根的去中心化方案不同程度地降低了解析器对根服务器的依赖程度，下面对这些方案做简要介绍。

（1）递归根方案^[5]

本质是让解析器实现根服务器的功能。在该方案中，允许解析器使用本地回环（loopback）地址提供对根区的解析服务，由于根区解析服务只绑定在回环地址上，因而该服务只对解析器本机有效。递归根方案就给递归解析器附加了一个只给自己使用的根服务器，根区数据还是来源于IANA。

（2）伪装根方案

本质是伪装成根服务器应答的流量劫持技术。伪装根方案有多种实现方式，无论通过哪种技术实现，其目标都是要在真正的根服务器之前响应对根的查询请求。该方案的初衷是用来降低用户查询时延，多由网络运营商实施。

（3）开放根方案

本质是一组独立运营的根服务器，这组根服务器使用IANA的根区数据为用户提供根区解析。开放根与现有根服务器的区别之一在于，其IP地址并不在递归服务器软件缺省配置中。现有的开放根项目主要有OSRN^[6]计划和Yeti^[7]计划（又称“雪人计划”）。

（4）全球根方案

本质上是一种通用根服务器数量扩展方案^[8]。通过任播技术，该方案可以将全球现有的13个根服务器扩展到更大规模。该方案在根区中添加一个称作UARS（universal anycast root server）的全局逻辑根服务器，网络运营商可在自治域内搭建属于自己的根服务器，用户则通过任播技术访问自治域内的根服务器。

（5）另类根方案

这类方案尝试建立一个完全独立于当前域名系统的新域名解析体系，并尝试建立新的、平行的名字空间。新的名字空间或继承原有名字空间中的域名分配结果，或完全抛弃已有域名，采用全新的域名分配机制，因此另类根方案中使用的域名也被称为“另类域名/山寨域名”。公共根（public-root）^[9]方案和统一根（unified-root）^[10]方案都使用了新名字空间，该名字空间兼容原来的名字空间，是原名字空间的超集。

NameCoin^[11]是基于区块链技术实现的去中心化的域名体系。NameCoin中不存在类似“ICANN”的域名分配机构，而是采用“先占先得”的方式分配“.bit”域下的域名，即一个域名会分配给最早申请该域名并被记入公开账簿的申请者。NameCoin的共识采用类似比特币的工作量证明机制来实现，因此，算力决定了域名分配的权力。

NameCoin也存在以下局限性，使得其设计难以直接应用于根的去中心化。

恶意抢注：先占先得的域名分配机制会造成恶意抢注，无法保证具有天然归属特性的国家代码顶级域名被正确分配。

兼容性问题：现有的递归解析器无法解析.bit域名，用户需要第三方插件实现解析。

新的根域名体系使用与原域名体系相同的名字空间，并确保域名的唯一性。统一的域名空间是互联网作为一个整体的关键，分裂的名字空间阻碍互联互通，同时也带来了域名仿冒的风险。域名唯一性是 DNS 最基本的功能与安全属性。

在本文第2.1节所述的域名系统去中心化方案中，绝大多数的方案要么直接使用原根数据，解决不了根区数据由单节点控制的弊端；要么另辟蹊径，重新使用新的名字空间和新的名字分配机制，但会导致新旧体系中的域名不兼容。参考文献[11]中的方案在设计时考虑到这一设计目标，需要所有参与根联盟的根节点自发遵守，根联盟内部的蓄意破坏者可以打破这一目标。

由多互联根共同管理数据后，保证各互联根得到的数据一致。互联根1.0方案采用点对点的方式在联盟内建立信任，建立互信的互联根交换顶级域数据，共同管理根区。这种信任机制和数据交换机制容易使互联根间数据不一致，造成不一致的因素有很多，攻击行为、信任现状都可能造成联盟内的根服务器数据不一致。

（1）攻击行为

例如，中国国家顶级域名（CN）的互联根被攻击，并造成私钥泄露，攻击者伪造 CN 顶级域数据向其他根发布数据更新。其他根服务器对CN遭受攻击的状况毫不知情，接收了 CN 的新顶级域数据。遭到欺骗的根并没有意识到自己与其他5个互联根的根区数据已经不同，联盟内的互联根间出现数据不一致。

（2）信任现状

根服务器尚未在所有节点间建立信任关系。假设英国顶级域名（UK）仅与俄罗斯顶级域名（RU）建立点对点信任关系，所以 UK 根只能与RU根互换顶级域数据，而RU根域香港域名（HK）根、韩国域名（KR）根、德国域名（DE）根均建立了点对点的信任关系，因而可以得到它们的数据。UK根与RU根因建立信任的对象数量不同导致根区数据不同，联盟内的互联根间出现数据不一致。

本方案是基于参考文献[11]的一种改进方案，提出了一个基于“根联盟”概念的自主根域名解析体系。不同于本文第2节所述的中心化方案和现有域名体系^[12]，本方案从根服务器和根区数据两个方面都实现了对根的去中心化，这两方面相辅相成，缺一不可。如果根服务器没有去中心化，即使根区数据管理实现去中心化，解析过程还是要依赖现有根服务器；同理，如果根区数据管理没有去中心化，即使搭建了新的根服务器，解析过程还要依赖IANA管理的根区数据。

基于区块链的新方案的核心思想是在根服务器和根区数据两个方面都实现了对根的去中心化。本方案仍然采用了组建“根联盟”实现共同管理根区数据的思路^[13]，与原方案有相同的体系结构，增加了保障根区数据管理结果一致性的措施。在本方案中，根联盟内通过共识算法（类PBFT算法）协商根区管理过程，保证协商出的根区数据达成一致。出于共识算法自身具有的特性，根联盟内允许出现少量的故障节点和恶意节点。当根联盟内的大部分节点正常运转时，根联盟整体的数据一致性就能得到保证。

基于区块链的互联根域名解析体系有两个核心部分组成：自主根和根联盟，该体系结构与原方案类似。

（1）自主根是一台特殊的根服务器

所有顶级域名的持有者都可以搭建属于自己的自主根，这些根服务器与当前域名系统中的根服务器并存。递归解析器可以自主选择使用两者中的任何一个作为域名解析的起点。在该体系中，自主根除了提供对根域的解析功能外，还负责与其他自主根交换顶级域数据。

（2）根联盟是由多个自主根依据互联协议组建而成的网络

从技术上来讲，该网络在本质上是一个分布式的区块链系统。根联盟是一个平等、开放的互联体系，所有顶级域的持有者都可以随时选择加入或退出根联盟。根联盟使用公钥唯一标识每个加入根联盟的主体，公钥所绑定的域名信息在自主根名片中记录，域名的持有者需使用对应私钥将所持域名的相关数据进行签名。联盟内采用类PBFT的共识算法进行协商，共同决策新的数据发布是否有效。在联盟内超过2/3的节点做出正确决策的情况下，共识算法保证联盟整体的决策一致性。

所有顶级域持有者分别向根联盟发布所持有的顶级域名信息并接受其他成员的决策，根联盟使集体内的所有决策达成共识，实现所有成员共同管理根区数据且数据一致。根区管理方案由以下4个关键步骤组成。

步骤1 通知阶段：国家根向根联盟就所持的顶级域名发起数据更新。

步骤2 同意阶段：数据更新申请在根联盟内广播，由所有其他国家根对数据更新内容的合法性做检查，其他国家根对通过检查的更新请求签名为“同意”并回复给发起者。发起更新请求的国家根收集足够数量的“同意”并将这些“同意”合并为“联名同意背书”后广播；若发起更新请求的国家根没有收集到足够数量的“同意”，则默认此次顶级域数据更新行为被根联盟否决，终止后续操作。

步骤3 更新阶段：收到“联名同意背书”的其他国家根向发起请求的国家根回复“承诺”，承诺按照其申请内容更新数据。发起更新请求的国家根收集足够数量的“承诺”并将这些“承诺”合并为“联名承诺背书”后广播。

步骤4 确认阶段：收到“联名更新承诺”的其他国家根更新根区数据并返回更新结果。

经过上述4个步骤，根区数据可以在所有国家根共同管理的情况下达成一致。其中步骤2和步骤3是关键，步骤2完成意味着根联盟对数据更新申请达成共识，步骤3完成意味着根联盟对承诺数据更新达成共识。4个步骤完成后，联盟对一次数据更新请求达成共识，对这次更新请求的管理过程结束。

基于区块链的互联根体系具有以下特性。

（1）域名空间统一与域名唯一性

新体系虽然不使用 IANA 提供的根区数据，但新体系与当前域名系统一样，都遵循 IANA 作为唯一的名字空间管理机构。新体系以 IANA 的域名分配结果为基准，将其写入自主根名片中，作为根联盟验证顶级域发布合法与否的依据。

（2）数据一致性

共识算法保证根区数据在所有根节点一致。当某个互联根发生私钥泄露且被用于伪造攻击时，受骗的根可以很快发现信息与其他根不一致，从而触发线下应急响应。基于区块链的域名体系依赖的是集体共识，不同于双边共识，所有加入根联盟的互联根都相信其他根节点组成的集体，因而该体系并不存在因信任关系导致的数据不一致。

（3）自主性

所有顶级域的持有者按照自主意愿建立根服务器，且自主根不依赖IANA数据运转。

（4）透明性与兼容性

整个系统与当前的DNS互不冲突；新体系只涉及域名解析，兼容已有的IANA域名授权管理结果；根联盟体系对除采用国家根的递归解析器外其他DNS组件透明；新体系无需对当前DNS服务器软件做任何改动，对DNS协议本身透明。

（5）渐进部署

新体系支持渐进式部署，根联盟的规模可以随着自主根的建立逐步扩大，直至覆盖所有顶级域名。