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上链(SimpleChain)化繁为简的分布式链网

随着区块链在多年实践中的发展,它已然突破了原本的技术边界,而逐渐形成了产业化的影响力。在新数字经济的时代趋势下,我们看到区块链实践案例不断应声落地,与此同时,商业应用中的模式问题与技术桎梏也逐渐暴露。因此,上链(SimpleChain)理念应运而生。上链(SimpleChain)是一款以简单上链、共促共赢为设计理念的公有链。作为一项革命性的区块链应用基础设施设计,上链(SimpleChain)通过其灵活性、扩展性、稳定性、开放性和流通性的特点推动区块链技术与应用的前进与发展,以支持多元共识和性能要求来保障平稳安全运行,从而满足丰富的商业应用场景。

工作量证明机制作为区块链从比特币当中诞生以来的首个共识机制算法,以其长期的稳定性经历了时间的考验,也因此,上链(SimpleChain)的主链底层共识同样选择以独创的 PoW 算法运行,以确保分布式账本的一致和安全。节点客户端的提供也方便所有参与者自由成为上链(SimpleChain)的节点,并贡献自身的算力进行分布式账本验证。为确保整体设计的灵活性,主链上层被设计为可扩展的子链集,通过子链的定制化开发,上链(SimpleChain)可进一步承载丰富的区块链应用。单个子链的算法不限于 PoW,用户可根据需求设计其他共识机制、区块数据结构以灵活适应不同的场景应用,同时子链内部支持应用分片机制以满足开发者的交易性能需求。主子链结构赋予了上链(SimpleChain)充分的可扩展性。不断完善的配套工具让用户轻量接入、简单上链。

主子链通过数据交互紧密结合,不仅在技术层面能够同步区块链账本、支持跨链交易,还在激励层面构建了数字资产流通的经济模型。上链(SimpleChain)的原生数字资产被定义为 SIPC——通过主链 PoW 挖矿产生,用于记账激励和消费流通。SIPC 的流通总量与子链数量及子链内部对 SIPC 需求正向相关,预设合约可根据算法动态调节SIPC 供应总量,满足用户对 SIPC 的需求并平衡资源价格。

为了构建开放透明、一致认同的分布式社区,开放性原则被写入上链(SimpleChain)的创世区块作为运行机制。上链(SimpleChain)的发起者和初始运营方为上链基金会——一个以推动上链开放生态繁荣为使命的非营利组织。基金会既没有预挖也没有自留任何数字资产,基金会第一年初始运营资金来自于全网矿工持续挖矿奖励中 5%的捐助,此后每年捐助的比例减半,直到社区完全自发运营。

上链(SimpleChain)致力于聚合社区全球研发力量,以兼容性与实用性并重,推动区块链技术的沿革与分布式数字经济生态的建立。

SimpleChain 设计目标

SimpleChain,简洁基础的安全区块链协议框架与简易可用的公链创建平台,以机器共识建立可信网络。SimpleChain 充分吸收现有区块链项目的优点、解决目前存在的缺陷与问题、研发创新技术解决方案,目标为构建简洁易用的分布式链网,形成繁荣的应用生态。

SimpleChain 是一款以一主链多子链结构为设计理念的公有区块链,采用目前唯一经历过时间和规模验证的公有区块链共识机制工作量证明机制,并结合开放式算力底层,保证账本安全及激励持续。通过多层级的分布式价值网络设计,SimpleChain 支持多种业务场景的公有区块链部署与扩展。子链可根据业务需求设置适合自己场景的共识算法,通过跨链节点与主链形成双向锚定,与其他子链形成跨链交易,帮助子链在满足每秒数千级别性能的前提下同时获得主链所提供的最终一致性。

SimpleChain 应用生态

SimpleChain 采用的主子链结构支持多种业务场景。对于子链项目,可根据实际需求选择适宜的共识算法,子链通过跨链节点与主链形成双向锚定,并与其他子链形成跨链交易。

主子链结构
1.  子链应用场景

SimpleChain 一主多子结构的链网生态在确保最终一致性的基础上,为多应用场景提供了高自由度的扩展支持。多类型的应用场景也增加了其生态的完整性,SimpleChain已支持的子链项目涉及大数据、数字娱乐、奢侈品、不动产、稳定币、版权保护等多个领域,还链接了司法联盟链,为整个链网提供司法支撑。通过多行业分布式的数据交换和合规框架下的价值交换,形成良好、稳定的生态体系。



1.1 数据交易

在过去的几年中,互联网行业、金融行业、政府机关等都在不同程度的探索建设大数据交易项目,但这些大数据项目面临着各类问题,包括数据安全隐患、数据孤岛、数据质量低、流通方法不健全等问题,而政府大数据大多处于不公开状态,这些数据没有得到良好运用,未发挥其最大的价值。

利用区块链分布式、透明、可溯源等特点,在保护数据所有人隐私和合法权益为前提,以合规、安全的数据流通为基础,消除数据提供方的担忧,同时满足数据需求方寻找合规、正规数据的需求。通过区块链+大数据,将数据资产化,完成高效清算、结算和核算,激发数据交易的积极性,促进市场繁荣,突破数据孤岛,真正实现跨域连接的建立。

1.2 数娱游戏

传统游戏商店的发布模式中,游戏产品提供商与玩家都是弱势群体,寡头游戏平台以中心化的方式决定了玩家能够看到什么游戏,以及游戏能够获得多少玩家。中心化的管理使得游戏的生命周期越来越短,玩家与游戏之间无法匹配的现象成为限制当前游戏产业健康发展的顽疾。

游戏世界链(Game World Chain)通过建立在区块链上的游戏发布平台,实现游戏产品提供商与玩家之间点对点价值网络。游戏产品提供商可基于 GWC 发起游戏项目众筹,潜在玩家可对特定题材的游戏产品提案进行投资,以 GWC 提前换取游戏内资产的优惠奖励。游戏内资产统一作为链上资产进行管理,可设置锁定期。锁定期过后为犹豫期,犹豫期为游戏上线后的一段时间,玩家在此期间可按一定比例将游戏内资产换回GWC。其他游戏玩家可根据游戏内资产与 GWC 的交易量判断游戏受欢迎程度,从而可对游戏产品提供商的水平进行评价,以数字价值为驱动,形成健康的分布式游戏产业生态。

1.3 钻石

钻石有别于与其他商品,难以达到统一定价,而钻石属垄断市场结构,价格透明度不足。与此同时,钻石市场缺乏流动性,因经常滞留在单边市场,无法以其真正市价转售出去。虽然存在钻石交易所,但大多是仅限于 B2B 交易,而在市面上交易的钻石,由于涉及的流程和工序较多,买家无法或很难辨别其品质及真假。

将钻石与区块链相结合,实现钻石仓单票据数字化,形成便捷、高效的数字钻石交易方式,完成传统钻石行业与创新型金融市场的链接,通过创新且安全的形式吸引传统钻石交易链中参与者、变卖钻石的持有者、需要避险的投资交易商等,由此汇聚更多钻石交易者,让这些参与者以安全稳定、透明公开的方式进行钻石交易和投资。利用数字仓单票据交易还减少钻石流通的成本和造假的可能,持有者可随时提取钻石。

1.4 不动产

不动产是指依自然性质或法律规定不可移动的财产,如土地,房屋等土地定着物,目前有大量的人员在投资不动产,还有一些希望投资国外不动产,但在投资过程中会存在政策不明、流程复杂等问题,而在找第三方的过程存在手续费过高、信息不明确等情况。

Lunabay 是一个社区成员共建的全年龄养老社区,对社区成员个人不动产以及社区配套服务(产品)的全透明化、动态、精准管理,提升社区成员在全年龄阶段的生活品质,进一步形成全球最专业的全年龄养老服务社区。鉴于在全球范围内,不动产依然是大部分个人在整个生命周期中最重要的固定资产,Lunabay 基于区块链技术对不动产产权和使用权进行确权、认证和分配,能最大程度地平衡其社区成员在不同年龄阶段消费、投资和养老的综合需求。

1.5 稳定币

数字资产交易市场诞生以来,便捷安全可信的交易方式一直未能被找到。一方面,多数加密货币的波动性非常大,不利于支付和投资。因此从业者构建了锚定主权国家货币的“稳定通证”用于计价估值和支付。但目前市场上出现的几种稳定通证也存在问题,如抵押美元资产发行稳定通证但无托管和审计,存在信用超发、挪用资金、暗箱操作等风险。另一方,中心化的交易所安全性存疑,资产被盗、恶意爆仓等行为让投资者失去信心。

MintEx 依托于外汇投资服务经验,将外汇交易与数字资产交易紧密结合,打造安全可信的数字资产交易平台。MintEx 设计的稳定通证 Mint 锚定外汇资产,相应的资产存托在银行,流通中的 Mint 随资产总量变化而增减,从而构成了外汇资产-数字资产交易的连接器。

1.6 分布式算力

随着科技的发展,计算机随处可见,为人们的生活提供了巨大的便利。然而实际使用过程中,若需要计算或存储大量数据时,则购买对应的服务器或者存储空间,由此存在成本和复杂性,同时无法对所需算力值进行准确的量化和评估。

在分布式算力子链项目中,用户可以根据自己拥有的权益获取对应的分布式算力,对于用户获取的分布式算力,可根据自己的需求进行操作,例如人工智能中数据训练等。通过分布式算力的权益化,使得算力分配更加合理和透明,满足用户对于算力的需求和应用。

1.7 版权保护

目前人们版权保护意识有所增强,但互联网技术的发展让作品复制和传播更加容易,使得数字盗版泛滥,很多作品在未经授权就被传播。与此同时,数字版权贸易日益频繁,版权授权需求量激增,传统版权交易方式具有过程复杂、交易成本高、交易效率低等特点,无法适应互联网时代数字版权贸易的需求。

区块链版权保护平台为互联网时代的版权保护提供有效途径和方式,可线上进行作品交易,平台将作品所有使用、传播等过程全部记录在区块链,有效对原创作品的版权进行保护,使其获得合法权益。除传统的作品版权外,还可将个人 IP 数字化,对个人IP 的收益根据设定进行自动化分配,维护个人相关作品、肖像等内容版权的同时增加其价值,促进版权交易市场的流通。

1.8 数字鉴证

认定案件事实必须以证据为基础,只有获得真实、充分的证据才能保证准确查明案情。在传统证据收集过程中,会存在取证困难、时间长等问题。与此同时,随着科技发展,很多数据以数字化形式存在,而电子数据具有易复制、删除、修改等特点,导致证据收集存在更大的问题和困难,这也是使得司法工作过程缓慢、效率低的原因之一。

通过区块链与大数据有效结合,为现有司法体系的完善提供稳定支撑和执行辅助。利用区块链分布式、透明等特点,实现证据的快速获取和验证,形成司法信息同步协同,提高案件处理效率,避免数据孤岛,减少时间、空间的限制,顺应互联网时代的变革,推进司法创新。

区块链作为 P2P、分布式数据存储、密码算法、共识机制等计算机技术在互联网时代的创新应用模式,本质是具有“货币+票据+凭证+财会”功能的新型架构,使得其可结合于不同场景,但由于不同的应用场景对于链上交易的验证与确认频率、链上数据格式与容量、性能及开放性等要求各不相同,为确保公链平台的最大兼容性以及不同应用所在链上交易的有效隔离,一主多子的 SimpleChain 将成为分布式应用开发者易用、安全的开发平台。



2. SimpleChain 入口

· 浏览器
为 SimpleChain 用户提供的区块链浏览器包括上链浏览器和节点浏览器。上链浏览器是浏览 SimpleChain 链上信息的主要窗口,每一个区块所记载的内容都可以从上链浏览器上进行查阅,其中包含了主链原生数字资产与链上发行的其他各类资产账本数据,通常数字资产用户会使用区块链浏览器查询记录在区块中的交易信息。上链浏览器支持用户查询主链与各条子链的内容。可查字段包括区块高度、区块哈希、挖矿难度、区块大小、出块时间、交易手续费、交易地址等。

· 客户端
SimpleChain 为用户提供简单上链的客户端软件。用户可以通过客户端创建和管理账号、同步账本并查询相关信息,开启区块链之旅。通过部署客户端成为节点后,用户能够发送和验证链上交易,也可以通过客户端可视化地部署智能合约,进而轻松创建自己的区块链应用。矿工用户通过客户端即可参与挖矿、管理矿工的行为。客户端是用户最为直接地参与成为 SimpleChain 区块链分布式网络成员的重要工具。

· 跨链资产钱包
区块链钱包是用户管理数字资产的工具。为方便用户管理 SimpleChain 主链数字资产与链上的其他各类通证,团队已开发一款多币种数字资产钱包 ChainBox,具备查询、存储、转账、交易等功能,适用于苹果、安卓等操作系统的移动端智能设备。未来将持续对 ChainBox 优化升级,支持更多功能和更多种类的设备。

· 区块链存证取证平台
一直以来电子化的数据难以确认唯一性和真实性,造成了数字商品盗版侵权严重、隐私泄露难禁难查等问题。SimpleChain 的子链(保全链),利用区块链可溯源不可篡改的特征搭建了一个基于区块链的电子数据服务平台——保全网,为用户提供可信电子凭证服务、在线取证服务和版权保护平台。这个应用的优势在于用户数据可以不依赖于公司存在,而被永久地保存在区块链上。保全网的产品流程和证据效力已经率先获得中国司法体系的认可(2018 年 6 月 28 日),有效降低了用户确权、自证与维权的法律成本和周期。

上链主子链技术架构与拓展

SimpleChain 子链可根据场景需求选择适宜的共识机制,而为了确保整个链生态体系的稳定发展,主子链采用分片多层机制,并设有欺诈认证以惩罚矿工的作恶行为。本章节对主子链架构进行简要说明,并概述研发内容和计划。

1. 主子链架构

1.1 子链可选共识

为适应各类行业的应用需求,SimpleChain 的子链采用多共识机制,即子链可根据实际需求选择合适的共识机制。SimpleChain 主链采用成熟的 PoW 机制,而子链内部节点仅负责内部共识,通过主链验证节点作为连接,实现各类共识机制特性的有效利用。由于目前提出的很多共识机制还在探索阶段,可能会存在不可预测的问题,采用子链可选共识的方式不仅可满足不同场景的需求,还能将子链的一些不成熟共识算法进行边界限定,主链对子链进行安全维护的同时避免子链的问题对主链产生影响。

1.2 主子链分片多层机制

1.2.1 主子链结构

SimpleChain 主子链同构,主链和子链的每个区块均包括若干个分片,主链分片包括本链交易分片和子链锚定分片,而子链分片包括本子链交易分片及主链与本子链相关的锚定分片。链上的区块包含若干个分片 slot,矿工按照 QoS 算法选择分片插入区块的分片 slot 中,在保证本链服务和锚定服务可用性的条件下达到最大 TPS。

为确保主链的轻量简洁,主链上不做大量的数据同步,仅作为全局账本维护机制。因此主链和子链结构采用类 DAG 的方式,会使用共识分片(网络分片、交易分片、状态分片)。在子链分片中,为确保信息流通和安全,会根据实际需求和情况进行合理的存储分片的管理和分配。SimpleChain 的分片技术会持续推进和研发,计划首先实现子链交易的分片打包,然后在此基础上完整实现子链分片功能提升 TPS。

1.2.2 跨链转账交易

SimpleChain 跨链转账交易中跨链交易分片由锚定矿工生成,而主链与子链之间交易具体包括五步,如下图所示。

在跨链转账交易中,主链和子链的操作均包括两个阶段,具体过程描述如下:

(1)子链用户提交跨链交易上链后,首先锁定通证(子链两阶段提交第一阶段);
(2)其他用户提交购买交易(主链两阶段提交第一阶段);
(3)锚定矿工匹配跨链交易产生的跨链交易锚定分片,由主链矿工验证后插入主链区块,并更新跨链交易主链部分状态(公链两阶段提交第二阶段);
(4)子链节点作为主链的轻节点,通过默克尔证明确定锚定信息,并无条件更新跨链交易子链部分状态(子链两阶段提交第二阶段)。

跨链转账交易满足最终确定性,如果子链未按照约定更新跨链交易子链部分状态,锚定节点不会为对应的分叉生成锚定分片,因此,所有锚定在主链上的跨链交易最终均会被确定。与此同时,SimpleChain 主子链具有主从性,即便在主链临时分叉的情况下,任意一条分叉的主链与其锚定的子链上的跨链交易也满足原子性,最终被多数节点认可的分叉上的交易被确认。

1.2.3 锚定矿工的选择

设定每 n 个块为一个时期,在每个时期前,公钥地址为PKu的锚定矿工u缴纳一定保证金加入矿工池。假设每条子链选择固定参数 K,时期 x 所有块的默克尔哈希值为H(x)。在时期 x 即将结束前期,通过H H x K PK 1 ( ( ), , u ) 的方式为 x+2 时期选出各自子链的锚定矿工,其中 H ()为哈希算法,为设定的阈值。

为尽量避免和抑制欺诈现象的发生,SimpleChain 设有欺诈认证机制,任何人都可以通过欺诈认证去举证锚定矿工的作恶行为。若挑战者发现欺诈账户为 X,对应的锚定及锚定矿工签名为 hash1 和 hash2,举证过程如下:

1、挑战者质押一定保证金,要求对 hash2 签名的锚定矿工给出 hash1—>hash2、X账户数据变更的默克尔证明及相应交易签名;
2、在一定时间内锚定矿工未能给出相应的证明,则该矿工将被除名,挑战者将获得一部分对应矿工的保证金,并将对应锚定块设为错误块;
3、若锚定矿工给出需要的证明,则挑战者将损失保证金。

1.2.4 主子链价值安全性

1)子链价值安全性
对子链数据的篡改仅在子链矿工与锚定矿工的联合作恶的情况下发生,锚定矿工对于节点较少、易受攻击的子链进行数据和价值保护。

2)主链价值安全性
主子链间的价值转换由市场决定,而子链矿工与锚定矿工的联合作恶必然会影响子链价值,导致主子链价值兑换率的改变。主链的价值依托于主链本身的价值及各子链间的流动价值。锚定矿工作恶将损失质押的通证,并由于具有较高价值的子链因矿工的逐利加入,作恶成本随子链的价值递增。对于主链来说,单一子链的作恶对主链价值的风险较小。

1.2.5 锚定矿工签名最小化

为提升锚定效率并解决扩展性问题,在后续研发中计划采用 Schnorr 型多重签名技术,实现签名最小化。

所谓数字签名,是类似于纸上的普通物理签名,用于鉴别数字信息的方法。数字签名只有信息的发送者才可以产生而其他人无法伪造的一段数字串,由此不仅能够验证信息的完整性和真实性,还可证实信息来源。在实际生活中,会存在多个签名者对消息进行签名的情况,为此 1983 年 Itakura 和 Nakamura 首次提出多重签名的概念。后续研究者们基于不同数学难题提出了各类的多重签名方案,但相应的会存在签名长度随签名人数的增加直线增长的问题,且方案存在安全性问题。2006 年 Bellare 和 Neven 基于 Schnorr 签名方案提出了相对更加实用和安全的多重签名方案。

Schnorr 数字签名方案诞生于 1991 年 Schnorr 发表的名为《Efficient SignatureGeneration by Smart Cards》的论文,该方案是基于离散对数 DLP 困难问题,安全性相对较高。Schnorr 签名体制主要包括系统初始化Setup、签名产生Sign和验证Verify等,具体流程如下:

为提出更加安全且实用的多重签名方案,基于 Schnorr 签名的各类多重签名方案陆续被提出。目前也存在使用 Schnorr 类签名技术解决区块链技术遇到瓶颈的案例,2018年 3 月,区块链开发者们发布了针对 Schnorr 类多重签名研究论文《Simple Schnorr Multi-Signatures with Application to Bitcoin》,该论文介绍了如何将 Schnorr 类多重签名应用于比特币区块链。通过多重签名,将多个签名合为一个签名,这样不仅节省了区块链的空间,还使得区块链能够处理更多的签名,增加安全性。但该方案后又被证明并非安全的,目前越来越多的研究者投入到多重签名方案的研究,希望提出更加安全且高效的多重签名方案应用于区块链。而数字签名作为保障区块链安全的基础,一直是密码学研究者的研究重点,同样是 SimpleChain 的工作重心。

2. 标准简约

作为分布式应用的核心特点,区块链上的智能合约将由商业主体中心化控制的商业逻辑转型成为了社区化公共监督的分布式应用。然而区块链的不可篡改性则决定了链上任何的智能合约都是不可撤回的,一切智能合约代码层的纰漏与漏洞都会成为对合约本身,甚至于整个区块链网络的巨大威胁。以太坊智能合约的 The DAO 所引起的硬分叉智能算是典型案例之一。

对于大多数普通合约开发者来说,其核心诉求在于有一种简便、直观而安全的方式来通过分布式的方式去实现商业逻辑。因此,创新型的合约语言与编程语句对此类用户来说仍然太过复杂。为了满足这类开发者的需求,SimpleChain 的“简约”开发工具以其模块化的合约功能,提供了安全、简便的合约开发模式。通过既定的功能模块,开发者用户只需要定制化调整部分参数,即可完成合约的编写,而功能模块则覆盖了大部分主流 DApp 的应用需求。

为确保模块的可用性与鲁棒性,“简约”开发工具由基金会技术指导委员会管理,并且模块代码接受全开源社区的审计。仅通过审计门槛后的代码才会被加入成为“简约”功能模块。成为模块后的合约功能通过 GUI 的方式向普通开发者提供。开发者只需要通过拖拽与可视化的方式即可完成合约编写、发布与接口对接,从而大大降低了 DApp的开发门槛。

3. 深度开发环境

对于高级开发者来说,更为复杂的合约逻辑需要被落实。此外,对于主链底层代码的升级建议也需要在更为成熟的开发环境中进行提交。因此,SimpleChain 将一套深度开发环境封装入了节点客户端当中,任何用户可以通过下载节点客户端在本地节点中对代码进行测试。开发者甚至可以自建私有链网络,进行验证。完成验证后的代码能够推送至公网,并接受全网开发者审计。其中,通过技术指导委员会审计的,且具有完整功能的智能合约代码片段将被打包成为“简约”中的功能模块,进一步提供给普通合约开发者调用。

4. 易用性部署

根据节点类型采用不同的节点工具。对于轻量用户节点,会使用便捷、高效地移动端。而对于要求较高的验证节点,具有简洁的部署工具,从部署验证到模板选择再到绑定一键式服务,同时提供丰富的视频教程与部署文档,避免操作过程中出现问题。除此之外,SimpleChain 还拥有可视化节点管理系统与云部署服务,方便节点加入和对节点进行管理。

5. 安全性支撑与迭代

5.1 底层算法周期性调整

SimpleChain 采用 PoW 机制,若出现恶意节点数量过多、算力过高,会导致主链不稳定的情况,容易造成类似以太坊区块链 2017 年发生的硬分叉事件。为保证主链安全,SimpleChain 底层采用开放式算力,并进行算法周期性调整,防止大规模的算力军备竞赛,由此有效地维护区块延长的最终确定性。

5.2 可控子链开放度

为确保子链的安全性,SimpleChain 可对子链开发度进行控制,支持授权管理。可采用基于 PKI 体系的 CA 证书管理体系(可支持第三方 CA),针对节点部署与 IDE/API访问权限控制,可设置仅经过授权的节点才有权限加入到子链网络中或使用子链服务,即子链内部的扩展许可链化。

5.3 支持多密码算法

SimpleChain 采用多密码算法,为了适用于多行业和多应用,支持的密码算法包括国际密码算法和国密算法。

密码算法是用于加密、解密等操作的数学函数,目前密码算法包括公钥密码(非对称密码)、消息摘要算法等,而一个密码系统的安全性重点在于密钥的保密性,并非在于算法的保密性,因此国际密码算法和国密算法大部分是公开的,便于使用者使用这些算法。SimpleChain 为满足不同场景需求,子链可支持不同类型的密码算法,例如国际密码算法中 RSA、AES、SHA256 以及国密算法中非对称密码算法 SM2、对称密码算法SM4 和消息摘要算法 SM3 等。

5.4 安全算法更新与迭代

随着技术发展,量子计算机对目前密码学体系产生了巨大的影响。由于量子计算具有天然的并行性,而这种并行性使得在电子计算机环境下的一些困难问题,利用量子计算机可以简单解决。现有的公钥密码是基于计算复杂性,因此量子计算机的超强计算能力使得现有的公钥密码受到了威胁。

目前主要有 Shor 算法和 Grover 算法可用于密码破译,Shor 算法是针对整数分解的量子算法,Grover 算法是一种量子数据库搜索算法。因此,在量子计算环境下,现在广泛使用的 RSA、ECC 公钥密码、EIGamal 等均不再安全。

虽量子计算机能够攻击现有很多密码算法,但还有一些问题量子计算机并不擅长,通过这些问题构建的密码就能够抵抗量子计算的攻击,这些密码算法统称为抗量子计算密码,例如格密码等。

除量子计算机的威胁外,还需要考虑密码算法抵抗传统攻击。因此在 SimpleChain在后续发展过程中,采用的密码算法也会更新相应的更新与迭代,根据发展和应用需求,调整使用最佳的密码算法。

6. 主链有效工作量证明(EPoW)

SimpleChain 为确保主链的安全性与最终性,并提供公平开放的共识模式,将采取工作量证明机制的技术路线。并将目标设定于构建有效工作量证明。

所谓有效工作量证明(Effective Proof-of-Work)即利用区块链分布式激励特点,将有效算力输出作为分布式算力类型,并进行工作量验证。从而改变现有工作量证明中仅对运算哈希的现状。SimpleChain 将在共识算法中引入矩阵运算的算法验证,使得共识运算的算力除了作为工作量证明用于竞争主链记账权之外,也能够被作为人工智能当中,深层神经网络每一层所需的矩阵乘法运算算力。


深层神经网络发展自人工神经网络,在人工神经网络中最基本的神经元结构是一个MP 模型。如上图所示的典型神经元模型中,有三个输入,一个输出以及两个计算功能,而连接部分则是神经元模型中的重要组成部分,也就是权值。神经网络的训练算法的目的就在于通过调整权值,使得整个网络的预测效果能够调整到最佳。

我们若将输入值分别以a1 ,a2,a3表示,权值分别以w1,w2,w3表示,则一个神经元模型用输出 b 公式表示如下:

当进入到深层神经网络中的感知器模型时,我们则在原本 MP 模型中的输入位置添加神经元节点,并标志为“输入单元”(红圈)。“输入单元”只负责传输数据,“输出单元”(紫圈)则需要对前一层的输入进行计算。

上图中的多层网络模型使用公式表示则为:

通过以上推断,并进行抽象化则可表示为,每一层的大量计算是上一层的输出结果和其权重值这两个矩阵的乘法运算。

而此类运算的逻辑与区块链当中前后区块头哈希之间形成的链状应用相似,因此通过在区块链共识算法中加入矩阵计算部分,能够使得工作量证明所消耗的算力至少在深度神经网络算法中被转化为有效工作量证明算力,服务于人工智能领域的运算。

比特币、以太坊等工作量证明区块链已实现了将分布式算力资产化,而有效工作量证明也将进一步实现有效分布式算力的资产化,并促进算力资源的流通与分配,提升资源利用效率,推动区块链当中所存在的中心化、安全、环保不可能三角问题的有效解决。


关于更多SimpleChain信息:https://simplechain.com/


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