CN112995356B - 一种基于区块链的域名解析服务系统及方法 - Google Patents

一种基于区块链的域名解析服务系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于区块链技术领域，公开了一种基于区块链的域名解析服务系统及方法，包括域名账户信息模块、IP地址校验模块和域名管理模块。IP地址校验模块用来检查相关缓存中是否存在域名对应的IP地址；域名账户信息模块包括外部账户、合约账户和域名账户；域名管理模块包括域名拍卖、域名续费、和域名更新。本发明的一种基于区块链的域名解析服务系统及方法具有以下优点：支持智能合约，且智能合约的功能和实现方法与以太坊相同。使用PBFT共识机制，由各国的网络管控中心组织维护。区块链上的所有操作都是基于账户的，且系统中的Token可以以匿名形式记录。

Description

一种基于区块链的域名解析服务系统及方法
技术领域
本发明属于区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的域名解析服务系统及方法。
背景技术
域名系统（Domain Name System，DNS）是互联网的重要基础设施之一。因为它的出现，人们不再使用难以记忆的IP地址来标识站点，取而代之的是易于理解和记忆的域名。DNS的基础功能是对根域名和顶级域名的管理，目前根域名和顶级域名主要由互联网名称与数字地址分配机构（ICANN）负责维护，因此这种集中式架构很容易受到攻击，如单点故障和权力滥用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一种基于区块链的域名解析服务系统及方法的具体技术方案如下：
一种基于区块链的域名解析服务系统，包括域名账户信息模块、IP地址校验模块和域名管理模块，所述IP地址校验模块用来检查相关缓存中是否存在域名对应的IP地址，所述域名账户信息模块包括外部账户、合约账户和域名账户，所述域名管理模块包括域名拍卖、域名续费和域名更新。
进一步地，所述外部账户通过私钥控制，可以发送和接收Token、建立合约并触发合约；所述合约账户是一个由代码控制的账户，合约账户的交易是通过交易或者其他智能合约的调用来触发合约代码执行，从而产生相关交易；所述域名账户为一个全局账户，用于记录系统中所有域名的相关信息。
进一步地，所述外部账户由以下两部分组成：
账户ID：用户的公钥或者是公钥的哈希值；
账户Token：此地址剩余的令牌数量，以匿名形式
Figure DEST_PATH_IMAGE001
记录，其中g和h是阶为大素 数q的循环群内的两个生成元、随机数r为盲因子、c为Token数量；
所述合约账户由以下三部分组成：
账户ID：由合约创建者的地址和该地址发出过的交易数量计算得到；
账户Token：此地址剩余的令牌数量，以明文形式记录，合约账户中的Token来自于外部账户，用于支付交易和消息产生的gas；
所述合约代码：其中存储的是codeHash，该字段在生成后是不可修改的，因此智能合约代码是不可修改的；
所述域名账户由以下四部分组成：
域名：该账户拥有的域名；
IP地址：该域名对应的IP地址；
有效期：该账户拥有该域名的时间期限；
域名所有者ID：域名所有者的公钥或者是公钥的哈希值。
进一步地，所述域名拍卖中任何对某域名感兴趣的用户都可以发起拍卖来参与该域名的竞拍过程。
进一步地，所述域名续费中有效期的时间长度是根据域名拥有者续费的时间长度来决定的。
进一步地，所述域名更新主要由域名成功拍卖、IP更新、有效期延长、域名转让四种情况引起。
本发明还公开了一种域名解析的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：账户建立：首先客户端向主节点发送请求，表示客户端请求申请账户的操作，而后主节点就开始了PBFT三阶段协议，三个阶段分别是预准备，准备，提交；当客户端统计反馈的节点超过f个时，表示交易已经被大部分节点确认了，交易成功，账户建立，在该区块链系统中，申请者最终获得的Token数量是由共识节点决定的。
步骤二：域名拍卖：具体步骤如下：
第一阶段，在区块链中，任何对某域名感兴趣的用户都可创建域名拍卖合约，并采用共识机制对所述域名拍卖合约进行有效性检查，及记录投标者的信息；
第二阶段，当投标者发现区块链上存在的域名拍卖合约时，投标者通过调用函数并验证承诺，且当验证通过后，参与竞标；
第三阶段，投标时间截止后，每个投标者经共识机制检查通过后完成揭标；
第四阶段，揭标后，任何人可查看投标记录，投标者根据各自状态完成投标，拍卖结束。
步骤三：域名续费：续费者向PBFT共识节点发起续费请求，此时，PBFT共识节点判断对应的域名是否在有效期内，若在有效期内，则该域名所对应的有效期增加，同时相应地扣除付款人外部账户中的账户Token；若不在有效期内，续费请求被拒绝。
步骤四：域名更新：首先，域名成功拍卖后，该域名从无拥有者变为有拥有者的状态，这时需在域名账户中添加对应的域名拥有者的信息；而后，当域名拥有者请求更新IP、续费域名或是将本域名转让给其他人时，都需向PBFT共识节点发出请求并对请求签名以证实自己是域名拥有者，PBFT共识节点收到请求后，首先对相关信息进行验证，验证通过后，共识节点修改该域名账户中的相应信息。
步骤五：域名待拍卖：如果某域名未拍卖成功或域名拥有者未及时进行续费，域名则进入待拍卖状态，在待拍卖状态下，即使是域名所有者也无法操作控制该域名，域名已经不再属于任何人，即任何人都可对域名进行拍卖。
进一步地，步骤二:域名拍卖包括：PBFT共识节点收到对函数的调用消息后需检查该域名是否仍在有效期内，如果该域名未过期，还需检查拍卖的发起者是否是域名拥有者，检查通过后才能进行后续的步骤。
进一步地，还包括账户修改，账户修改需要向PBFT共识节点发送请求，只有当大部分PBFT节点都确认该请求时，账户信息的修改才被认可， 主要涉及以下两种修改方式：
第一种：外部账户中Token修改：
添加令牌：其他账户向该账户转移令牌或自行购买令牌；
减少令牌：将令牌转移至其他账户（用于域名购买、域名续费等）；
第二种：域名账户中相关信息的修改：
域名添加：当有新域名产生时需将域名添加到域名账户中；
修改IP地址：域名拥有者可以修改所拥有的域名对应的IP地址；
修改有效期：域名拥有者可以通过续费延长所拥有的域名的有效期；
修改域名所有者：域名转让或过期重新拍卖后需更新域名所有者的信息。
本发明的一种基于区块链的域名解析服务系统及方法具有以下优点：
1.支持智能合约，且智能合约的功能和实现方法与以太坊相同。
2.使用PBFT共识机制，由各国的网络管控中心组织维护。
3.区块链上的所有操作都是基于账户的，且系统中的Token可以以匿名形式记录。
附图说明
图1为本发明的三种类型的账户数据结构示意图；
图2为本发明的域名生命周期流程图；
图3为本发明的基于区块链的域名解析服务系统框图。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于区块链的域名解析服务系统及方法做进一步详细的描述。
一种基于区块链的域名解析服务系统，包括域名账户信息模块、IP地址校验模块和域名管理模块。
所述IP地址校验模块用来检查相关缓存中是否存在域名对应的IP地址。
所述域名账户信息模块包括外部账户、合约账户和域名账户。
所述域名管理模块以一个基于账户的资金匿名区块链系统为基础，融合域名拍卖、域名续费、域名更新三大部分，以安全、共享的方式实现域名系统的功能。
数据结构：
如图1所示：下面分别对外部账户、合约账户和域名账户三种类型的账户进行详细阐述。
1.外部账户：与以太坊相同，外部账户通过私钥控制，除发送和接收Token外，还可以建立合约并触发合约。在该区块链中，外部账户由以下两部分组成：
账户ID：用户的公钥或者是公钥的哈希值；
账户Token：此地址剩余的令牌数量，以匿名形式
Figure DEST_PATH_IMAGE002
记录，其中g和h是阶为大素 数q的循环群内的两个生成元、随机数r为盲因子、c为Token数量。令牌主要用于域名的购买 或续费。
2.合约账户：与以太坊相同，合约账户是一个由代码控制的账户，合约账户的交易是通过交易或者其他智能合约的调用来触发合约代码执行，从而产生相关交易。在该区块链中，合约账户由以下三部分组成：
账户ID：由合约创建者的地址和该地址发出过的交易数量计算得到；
账户Token：此地址剩余的令牌数量，以明文形式记录，合约账户中的Token来自于外部账户，用于支付交易和消息产生的gas。
合约代码：其中存储的是codeHash。这个字段在生成后是不可修改的，这意味着智能合约代码是不可修改的。
3.域名账户，用于记录系统中所有域名的相关信息，由以下四部分组成：
域名：该账户拥有的域名；
IP地址：该域名对应的IP地址；
有效期：该账户拥有该域名的时间期限；
域名所有者ID：域名所有者的公钥或者是公钥的哈希值。
账户建立：
首先客户端向主节点发送请求，表示客户端请求申请账户的操作，而后主节点就 开始了PBFT三阶段协议，三个阶段分别是预准备（pre-prepare），准备（prepare），提交 （commit）。当客户端统计反馈的节点超过f个时，表示交易已经被大部分节点确认了，交易 成功，账户建立。注意：在该区块链系统中，申请者最终获得的Token数量是由共识节点决定 的。如，某申请者向共识节点支付现金100元，共识节点在为该申请者分配多少Token的问题 上达成共识后为申请者建立账户。假设共识节点一致通过为该申请者分配c个Token，此时， 外部账户的初始状态为：coin:
Figure 344494DEST_PATH_IMAGE001
。
账户修改：
如同账户建立，账户修改也需要向PBFT共识节点发送请求。只有当大部分PBFT节点都确认该请求时，账户信息的修改才被认可。账户修改主要涉及以下两种修改方式：
1.外部账户中Token修改。
添加令牌：其他账户向该账户转移令牌或自行购买令牌；
减少令牌：将令牌转移至其他账户（用于域名购买、域名续费等）。
2.域名账户中相关信息的修改。
域名添加：当有新域名产生时需将域名添加到域名账户中；
修改IP地址：域名拥有者可以修改所拥有的域名对应的IP地址；
修改有效期：域名拥有者可以通过续费延长所拥有的域名的有效期；
修改域名所有者：域名转让或过期重新拍卖后需更新域名所有者的信息。
域名的生命周期：
如图2所示，大多数域名都有其生命周期，不同阶段的域名的功能和状态都各不相同。在该系统中，域名主要有四个阶段：拍卖、续费、更新和待拍卖。
一、域名拍卖
任何对某域名感兴趣的用户都可以发起拍卖来参与该域名的竞拍过程，因此，如果该用户中标，那么他就拥有了域名的使用权，只要在有效期内，域名拥有者就可以正常使用域名。域名拍卖过程具体包括：
第一阶段，在区块链中，任何对某域名感兴趣的用户都可创建域名拍卖合约，并采用共识机制对所述域名拍卖合约进行有效性检查，及记录投标者的信息；
第二阶段，当投标者发现区块链上存在的域名拍卖合约时，投标者通过调用函数并验证承诺，且当验证通过后，参与竞标；
第三阶段，投标时间截止后，每个投标者经共识机制检查通过后完成揭标；
第四阶段，揭标后，任何人可查看投标记录，投标者根据各自状态完成投标，拍卖结束。
PBFT共识节点收到对函数的调用消息后需检查该域名是否仍在有效期内，如果该域名未过期，还需检查拍卖的发起者是否是域名拥有者。只有检查通过后才能进行后续的步骤。拍卖成功后，PBFT共识节点根据智能合约更新账户信息。
二、域名续费
有效期的时间长度是根据域名拥有者续费的时间长度来决定的。续费者向PBFT共识节点发起续费请求，此时，PBFT共识节点判断对应的域名是否在有效期内，若在有效期内，则该域名所对应的有效期增加，同时相应地扣除付款人外部账户中的账户Token；若不在有效期内，续费请求被拒绝。
三、域名更新
域名更新主要由四种情况引起，这四种情况分别是域名成功拍卖、IP更新、有效期延长、域名转让。首先，域名成功拍卖后，该域名从无拥有者变为有拥有者的状态，这时需在域名账户中添加对应的域名拥有者的信息；而后，当域名拥有者请求更新IP、续费域名或是将本域名转让给其他人时，都需向PBFT共识节点发出请求并对请求签名以证实自己是域名拥有者。PBFT共识节点收到请求后，首先对相关信息进行验证，验证通过后，共识节点修改该域名账户中的相应信息。
四、域名待拍卖
如果某域名未拍卖成功或域名拥有者未及时进行续费，域名就会进入待拍卖状态。在该状态下，即使是域名所有者也无法操作控制该域名，准确地说，在该状态下的域名已经不再属于任何人，这也意味着任何人都可对其进行拍卖。
用户使用：
如图3所示，当用户在浏览器中输入某个域名时，浏览器会先检查相关缓存中是否存在该域名对应的IP地址，如果有，解析过程结束。当缓存中无对应的IP地址时，浏览器请求本地域名服务器（Local DNS）来解析这个域名，Local DNS收到请求后便下载当前区块链中的域名账户信息，并根据下载数据找到目标域名，检查该域名是否到期，若该域名仍在有效期内，则将IP地址返回浏览器，否则Local DNS不再认可该域名对应的IP地址，用户无法访问该网站。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，所述基于区块链的域名解析服务系统包括域名账户信息模块、IP地址校验模块和域名管理模块，所述IP地址校验模块用来检查相关缓存中是否存在域名对应的IP地址，所述域名账户信息模块包括外部账户、合约账户和域名账户，所述域名管理模块包括域名拍卖、域名续费和域名更新，其特征在于，所述系统用于执行如下步骤：
步骤一：账户建立：首先客户端向主节点发送请求，表示客户端请求申请账户的操作，而后主节点就开始了PBFT三阶段协议，三个阶段分别是预准备，准备，提交；当客户端统计反馈的节点超过f个时，表示交易已经被大部分节点确认了，交易成功，账户建立，在该区块链系统中，申请者最终获得的Token数量是由共识节点决定的；
步骤二：域名拍卖：具体步骤如下：
第一阶段，在区块链中，任何对某域名感兴趣的用户都可创建域名拍卖合约，并采用共识机制对所述域名拍卖合约进行有效性检查，及记录投标者的信息；
第二阶段，当投标者发现区块链上存在的域名拍卖合约时，投标者通过调用函数并验证承诺，且当验证通过后，参与竞标；
第三阶段，投标时间截止后，每个投标者经共识机制检查通过后完成揭标；
第四阶段，揭标后，任何人可查看投标记录，投标者根据各自状态完成投标，拍卖结束；
步骤三：域名续费：续费者向PBFT共识节点发起续费请求，此时，PBFT共识节点判断对应的域名是否在有效期内，若在有效期内，则该域名所对应的有效期增加，同时相应地扣除付款人外部账户中的账户Token；若不在有效期内，续费请求被拒绝；
步骤四：域名更新：首先，域名成功拍卖后，该域名从无拥有者变为有拥有者的状态，这时需在域名账户中添加对应的域名拥有者的信息；而后，当域名拥有者请求更新IP、续费域名或是将本域名转让给其他人时，都需向PBFT共识节点发出请求并对请求签名以证实自己是域名拥有者，PBFT共识节点收到请求后，首先对相关信息进行验证，验证通过后，共识节点修改该域名账户中的相应信息；
步骤五：域名待拍卖：如果某域名未拍卖成功或域名拥有者未及时进行续费，域名则进入待拍卖状态，在待拍卖状态下，即使是域名所有者也无法操作控制该域名，域名已经不再属于任何人，即任何人都可对域名进行拍卖。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，其特征在于，步骤二:域名拍卖包括：PBFT共识节点收到对函数的调用消息后需检查该域名是否仍在有效期内，如果该域名未过期，还需检查拍卖的发起者是否是域名拥有者，检查通过后才能进行后续的步骤。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，其特征在于，还包括账户修改，账户修改需要向PBFT共识节点发送请求，只有当大部分PBFT节点都确认该请求时，账户信息的修改才被认可，涉及以下两种修改方式：
第一种：外部账户中Token修改：
添加令牌：其他账户向该账户转移令牌或自行购买令牌；
减少令牌：将令牌转移至其他账户；
第二种：域名账户中相关信息的修改：
域名添加：当有新域名产生时需将域名添加到域名账户中；
修改IP地址：域名拥有者可以修改所拥有的域名对应的IP地址；
修改有效期：域名拥有者可以通过续费延长所拥有的域名的有效期；
修改域名所有者：域名转让或过期重新拍卖后需更新域名所有者的信息。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，其特征在于，所述外部账户通过私钥控制，可以发送和接收Token、建立合约并触发合约；所述合约账户是一个由代码控制的账户，合约账户的交易是通过交易或者其他智能合约的调用来触发合约代码执行，从而产生相关交易；所述域名账户为一个全局账户，用于记录系统中所有域名的相关信息。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，其特征在于，所述外部账户由以下两部分组成：
账户ID：用户的公钥或者是公钥的哈希值；
账户Token：此地址剩余的令牌数量，以匿名形式
Figure 680061DEST_PATH_IMAGE001
记录，其中g和h是阶为大素数q的 循环群内的两个生成元、随机数r为盲因子、c为Token数量；
所述合约账户由以下三部分组成：
账户ID：由合约创建者的地址和该地址发出过的交易数量计算得到；
账户Token：此地址剩余的令牌数量，以明文形式记录，合约账户中的Token来自于外部账户，用于支付交易和消息产生的gas；
所述合约代码：其中存储的是codeHash，该字段在生成后是不可修改的，因此智能合约代码是不可修改的；
所述域名账户由以下四部分组成：
域名：该账户拥有的域名；
IP地址：该域名对应的IP地址；
有效期：该账户拥有该域名的时间期限；
域名所有者ID：域名所有者的公钥或者是公钥的哈希值。
6.根据权利要求1所述的基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，其特征在于，所述域名拍卖中任何对某域名感兴趣的用户都可以发起拍卖来参与该域名的竞拍过程。
7.根据权利要求1所述的基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，其特征在于，所述域名续费中有效期的时间长度是根据域名拥有者续费的时间长度来决定的。
8.根据权利要求1所述的基于区块链的域名解析服务系统进行域名解析的方法，其特征在于，所述域名更新主要由域名成功拍卖、IP更新、有效期延长、域名转让四种情况引起。
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