CN108366137A - 基于区块链对域名进行处理的方法以及根域名系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了基于区块链对域名进行处理的方法以及根域名系统，适用于计算机技术领域，该系统包括：根区信息同步接口、区块链底层网络、分布式数据库以及共识模块，其中，区块链底层网络，用于接收域名解析请求，并从分布式数据库中获取域名解析请求携带的域名对应的网络之间互连的协议IP地址；共识模块，用于提供共识算法，以使得区块链底层网络验证IP地址是否基于共识算法得到的；分布式数据库，用于存储域名与IP地址之间的映射关系；根区信息同步接口，用于实现递归服务器与区块链底层网络的信息同步。

Description

基于区块链对域名进行处理的方法以及根域名系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体而言，本发明涉及一种基于区块链对域名进行处理的方法以及根域名系统。

背景技术

根域名服务器是互联网域名解析系统(Domain Name System，DNS)中最高级别的域名服务器，负责返回顶级域的权威域名服务器地址。根域名是互联网基础设施中的重要部分，所有域名解析操作均离不开根服务器。

随着信息技术的发展，基于区块链的DNS根域名系统应运而生，如何基于区块链的DNS根域名系统进行域名解析成为一个关键问题。

发明内容

为克服上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，特提出以下技术方案：

本发明的实施例根据一个方面，提供了一种基于区块链的根域名系统，该系统包括：根区信息同步接口、区块链底层网络、分布式数据库以及共识模块，其中，

区块链底层网络，用于接收域名解析请求，并从分布式数据库中获取域名解析请求携带的域名对应的网络之间互连的协议IP地址；

共识模块，用于提供共识算法，以使得区块链底层网络验证IP地址是否基于共识算法得到的；

分布式数据库，用于存储域名与IP地址之间的映射关系；

根区信息同步接口，用于实现递归服务器与区块链底层网络的信息同步。

具体地，区块链底层网络，具体用于接收递归服务器发送的域名解析请求；

区块链底层网络，具体还用于接收代理节点发送的域名解析请求，代理节点为递归服务器的代理节点，适用于当递归服务器出现DNS解析故障时，向区块链底层网络请求应答域名解析请求。

可选地，区块链底层网络，还用于基于共识模块提供的共识算法，将预设域名处理请求内容添加至区块链底层网络中的各个节点；

预设域名处理请求包括以下任一项：域名新增请求、域名删除请求以及域名修改请求。

具体地，区块链底层网络，具体还用于基于共识模块提供的共识算法，将预设域名处理请求内容打包至区块，并将区块添加至区块链底层网络中的各个节点。

具体地，共识模块提供的共识算法为实用拜占庭容错PBFT算法。

本发明的实施例根据另一个方面，提供了一种基于区块链对域名进行处理的方法，由区块链中的节点执行，包括：

接收域名解析请求，域名解析请求中携带待解析的域名；

基于域名解析请求进行域名解析，得到待解析的域名对应的IP地址。

具体地，接收域名解析请求包括：

接收递归服务器发送的域名解析请求；和/或，

接收代理节点发送的域名解析请求，代理节点为递归服务器的代理节点，适用于当递归服务器出现DNS解析故障时，向区块链请求应答域名解析请求。

可选地，基于域名解析请求进行域名解析，得到待解析的域名对应的IP地址，之后还包括：

确定IP地址是否基于预设共识算法得到的。

可选地，当接收到预设域名处理请求，基于预设共识算法将预设域名处理请求内容添加至区块链中的各个节点；

预设域名处理请求包括：域名新增请求、域名删除请求以及域名修改请求中的任一项。

具体地，基于预设共识算法将预设域名处理请求内容添加至区块链，包括：

基于预设共识算法，将预设域名处理请求内容打包至区块，并将区块添加至区块链。

可选地，基于预设共识算法将预设域名处理请求内容添加至区块链，之后还包括：

将添加至区块链中的内容，同步至递归服务器。

具体地，预设共识算法为实用拜占庭容错PBFT算法。

本发明的实施例根据又一个方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述基于区块链对域名进行处理的方法。

本发明提供了一种基于区块链对域名进行处理的方法以及根域名系统，与现有技术相比，本发明区块链中的节点接收携带待解析的域名的域名解析请求，并能够基于域名解析请求对待解析的域名进行域名解析，得到待解析的域名对应的IP地址，即该根域名系统中的区块链节点可以对接收到的域名解析请求进行域名解析，得到对应的IP地址，从而可以基于区块链的DNS根域名系统实现域名解析。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中的一种基于区块链的根域名系统示意图；

图2为本发明实施例的一种基于域名进行操作的方法流程图；

图3为区块链互联网根网络与递归服务器根区信息同步示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；PCS(Personal Communications Service，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。

实施例一

本发明实施例提供了一种基于区块链的根域名系统，如图1所示，该基于区块链的根域名系统10包括：根区信息同步接口11、区块链底层网络12、分布式数据库13以及共识模块14，其中，

区块链底层网络12，用于接收域名解析请求，并从分布式数据库13中获取域名解析请求携带的域名对应的网络之间互连的协议IP地址。

共识模块14，用于提供共识算法，以使得区块链底层网络12验证IP地址是否基于共识算法得到的。

其中，共识模块14提供的共识算法为实用拜占庭容错PBFT算法。

分布式数据库13，用于存储域名与IP地址之间的映射关系。

其中，分布式数据库13用于保存具体的根区信息，具体的根区信息包括顶级域信息以及根区信息的所有者信息。

根区信息同步接口11，用于实现递归服务器与区块链底层网络12的信息同步。

其中，该根区信息同步接口位于递归DNS服务器。

具体地，区块链底层网络12，具体用于接收递归服务器发送的域名解析请求。

区块链底层网络12，具体还用于接收代理节点发送的域名解析请求。

其中，代理节点为递归服务器的代理节点，适用于当递归服务器出现DNS解析故障时，向区块链底层网络12请求应答域名解析请求。

进一步地，区块链底层网络12，还用于基于共识模块14提供的共识算法，将预设域名处理请求内容添加至区块链底层网络12中的各个节点。

其中，预设域名处理请求包括以下任一项：域名新增请求、域名删除请求以及域名修改请求。

具体地，区块链底层网络12，具体还用于基于共识模块14提供的共识算法，将预设域名处理请求内容打包至区块，并将区块添加至区块链底层网络12中的各个节点。

对于本发明实施例，上述基于区块链的DNS根域名系统，用于补充传统DNS根服务器，为一种没有中央机构或中间缓存，各自国家管理自己根域的对等网络，每个根节点均包含整个区块链，即完整的名称和其他事务的完整数据库。在本发明实施例中，区块链技术本身以及共识机制可确保数据可靠性(即数据库对所有节点而言都是相同的)，共识机制可以确保任何用户(包括系统管理员)均无法进入“上帝模式”，即均无法取消或者变更任何记录，仅有特定的记录所有者能进行相应的操作，其他人都不可以。

具体地，基于区域链的DNS根域名系统的特点为：

1、每条记录仅能由其所有者进行修改，其他人无法进行相关操作；

2、通过共识机制禁用超级管理员模式，利用PBFT算法，保证了系统的高性能；

3、数据记录对所有用户而言是相同的；

4、数据文件与快速搜索引擎协同工作；

5、域名解析不依赖于互联网上任何根服务器的健康状况。

为了保证与传统的DNS兼容，保证解析地址正确性，我们的系统初始化需要同步ICANN的根域名服务器的记录，同时需要建立国家的账号信息，建立各个顶级域的归属映射关系，即每个国家以及该国家所管理的顶层域信息映射，需要该基于区块链的根域名信息上线前完成。

在系统上线后，各账户只能操作自己所管理的域名，并可以进行修改、删除等操作，各账户可以发起新增顶级域请求，节点验证后数据进去区块链进行打包。

进一步地，本发明实施例中的基于区块链的根域名系统具备高安全性、自主性、高容错性以及开放性，其中：

·安全性：每个节点都维护着DNS记录，可以在很大程度上抵御分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service，DDoS)攻击。除了防御DDoS攻击，还可以从根本上杜绝DNS劫持问题，区块链技术可以保证DNS记录不被篡改；

·自主性：国家代码域名后缀(ccTLDs)，比如.de(德国)，完全由其所代表国家的政府控制，任何其他国家都无法操作.de的根域，保护其域名主权；

·高容错：去中心化的DNS根域名系统中每个节点都维护着所有的DNS记录，任何一个节点异常，都不会影响到其他节点，域名解析不依赖于互联网上任何根服务器的健康状况；

·开放性：基于国家与国家，国家与组织之间的开放性和协作性，向全社会开放，借助区块链平台，实现互联网全球共治。

本发明实施例提供了一种基于区块链的根域名系统，与现有技术相比，本发明实施例中区块链中的节点接收携带待解析的域名的域名解析请求，并能够基于域名解析请求对待解析的域名进行域名解析，得到待解析的域名对应的IP地址，即该根域名系统中的区块链节点可以对接收到的域名解析请求进行域名解析，得到对应的IP地址，从而可以基于区块链的DNS根域名系统实现域名解析。

进一步地，下述方法实施例为基于上述基于区块链的根域名系统对域名进行处理的方法，具体详见下述实施例，其中，

实施例二

本发明实施例提供了一种基于区块链对域名进行处理的方法，由区块链中的节点执行，如图2所示，包括：

步骤201、接收域名解析请求。

其中，域名解析请求中携带待解析的域名。

对于本发明实施例，区块链中的节点接收递归服务器向其广播的域名解析请求，用于查询待解析的域名对应的IP地址。

步骤202、基于域名解析请求进行域名解析，得到待解析的域名对应的IP地址。

例如，域名解析请求中携带的待解析的域名为www.162.com，对该域名进行解析，得到www.162.com对应的IP地址为111.1.53.220。

本发明实施例提供了一种基于区块链对域名进行处理的方法，与现有技术相比，本发明实施例中区块链中的节点接收携带待解析的域名的域名解析请求，并能够基于域名解析请求对待解析的域名进行域名解析，得到待解析的域名对应的IP地址，即该根域名系统中的区块链节点可以对接收到的域名解析请求进行域名解析，得到对应的IP地址，从而可以基于区块链的DNS根域名系统实现域名解析。

实施例三

本发明实施例的另一种可能的实现方式，在实施例二所示的基础上，还包括实施例三所示的操作，其中，

步骤201包括步骤2011(图中未标注)或者步骤2012(图中未标注)，其中，

步骤2011、接收递归服务器发送的域名解析请求。

步骤2012、接收代理节点发送的域名解析请求。

其中，代理节点为递归服务器的代理节点，适用于当递归服务器出现DNS解析故障时，向区块链请求应答域名解析请求。

对于本发明实施例，区块链中的节点可以接收递归服务器广播的域名解析请求；当递归服务器出现DNS解析故障时，区块链中的节点可以接收递归服务器的代理节点广播的域名解析请求。

实施例四

本发明实施例的另一种可能的实现方式，在实施例二或者实施例三的基础上，还包括实施例四所示的操作，其中，

步骤202之后还包括：确定IP地址是否基于预设共识算法得到的。

其中，预设共识算法为实用拜占庭容错(Practical Byzantine FaultTolerance，PBFT)算法。

对于本发明实施例，PBFT是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示，使用0到|R|-1的整数表示每一个副本。为了描述方便，假设|R|＝3f+1，这里f是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3f+1个副本，但是额外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。

对于本发明实施例，通过PBFT共识算法将产生合法的生成区块的节点，该节点具备生成区块的能力；进一步地，PBFT共识算法保证区块链数据的一致性。

实施例五

本发明实施例的另一种可能的实现方式，在实施例二的基础上，还包括实施例五所示的操作，其中，

步骤301(图中未标注)、当接收到预设域名处理请求，基于预设共识算法将预设域名处理请求内容添加至区块链中的各个节点。

其中，预设域名处理请求包括：域名新增请求、域名删除请求以及域名修改请求中的任一项。

对于本发明实施例，当接收到域名新增请求、域名删除请求或者域名修改请求中的任一项时，对接收到的域名请求的内容进行合法性验证；当验证通过之后，基于预设共识算法将预设域名处理请求添加至区块链中的各个节点。

具体地，通过以下(A、B、C)至少一种方式，对接收到的域名请求的内容进行合法性验证：

A、通过对该域名请求格式字段进行验证，以对接收到的域名请求的内容进行合法性验证；

B、通过对该域名请求的操作类型进行验证，以对接收到的域名请求的内容进行合法性验证；

C、通过对该处理请求的签名进行验证，以对接收到的域名请求的内容进行合法性验证。

具体地，通过区块链底层网络对该域名请求格式字段进行验证，以验证接收到的域名请求的内容的合法性；通过区块链底层网络对该域名请求的操作类型进行验证，以验证接收到的域名请求的内容的合法性；通过区块链底层网络对该域名请求的签名进行验证，以验证接收到的域名请求的内容的合法性。

对于本发明实施例，在通过对该域名请求的操作类型进行验证，以验证该操作请求的合法性时，若该操作请求为域名修改请求或者域名删除请求时，只能操作自己的域名，即仅能对自己的域名进行修改或者删除；若该域名请求为域名新增请求，类似目前的域名注册，只能注册现有不存在的域名，即在新增域名之前需要先查询目前区块链系统中是否存在待新增的域名。

对于本发明实施例，在区块链的分布式网络里，节点之间进行通讯并达成信任，需要依赖数字签名技术，它主要实现了身份确认以及信息真实性、完整性验证。在本发明实施例中，数字签名涉及到公钥、私钥和钱包等工具，它有两个作用：一是证明消息确实是由信息发送方签名并发出来的，二是确定消息的完整性。数字签名技术是将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者，接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函数对收到的原文产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比；如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。

具体地，基于预设共识算法将预设域名处理请求内容添加至区块链，包括：基于预设共识算法，将预设域名处理请求内容打包至区块，并将区块添加至区块链。

对于本发明实施例，每个区块会包含多个交易信息(域名信息)，生产区块的节点将自己打包的新区块(网络中最近的合法交易数据)，提交给区块链。区块链是由区块组成的链式结构，新区块指向前一个区块，区块包含一堆交易信息和区块头信息，只有生产区块的节点打包才算有效的区块，才能加入到区块链中，非生产区块的节点打包不一定产生合法的区块。

对于本发明实施例，区块链是由包含交易信息的区块从后向前有序链接起来的数据结构。区块被从后向前有序地链接在这个链条里，每个区块都指向前一个区块。节点保存了区块链从第一个区块起的一个本地副本，随着新的区块的产生，该区块链的本地副本会不断地更新用于扩展这个链条；当一个节点从网络接收传入的区块时，它会验证这些区块，然后链接到现有的区块链上。为建立一个连接，一个节点将检查传入的区块头并寻找该区块的“父区块哈希值”，区块加入到区块链上去后，就会进入下一轮的区块生产过程。

实施例六

本发明实施例的另一种可能的实现方式，在实施例五的基础上，还包括实施例六所示的操作，其中，

步骤301之后还包括：将添加至区块链中的内容，同步至递归服务器。

对于本发明实施例，如图3所示，当各个区块链节点对域名进行修改操作、新增操作以及删除操作，并操作后的域名信息，实时同步至递归服务器，以使得在查询根请求消息时，递归服务器仅在本地查询即可，不需要去根服务器查询。

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例二至实施例六任一实施例所示的方法。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，与现有技术相比，本发明实施例中区块链中的节点接收携带待解析的域名的域名解析请求，并能够基于域名解析请求对待解析的域名进行域名解析，得到待解析的域名对应的IP地址，即该根域名系统中的区块链节点可以对接收到的域名解析请求进行域名解析，得到对应的IP地址，从而可以基于区块链的DNS根域名系统实现域名解析。

本发明实施例提供的计算机可读存储介质适用于上述方法实施例，在此不再赘述。

本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。

本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于区块链的根域名系统，其特征在于，该系统包括：根区信息同步接口、区块链底层网络、分布式数据库以及共识模块，其中，

所述区块链底层网络，用于接收域名解析请求，并从所述分布式数据库中获取所述域名解析请求携带的域名对应的网络之间互连的协议IP地址；

所述共识模块，用于提供共识算法，以使得所述区块链底层网络验证所述IP地址是否基于所述共识算法得到的；

所述分布式数据库，用于存储域名与IP地址之间的映射关系；

所述根区信息同步接口，用于实现递归服务器与所述区块链底层网络的信息同步。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述区块链底层网络，具体用于接收递归服务器发送的域名解析请求；

所述区块链底层网络，具体还用于接收代理节点发送的域名解析请求，所述代理节点为所述递归服务器的代理节点，适用于当所述递归服务器出现DNS解析故障时，向所述区块链底层网络请求应答所述域名解析请求。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述区块链底层网络，还用于基于所述共识模块提供的共识算法，将预设域名处理请求内容添加至所述区块链底层网络中的各个节点；

所述预设域名处理请求包括以下任一项：域名新增请求、域名删除请求以及域名修改请求。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述区块链底层网络，具体还用于基于所述共识模块提供的共识算法，将预设域名处理请求内容打包至区块，并将所述区块添加至所述区块链底层网络中的各个节点。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述共识模块提供的共识算法为实用拜占庭容错PBFT算法。

6.一种基于区块链对域名进行处理的方法，其特征在于，由区块链中的节点执行，包括：

接收域名解析请求，所述域名解析请求中携带待解析的域名；

基于所述域名解析请求进行域名解析，得到所述待解析的域名对应的IP地址。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，接收域名解析请求包括以下任一项：

接收递归服务器发送的域名解析请求；

接收代理节点发送的域名解析请求，所述代理节点为所述递归服务器的代理节点，适用于当所述递归服务器出现DNS解析故障时，向区块链请求应答所述域名解析请求。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，基于所述域名解析请求进行域名解析，得到所述待解析的域名对应的IP地址，之后还包括：

确定所述IP地址是否基于预设共识算法得到的。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

当接收到预设域名处理请求，基于预设共识算法将预设域名处理请求内容添加至区块链中的各个节点；

所述预设域名处理请求包括：域名新增请求、域名删除请求以及域名修改请求中的任一项。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求6-9任一项所述的方法。