以 ENS 为例深度分析 Web3 域名系统的技术设计

原文标题：《Buidler DAO：以 ENS 为例深度分析 Web3 域名系统的技术设计》

原文作者：@axtrur，Buidler DAO 研究员

图片来源：由 无界版图AI 工具生成

Web3 域名系统，简而言之就是基于区块链的分布式、去中心化的命名系统，与 DNS（互联网名称服务）类似，将地址（钱包地址或智能合约地址）解析成可读性的名称，本文以 ENS 为例从整体架构到合约细节，深度剖析 web3 域名系统的设计。

ENS 前置概念

域名层级

类似 DNS，ENS 域名层级同样分为

根域名，即""域名

一级域名，类似.com,.cn，在 ens 中有.eth 和.reverse( 用来记录反向解析，后面会提到 ) 

二级域名，即用户注册的域名，比如 axtrur.eth 

三级域名，用户注册了二级域名之后，可以创建或修改该二级域名下的三级域名，比如 app.axtrur.eth

NameHash 算法

由于智能合约直接与可读的域名进行交互效率低，因此 ENS 采用固定长度的 256 位加密哈希作为域名记录。namehash 是一个递归算法，可从任意域名的 NameHash 值推导出任意子域名的值，而无需知道原域名的真实文本字符串，同时符合域名的多层级特性。

Namehash("") = "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000" Namehash("eth") = keccak256(Namehash(""), keccak256("eth")) Namehash("axtrur.eth") = keccak256(Namehash("eth"), keccak256("axtrur")) Namehash("app.axtrur.eth") = keccak256(Namehash("axtrur.eth"), keccak256("app"))

node

在 ens 中，用户注册的域名比如 axtrur.eth，会采用 namehash 算法生成的哈希 node 去记录链上数据，后文中我们将提到的 node 理解为一个域名名称比如 axtrur 即可，关于 ENS 名称的处理请参考 https://ensuser.com/docs/contract-api-reference/name-processing.html

ENS 模块概念

注册器合约（绿色部分）：负责分配名称的合约，有正向注册器，反向注册器，DNS 注册器。

解析器合约（蓝色部分）：负责记录域名映射关系的合约，分正向、反向解析器，其中正向解析器合约也可自定义实现：

正向解析（主网上有默认的公共解析器合约）：负责记录域名所绑定的内容，即域名的 nameNode（比如 axtrur.eth，app.axtrur.eth）到（包括不限于 name, addr, txt, contenthash 等内容）的解析，可设置各类币种的钱包地址，还可以设置 IPFS 的内容哈希，甚至记录邮箱等第三方账号作为文本记录。

反向解析（主网上有默认的反向解析器合约）：负责记录钱包地址所绑定的域名，即反向域名的 nameNode（比如 {{钱包地址}}.addr.reverse) 到 域名名称的解析

根合约：是根域名的 owner，拥有一级域名的管理权限

控制器合约：官网的注册入口合约（如果需要实现不同的玩法合约，则统一归为控制器合约模块，需要将对应注册器合约地址设置给注册器，才有权限操作注册器进行域名 NFT 注册与记录反向解析）

价格预言机：ENS 定价采用的是 U 本位（usdt），所以需要 USDT 预言机来计算某一时刻的注册费的 eth 换算值，ENS 主网上的注册费为：

长度为 5+ 个字符的域名：每年支付 5 美元

长度为 4 个字符的域名：每年支付 160 美元

长度为 3 个字符的域名：每年支付 640 美元

DNSSEC 预言机：DNS 安全扩展预言机合约，负责校验证明 web3 域名的所有权和有效性

ENS 模块解析

注册表合约 (EnsRegistry.sol)

注册表是 ENS 最核心的合约，上图为注册表合约内部的 records 结构，维护着域名层级 node 对应的 owner、解析器、ttl 信息注册表是 ENS 最核心的合约，上图为注册表合约内部的 records 结构，维护着域名层级 node 对应的 owner、解析器、ttl 信息。

除了注册表信息 records 维护，合约还维护 owner 的委托管理者信息 operators，owner 可以通过添加设置委托管理者地址（可以是用户地址，也可以是合约地址）来共同管理域名信息 合约中相关管理设置接口（比如设置解析器，ttl，以及创建和修改子域名），都会通过修饰器`authorised(node)`来限制调用权限；该修饰器将判断该接口的交易请求者是否为当前域名的 owner，或者委托管理者地址，保证了仅有域名的 owner 或委托者才有创建下一级子域名的权限。同时这里部署初始化的时候将`」」`根域名的 node 的 owner 设置为部署者，只有这样，部署者才能将根域名的 owner 设置给 Root 合约根合约。