Buidler DAO：以 ENS 為例深度分析 Web3 域名系統的技術設計_ENS

以ENS為例剖析web3域名系統設計

注冊地址：https://app.ens.domains/

web3域名系統，簡而言之就是基于區塊鏈的分布式、去中心化的命名系統，與DNS類似，將地址解析成可讀性的名稱，本文以ENS為例從整體架構到合約細節，深度剖析web3域名系統的設計ENS前置概念ENS模塊概念ENS模塊解析ENS存在的問題與解決ENS的DNS模塊部署自己的web3域名總結ENS前置概念

域名層級：類似DNS，ENS域名層級同樣分為根域名，即""域名一級域名，類似.com,.cn，在ens中有.eth和.reverse(用來記錄反向解析，后面會提到)二級域名，即用戶注冊的域名，比如axtrur.eth三級域名，用戶注冊了二級域名之后，可以創建或修改該二級域名下的三級域名，比如app.axtrur.ethNameHash算法:由于智能合約直接與可讀的域名進行交互效率低，因此ENS采用固定長度的256位加密哈希作為域名記錄。namehash是一個遞歸算法，可從任意域名的NameHash值推導出任意子域名的值，而無需知道原域名的真實文本字符串，同時符合域名的多層級特性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，用戶注冊的域名比如axtrur.eth，會采用namehash算法生成的哈希node去記錄鏈上數據，后文中我們將提到的node理解為一個域名名稱比如axtrur即可，關于ENS名稱的處理請參考?https://ensuser.com/docs/contract-api-reference/name-processing.htmlENS模塊概念

注冊器合約：負責分配名稱的合約，有正向注冊器，反向注冊器，DNS注冊器

解析器合約：負責記錄域名映射關系的合約，分正向、反向解析器，其中正向解析器合約也可自定義實現正向解析：負責記錄域名所綁定的內容，即域名的nameNode到的解析，可設置各類幣種的錢包地址，還可以設置IPFS的內容哈希，甚至記錄郵箱等第三方賬號作為文本記錄。反向解析：負責記錄錢包地址所綁定的域名，即反向域名的nameNode價格預言機：ENS定價采用的是U本位，所以需要USDT預言機來計算某一時刻的注冊費的eth換算值，ENS主網上的注冊費為：長度為5+個字符的域名：每年支付5美元長度為4個字符的域名：每年支付160美元長度為3個字符的域名：每年支付640美元DNSSEC預言機：DNS安全擴展預言機合約，負責校驗證明web3域名的所有權和有效性ENS模塊解析

Cathie Wood：2030年BTC將達到100萬美元:金色財經報道，Ark Invest首席執行官Cathie Wood一直是加密多頭中的加密多頭。近日，Cathie Wood重申了她對比特幣的熱愛，并聲稱2030年BTC將達到期待已久的100萬美元價格。盡管今年加密貨幣經歷了不好的一年，但Cathie Wood相信比特幣和其他山寨幣將從最近幾天發生的一切中恢復過來。雖然可能需要一段時間，但她說所發生的一切都有好的一面，因為它淘汰了所有弱者，確保只有強者才能生存，以保持加密空間持久和穩固的地位。

Wood進一步表示，如果一些機構投資者愿意適當地研究情況并對發生的事情做功課，他們最終可能會更喜歡比特幣和加密貨幣。一旦他們真正做了功課，看看這里發生了什么，我認為他們實際上可能更愿意進入比特幣，也許是以太坊，作為第一站，因為他們會更了解它。[2023/1/3 22:21:20]

注冊表合約(EnsRegistry.sol)

注冊表是ENS最核心的合約，上圖為注冊表合約內部的records結構，維護著域名層級node對應的owner、解析器、ttl信息注冊表是ENS最核心的合約，上圖為注冊表合約內部的records結構，維護著域名層級node對應的owner、解析器、ttl信息

除了注冊表信息records維護，合約還維護owner的委托管理者信息operators，owner可以通過添加設置委托管理者地址來共同管理域名信息合約中相關管理設置接口，都會通過修飾器`authorised(node)`來限制調用權限；該修飾器將判斷該接口的交易請求者是否為當前域名的owner，或者委托管理者地址，保證了僅有域名的owner或委托者才有創建下一級子域名的權限。同時這里部署初始化的時候將`""`根域名的node的owner設置為部署者，只有這樣，部署者才能將根域名的owner設置給Root合約根合約

根合約是根域名的owner，同時根合約作為根域名的owner，有權限調用注冊表合約的setSubnodeOwner接口，將域名.eth的owner指向基礎注冊器合約；

基礎注冊器合約

由于Root合約將域名.eth的owner指向基礎注冊器合約，從而基礎注冊器擁有.eth底下的二級域名的設置權限，使得用戶可以通過基礎注冊器合約進行域名注冊；同時該注冊器合約繼承了ERC721協議標準，這也就是為什么ENS域名可以作為NFT在交易市場比如opensea上買賣的原因。除此之外，基礎注冊器合約還維護著每個域名的過期時間expiries，注冊器為每個域名設置了90天的保護期，當域名過期后且在保護期內，域名擁有者可以通過調用續期renew接口進行續期，如果超過了保護期，則需要重新注冊。同時在ENS設計中，注冊器合約基本上都有controllers結構，維護著可信的controller注冊器合約，只有可信合約才可進行調用。

幣安：目前擁有47.5萬枚BTC、400萬枚ETH和5800萬枚BNB:11月10日消息，Binance官方發文表示，作為Binance持續致力于行業透明度的一部分，將分享其熱錢包地址和冷錢包地址的詳細信息。同時將在未來幾周內發布默克爾樹儲備證明。

截至2022年11月10日上午8:00對BTC、ETH、BSC、BNB和TRX網絡的快照結果顯示，目前Binance共擁有47.5萬枚BTC、400萬枚ETH、176億枚USDT、217億枚BUSD、6.01億枚USDC、和5800萬枚BNB。[2022/11/10 12:45:09]

控制器合約

用戶在官網中，將要注冊的域名等注冊信息傳給控制器合約，控制器合約通過預言機計算該域名的價格，同時將域名通過namehash轉成node后傳給基礎注冊器進行域名NFT的注冊，同時將域名相關注冊表信息寫入注冊表合約完成注冊，同時域名的owner可以在官網通過注冊表合約進行管理操作，官網中的注冊頁面如下：

核心注冊流程：

ENS注冊采用“請求-提交”兩階段注冊模式ENS注冊采用“請求-提交”兩階段注冊模式，為什么需要兩階段提交？我們知道以太坊節點從交易池pool中撈取交易是會按照交易給的gas費進行優先級排序；在注冊者攜帶待注冊域名構造的交易提交上鏈前，在整個網絡是公開透明的，惡意的攻擊者可以監聽并解析此類待上鏈交易，并構造相同域名的注冊交易，通過提高gas費的方式搶先上鏈注冊控制器合約注冊。

為了防止此類域名搶注問題，ENS采用了先請求，后提交的注冊模式。在第一階段并不直接提交域名，而是先調用

makeCommitment接口根據待申請域名name、待申請地址owner、隨機值secret進行哈希后生成一條特殊的commitment后，通過commit提交上鏈

提交階段的commitment記錄著當前時間戳，同時ENS設置commitment的有效期為60s到86400s之間；第二階段注冊的時候合約會重新計算commitment，判斷是否與第一階段提交的一致，同時檢查Commitment的有效期，保證跟第一階段的鏈上處理時間間隔1分鐘以上，保證記錄了第一階段交易的區塊經過了至少5個后續區塊的確認。

以太坊質押提款提案EIP-4895準備在上海升級時部署:9月21日消息，EIP-4895發起者Alex Stokes表示，該提案準備于以太坊上海升級時部署。

據悉，EIP-4895: Beacon chain push withdrawals as operations主要內容是確定信標鏈提款的主要流程，部署后，以太坊信標鏈質押提款功能將被激活。[2022/9/21 7:10:34]

用戶在官網的第二階段注冊流程實際上是代碼中的resolver!=address(0)邏輯分支，因為ENS默認會將注冊的resolver解析器設置為默認的公共正向解析器，這里為什么需要將域名注冊給合約本身然后在轉移給用戶呢？因為上文中我們提到注冊表合約中只有owner或者委托管理者才有權限設置解析器或更新owner，所以為了幫用戶設置好解析器，需要通過基礎注冊器注冊給合約自身，再通過注冊表合約設置解析器，然后聲明所有權，最后才轉移給注冊者

解析器（Resolver)

ENS中的解析器合約分為正向解析和反向解析，解析記錄是ENS比較重要的內容，只有定義好規范，生態才能方便的即成ENS這類web3域名系統

正向解析（ENS默認的正向解析器合約PublicResolver.sol或者自定義解析器合約

負責將域名映射為對應用戶設置的內容（包括幣種地址，ipfs內容hash，通用text記錄等等

首先metamask會通過注冊表合約獲取域名node設置的解析器地址，然后與該解析器地址交互，獲取用戶設置的eth的幣種地址進行轉賬操作

反向解析

負責將用戶錢包地址映射為對應的域名

反向解析實際上是對用戶不透明的，用戶也無法像正向解析器合約那樣可以自定義。用戶也可以通過反向注冊器的setName方法設置當前錢包地址要綁定的域名，反向記錄同樣在ENS注冊表合約維護，用戶注冊的反向記錄在三級域名記錄中，格式為：具體用戶地址.addr.reverse

設置反向解析之后，opensea用戶界面會將用戶錢包地址展示為可讀的ENS域名，則是反向解析的過程解析器結構以及node對應的注冊表信息

Curve原生穩定幣 crvUSD或將于下月推出:8月31日消息，Curve 創始人 Michael Egorov 在社群表示，Curve 原生 Stablecoin crvUSD 有可能將于下月推出。此前 Michael Egorov 曾表示 crvUSD 將在今年年底前早些時候推出。目前團隊尚未公布 crvUSD 的詳細信息。[2022/8/31 12:59:43]

根域名的owner是根域名

.eth一級域名的owner是正向注冊器也就是用戶注冊的二級、三級域名的owner是用戶本身，同時可以自由設置解析器合約地址.reserve一級域名owner是ENS的多簽錢包地址.addr.reserve二級域名owner是反向注冊器，ens當前主網版本控制器合約注冊的時候默認通過反向注冊器設置反向解析記錄，用戶無需提供gas之外的反向注冊費。用戶注冊域名的反向三級域名的owner都默認指向反向注冊器合約，同時resolver默認指向反向解析器合約上面我們已經把ENS域名合約設計以及主要的模塊梳理完了，ENS在設計上比如模塊拆分，權限拆分方面都是值得我們借鑒的，但是目前主網上的ENS也存在一些問題

ENS存在問題與解決

零寬問題：這是ENS目前比較麻煩的問題，因為合約設計之初并沒有限制零寬字符，比如可以官網注冊某個域名的時候，如果該域名已被注冊，此時用?https://unicode-table.com/en/200B/?拷貝對應某種零寬字符串插入到要注冊的域名中間某個位置，則可以注冊對應的域名了特殊字符：ENS合約并沒有限制.，emoji表情等特殊字符過濾，以致于目前交易市場存在太多冗雜非規范的域名

目前ENS官網已經對特殊字符進行過濾，并給予必要的警告提示

3.transfer問題：ENS目前有個比較麻煩的問題就是域名NFT在轉移的時候，owner沒有同步轉移，所以當你在交易市場買了一個ENS域名NFT的時候，你需要通過基礎注冊器合約的reclaim接口，消耗一定的gas費聲明NFT所有權后，才能到ens官網上看到自己擁有的域

4.tokenURI問題：ENS的基礎注冊器合約并沒有即成ERC721標準的tokenURI，可能是設計之初沒有考慮好，所以目前我們在交易市場比如opensea上的ENS的NFT的metadata，是交易市場特殊對ENS即成了ENS中心化的metaservice的API，比如

Web3教育平臺Neol完成520萬美元種子輪融資:6月21日消息，Web3教育平臺Neol完成520萬美元種子輪融資，Kyu Collective和Global Ventures共同領投，DoorDash、LearnStart、FJLabs、ParibuVentures的CEO Tony Xu參投。該筆融資用于支持Web3人才培訓和捐贈活動。

據悉，Neol是一家總部位于倫敦的公司，旨在建立更豐富的學術社區從而讓推動教育發展，社區成員可以建立自己的群組和創建Neol代幣。（sifted）[2022/6/21 4:42:31]

5.保留字：這是我覺得.bit這方面做得比較好的方面，.bit官方會把web2世界中的機構或公司名稱保留下來，便于后續web2與web3之間的連接這對于web3域名生態發展是有意義

6.基礎合約可升級，ENS目前對于基礎模塊并沒有采用代理模式支持合約可升級，這樣當未來需要對基礎模塊升級的時候是比較麻煩的，一種是fallback一種是遷移數據，但這都只能解決部分問題，這個方面ENS是有改善空間的。

我們可以怎么解決上面那些問題呢

1.字符問題，我們可以在控制器合約的valid函數修改邏輯，一種實現方式是限制零寬等特殊字符比如spaceid，另一種就是只允許符合規范的字符

2.transfer問題：我們可以在基礎注冊器里復寫transferFrom和saveTransferFrom函數，在轉移nft的同時調用setSubnodeOwner轉移owner

3.tokenURI問題：這個比較簡單我們只要繼承ECR721的tokenURI標準呢就可以了，那怎么實現在圖片中動態的域名的展示呢？我們可以采用svg上鏈

4.保留字問題：可以將保留字以及對應要保留的錢包地址上鏈，先保留給合約本身，后面可以通過apply接口申請給某個特定地址

5.基礎合約可升級：我們可以采用代理模式(eip-1967)對基礎模塊合約進行改造，感興趣可以參考lens-protocol的合約設計（

core/contractsatmain·lens-protocol/coreTheLensProtocol.Contributetolens-protocol/coredevelopmentbycreatinganaccountonGitHub.github.com

DNS模塊

ENS的DNS能力并不是我們說的web2域名系統比如.com可以實現在瀏覽器里訪問域名來訪問你的ens域名，ENS的dns注冊實際上只是基于DNS安全擴展，通過相關的證明，校驗算法證明你對于該web2的域名的所有權，然后在鏈上做一個的記錄，使得我們可以用web2域名進行鏈上轉賬。詳見

但是本文為什么我們沒有詳細講ENS的DNS模塊呢？是因為ENS雖然花了大部分精力在實現DNS，但是這個功能放在ENS比較雞肋，用的人很少。其實這實際上是一個did聚合的范疇，類似的能力個人覺得更適合放到聚合DID中去實現，比如像masknetwork的nextid，cloaknetwork的zkid。可以把proof做好，向即成twitter等web2的handler一樣，去集成web2域名

部署自己的web3域名

本文最后給大家提供一個改造后的ENS域名合約版本(?https://github.com/axtrur/xens-contracts?改造內容以及部署方式詳見readme)，方便大家自行部署自己的web3域名，深入理解web3域名系統的設計原理部署goerli測試網命令

OWNER_KEY={{accountprivatekey}}INFURA_ID=c03713652e3c4ef6a3c09ea7dbf58711npxhardhatdeploy--networkgoerli(INFURA_ID可以替換成自己的infuraid，執行前刪除deployment/goerli文件夾以及deployment/goerli_result.json)部署測試網goerli后，執行注冊腳本ens.js注冊域名

OWNKEY={{accountprivatekey}}INFURA=https://goerli.infura.io/v3/c03713652e3c4ef6a3c09ea7dbf58711nodeens.js

就可以到opensea測試網查看已經部署的nft了，比如我部署的.buidlerdao后綴的域名就可以到opensea測試網查看已經部署的nft了，比如我部署的.buidlerdao后綴的域名

testnets.opensea.iotestnets.opensea.io

總結

ENS域名作為web3域名的先行者，在設計上有很多值得借鑒的地方，我們看到的.bnb，.nft也都是基于ens合約基礎上搭建的。希望通過本文大家對ENS的設計從整體到細節有個深入的深入，web3域名不僅僅是一個NFT，他有著更深遠的意義。同時web域名只是一個很小的開始，相信隨之普及、生態集成以及大家對did的探索，原生鏈上的可讀的web3域名將會被聚合起來，使得每個用戶在加密世界里都有個統一的名片描述，更好地去連接多鏈生態，連接用戶。

ENS域名系統相關EIP標準

EIP137-注冊表?https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-137EIP181-反向注冊器?https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-181EIP205-ABI解析(ABI()).EIP619-SECP256k1公鑰解析(pubkey()).EIP634-文本記錄解析(text()).EIP1577-內容hash解析(contenthash()).EIP2304-多代幣地址解析(addr()).新的記錄類型可以隨時通過EIP標準化程序進行定義主網部署的ENS合約

注冊表合約：0x00000000000c2e074ec69a0dfb2997ba6c7d2e1e根合約：0xab528d626ec275e3fad363ff1393a41f581c5897基礎正向注冊器合約：0x57f1887a8BF19b14fC0dF6Fd9B2acc9Af147eA85反向注冊器合約：0x084b1c3c81545d370f3634392de611caabff8148默認正向解析器合約：0x4976fb03c32e5b8cfe2b6ccb31c09ba78ebaba41默認反向解析器合約：0xa2c122be93b0074270ebee7f6b7292c7deb45047控制器合約：0x283Af0B28c62C092C9727F1Ee09c02CA627EB7F5ENS域名資料

官網:?https://app.ens.domains/github:?https://github.com/ensdomains合約代碼：https://github.com/ensdomains/ens-contracts/tree/master/contracts線網部署版本：https://etherscan.io/accounts/label/ens文檔：https://ensuser.com/docs/contract-api-reference/ens-contracts-overview.html交易市場：https://opensea.io/collection/ens其他web3域名系統資料

.bnb官網：?https://space.id/github：?https://github.com/Space-ID交易市場：https://www.element.market/collections/space-id-bnb.bit官網：https://www.did.id/github：https://github.com/dotbitHQ交易市場：https://opensea.io/collection/dotbit.nft官網：https://nft.space/交易市場：https://www.element.market/collections/nft-name-service

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