修剪之树：从根本上重新思考 RPKI 架构

资源公钥基础设施 (RPKI) 是 BGP 的关键安全机制，但其架构复杂度随着采用规模的增长而日益成为挑战。当前的 RPKI 设计大量复用了遗留 PKI 组件，如 X.509 EE 证书、ASN.1 编码和基于 XML 的仓库协议，这些组件引入了过多的密码学验证、冗余的元数据以及存储和处理上的不效率。我们表明，这些设计选择虽基于既定标准，却导致显著的性能瓶颈，增加了攻击面，并阻碍了大规模 Internet 部署的可扩展性。本文对 RPKI 设计中导致复杂度根源的系统性分析，并实验性地量化其实际影响。我们发现，RPKI 依赖方在证书解析和签名验证方面消耗了超过 70% 的验证时间，其中大部分是不必要的。基于此洞见，我们提出改进版 RPKI (iRPKI)，一种兼容现有部署的全新设计，在保留全部安全保证的同时显著降低协议开销。iRPKI 消除 EE 证书和 ROA 签名，合并撤销和完整性对象，用 Protobuf 替代冗长编码，并重构仓库元数据以实现更高效的访问。我们实验性地表明，iRPKI 在 Routinator 验证器中的实现实现了处理时间提速 20 倍、带宽需求改善 18 倍、缓存内存占用降低 8 倍，同时消除了至少 10 个 RPKI 软件漏洞的潜在类型。iRPKI 大幅提高了在 Internet 大规模部署 RPKI 的可行性，尤其是在受限环境中。我们的设计可逐步部署，而不会影响现有运营。