前存储的文件的散列结果进行比较，所述先前存储的文件是从多个不同因特网域下载的。

如果文件不在缓存中，获取并存储文件。

当文件请求接收器220从缓存管理器230接收到文件不在文件缓存240中的指示时，文件请求接收器220进行到从该文件的来源获取该文件。为此，文件请求接收器220将上述原始请求中接收到的所请求文件的来源提供给文件获取器250。文件获取器250使用常规的文件获取方法来使用通信接口210从文件的来源中指明的本地或网络位置获取文件。在一种实施方式中，网络和系统200之间的通信通过通信接口210的输入/输出208来实现，所述输入/输出208连接到诸如因特网或本地网络或者这两者。通信接口210是支持TCP/IP、以太网和/或其他常规通信协议的常规通信接口。

当文件获取器250从文件来源指明的网络地址获取该文件时，文件获取器250使用操作系统254来利用名称或由文件获取器250指定的其他唯一标识符将文件存储在文件缓存240中。在一种实施方式中，用于在文件缓存240中存储文件的唯一标识符是接收文件的文件位置的URL，在此认为其是文件的来源。文件获取器250操作系统254接收文件缓存240中存储的所获取文件的句柄。

对文件进行散列，并将散列结果与文件相关联

为了确保所获取的文件是所请求的文件，文件获取器250将文件缓存240中的所获取的文件的句柄提供给文件散列器252。当文件散列器252接收到所获取文件的句柄时，文件散列器252读取该文件，并使用常规散列技术对该文件进行散列。在一种实施方式中，用来对文件进行散列的散列功能是任意一种密码学上安全的散列功能，例如SHA-1散列功能。密码学上安全的散列功能是具有大量潜在散列结果的散列功能，对它来说，散列功能输入的小变化很可能产生不同的散列结果。SHA-1散列功能和其他散列功能记载在Schneier的Applied Cryptography(Wiley，第二版，1996)ISBN：0-471-11709-9中。由文件散列器对所获取文件进行的散列产生散列结果，文件散列器252将该结果返回给文件获取器250。

当文件获取器250从文件散列器252接收到散列结果时，文件获取器250将所获取文件的散列结果以及所获取文件的唯一标识符存储到文件信息存储242中，使得文件信息存储242将在其内部数据库中包括散列结果以及相关联的唯一标识符，以用于上面描述的用途。

文件获取器250将所获取文件的句柄和所获取文件的散列结果提供给文件请求接收器220，以允许文件请求接收器220验证所获取的文件，并确保所获取的文件与程序所请求的文件相匹配。

验证文件

为了验证所获取的文件并确保其与程序所请求的文件相匹配，文件请求接收器220向散列比较管理器260发送比较请求，该比较请求包括所获取文件的散列结果和所请求文件的消息摘要。当散列比较管理器260接收到比较请求时，散列比较管理器260对所获取文件的散列结果和所请求文件的消息摘要进行比较，并确定这两个元素是否彼此匹配。如果这两个元素彼此匹配，则散列比较管理器260向文件请求接收器220发送信号，指明所获取的文件是所请求的文件。如果两个元素彼此不匹配，则散列比较管理器260向文件请求接收器220发送错误消息，其指明所获取的文件不是所请求的文件。

提供文件或错误消息的句柄

文件请求接收器220从散列比较管理器260接收指明所请求文件是所获取文件的消息，或者指明所请求文件不是所获取文件的消息。如果文件请求接收器220接收到所请求文件是所获取文件的指示，则文件请求接收器220向其接收请求的程序提供所获取文件的句柄，其中所获取文件目前位于文件缓存240中。如果文件请求接收器220接收到表明所获取文件与所请求文件不匹配的错误消息，则文件请求接收器220向程序发送错误消息，指明文件不存在。

程序接收到所请求文件的句柄或者表示所请求文件不存在的错误消息的句柄。如果程序接收到所请求文件的句柄，程序可以通过操作系统254从文件缓存240读取该文件，并继续运行直到终止。如果请求另一个文件，则重复上述流程。如果程序接收到表示所请求文件不存在的错误消息，则程序或者在没有该文件的情况下继续运行，或者终止。

在一种实施方式中，正在使用该文件的程序在浏览器窗口中显示输出。程序可以是浏览器，或者是浏览器的插件，例如Flash播放器应用程序。

接收对文件的请求310。该请求可以包括所请求文件的来源和所请求文件的消息摘要。如上所述，针对所请求的文件检查缓存312。如果所请求的文件位于缓存中314，在一种实施方式中，向从其接收对文件的请求的实体提供位于缓存中的所请求文件的句柄，并且该方法终止318。否则314，该方法在步骤320继续。在图中由虚线表示的另一种实施方式中，如果所请求的文件位于缓存中314，该方法在步骤322继续。

获取所请求的文件并将其存储到文件缓存或者具有唯一标识符并与其来源相关联的其他文件存储装置中320。对所获取的文件进行散列以产生散列结果322。将散列结果与所获取的文件相关联，并与文件相关联地存储散列结果324。对所获取文件的散列结果与所请求文件的消息摘要进行比较326。如果所获取文件的散列结果与所请求文件的消息摘要相匹配328，则如上所述，该方法在步骤316继续。

如果所获取文件的散列结果与所请求文件的消息摘要不匹配328，则向程序提供错误的指示330，并且该方法在步骤318终止。

该系统和方法因此可以用来将从一个因特网域接收的文件提供给从另一个因特网域下载的程序。请求中的消息摘要不仅可以帮助确保文件的验证，还可以帮助确保程序使用该文件的许可。

Claims (21)

1.一种响应于请求而提供文件的方法，包括：

在第一计算机系统上接收对所述文件的请求，所述请求包括消息摘要以及与不同于所述第一计算机系统的第二计算机系统相对应的位置，所述第一计算机系统通过网络与所述第二计算机系统耦合；

确定在接收所述请求的步骤之前存储区域中是否存储了具有与所述消息摘要相对应的第一散列结果的文件，所述第一散列结果先前使用散列功能产生；

响应于在接收所述请求的步骤之前存储区域中存储了具有与所述消息摘要相对应的第一散列结果的所述文件：

再次使用所述散列功能对所述文件进行散列，以产生第二散列结果；

将所述第二散列结果与所述消息摘要进行比较；以及

响应于所述第二散列结果对应于所述消息摘要，而响应于所述请求从所述存储区域提供所述文件；以及

响应于在接收所述请求的步骤之前存储区域中没有存储具有与所述消息摘要相对应的第一散列结果的文件：

响应于所述位置，从所述第二计算机系统获取所述文件；

将所获取的文件存储到所述存储区域中；

再次使用所述散列功能对所述文件进行散列，以产生第三散列结果；

对所述第三散列结果与所述消息摘要进行比较；以及

响应于所述第三散列结果对应于所述消息摘要，而响应于所述请求来提供所述文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述存储的文件是从第一因特网域接收的，并且被提供给由第二因特网域提供的程序。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于所述第二散列结果或者所述第三散列结果与消息摘要不对应，提供错误消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述错误消息被提供的情况下不提供所述文件。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述散列功能包括密码学上安全的散列功能。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述密码学上安全的散列功能包括SHA-1。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤响应于所述存储区域中的多个文件，这些文件是从多个因特网域接收的。

8.一种用于响应于请求而提供文件的系统，包括：

第一计算机系统上的文件请求接收器，所述文件请求接收器具有可操作地耦合的第一输入，用于接收对所述文件的请求，所述请求包括消息摘要以及与不同于所述第一计算机系统的第二计算机系统相对应的位置，所述第一计算机系统通过网络与所述第二计算机系统耦合，所述文件请求接收器用于在第一输入/输出处提供所述消息摘要；

缓存管理器，具有与所述文件请求接收器输入/输出耦合并用于接收所述消息摘要的第一输入/输出，所述缓存管理器用于通过与存储区域耦合的第二输入/输出来确定所述存储区域中是否存储了具有与所述消息摘要相对应的散列结果的文件，以及用于在所述第一输入/输出处提供选自以下的至少一个，包括：

与存储在所述存储区域中的文件相对应的所述文件的标识符；和

所述文件没有存储在所述存储区域中的指示；

其中，所述文件请求接收器还用于：

通过所述请求接收器第一输入/输出来接收所述文件的所述标识符或所述指示，

响应于所述文件的所述标识符，而响应于所述请求，经由所述第二输入/输出从所述存储区域获取所述文件，并在第一输出处提供文件；以及

响应于所述指示，在第二输出提供所述文件的标识符和消息摘要；以及

还包括：

文件获取器，其具有与所述请求接收器第二输出相耦合的输入，所述文件获取器用于：响应于标识符而经由第一输入/输出从所述第二计算机系统获取所述文件，经由第二输入端/输出处将所获取的文件存储到所述存储区域中，以及在输出提供所述文件的标识符；

文件散列器，具有与所述文件获取器输出相耦合并用于接收所述文件的所述标识符的输入，所述文件散列器用于使用散列功能对所述文件进行散列以产生散列结果，并用于在输出处提供所述散列结果；

散列比较管理器，具有与所述请求接收器第二输出相耦合并用于接收所述消息摘要、以及与所述文件散列器相耦合并用于接收所述散列结果的输入，所述散列比较管理器用于对所述散列结果与所述消息摘要进行比较，并在输出处提供所述比较的结果的指示；以及

其中，所述文件请求接收器还包括与所述散列比较管理器输出相耦合并用于接收所述指示的第二输入，并且所述文件请求接收器还响应于指明所述散列结果与所述消息摘要相对应的指示，在所述文件请求接收器第一输出处提供所述文件。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述所存储的文件是从第一因特网域接收的，并且被提供给由第二因特网域提供的程序。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述文件请求接收器还用于响应于指明所述散列结果与所述消息摘要不对应的指示，在所述文件请求接收器第一输出处提供错误消息。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，如果提供了所述错误消息，则不提供所述文件。

12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述散列功能包括密码学上安全的散列功能。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述密码学上安全的散列功能包括SHA-1。

14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述缓存管理器响应于所述存储区域中从多个因特网域接收的多个文件，经由与所述存储区域耦合的所述第二输入/输出来确定：所述存储区域中是否存储了具有与所述消息摘要相对应的散列结果的文件。

15.一种用于响应于请求而提供文件的设备，包括：

接收装置，用于在第一计算机系统上接收对所述文件的请求，所述请求包括消息摘要以及与不同于所述第一计算机系统的第二计算机系统相对应的位置，所述第一计算机系统通过网络与所述第二计算机系统耦合；

确定装置，用于确定在接收所述请求的步骤之前存储区域中是否存储了具有与所述消息摘要相对应的第一散列结果的文件，所述第一散列结果先前使用散列功能产生；

第一提供装置，用于响应于在接收所述请求的步骤之前所述存储区域中存储了具有与所述消息摘要相对应的第一散列结果的所述文件：

再次使用所述散列功能对所述文件进行散列，以产生第二散列结果；

将所述第二散列结果与所述消息摘要进行比较；以及

响应于所述第二散列结果对应于所述消息摘要，而响应于所述请求从所述存储区域提供所述文件；以及

第二提供装置，用于响应于在接收所述请求的步骤之前所述存储区域中没有具有与所述消息摘要相对应的第一散列结果的文件：

响应于所述位置，从所述第二计算机系统获取所述文件；

将所获取的文件存储到所述存储区域中；

再次使用散列功能对所述文件进行散列，以产生第三散列结果；

对所述第三散列结果与所述消息摘要进行比较；以及

响应于所述第三散列结果对应于所述消息摘要，而响应于所述请求来提供所述文件。

16.根据权利要求15所述的设备，其中所述所存储的文件是从第一因特网域接收的，并且被提供给由第二因特网域提供的程序。

17.根据权利要求15所述的设备，还包括错误消息提供装置，用于响应于所述第二散列结果或第三散列结果与所述消息摘要不对应而提供错误消息。

18.根据权利要求17所述的设备，其中在所述错误消息被提供的情况下不提供所述文件。

19.根据权利要求15所述的设备，其中所述散列功能包括密码学上安全的散列功能。

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述密码学上安全的散列功能包括SHA-1。

21.根据权利要求15所述的设备，其中所述确定装置响应于存储区域中的多个文件，这些文件是从多个因特网域接收的。

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