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致信网络基础协议

致信底层链网络中存在矿工节点和用户节点两种类型,矿工节点指缴纳保证金后,加入了候选陪审员列表的节 点,这种节点又分为 Mediator 节点和 Jury 节点。

矿工节点都是全节点,保留了全部的账本数据。矿工节点需要 运行合约,进行共识等操作。矿工节点必须保证长时间在线和良好的运算环境(CPU、内存、硬盘等)以及网 络环境(高带宽、低延迟)。

用户节点是浏览和发起交易的节点,用户节点不需要保证是全账本,允许更长时间的延迟。

我们假定矿工节点长时间在线,而用户节点会随时上线和离线,但是不会出现大量用户节点同时上线和同时离线的情况发生。

每个节点存储的数据,在理想状态下是一致的,矿工节点要求较低的延迟,用户节点不要求实时性,但是在足够长的时间后也能同步到所有的数据。

致信底层链网络中的Mediator 节点,会相互之间建立 P2P 连接,保证了 Mediator 之间数据延迟更低。Jury 只是临 时组件的团体,所以并不要求 Jury 内部每个陪审员之间两两连接。

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有向无环图(Directed Acyclic Graph)简称 DAG。在 DAG 中没有区块概念,所有数据并不打包成区块再用 区块链接区块,而是每个用户都可以提交一个数据单元,这个数据单元里可以有很多东西,比如交易、消息等。数据单元间通过引用关系链接起来, DAG的特点是把数据单元的写入操作异步化,大量节点可以自主地把交易数据写入DAG。 致信区块链 使用 DAG 的目的是为了解决传统区块链中只有一条主链,无法并行执行的问题,同时节省了打包交易出块的时间。

传统的区块链里,在生成区块之前,需要给所有的交易做一个交易池,矿工从交易池中挑选要打包的交 易,然后根据共识算法打包为区块,最后放到链中。在交易被打包到区块并广播到全网之前,交易是属于未确 认状态,这阻塞了其他的交易写入,从而使得传统区块链交易确认时间非常长。 DAG并行处理的特点使其有潜力为各行业的经济活动和价值交易带来全新的技术革新与升级,在弥补不同交易主体之间信任鸿沟的同时,通过时间戳、不可逆性、可追溯性、并行处理等特点,降低交易成本,实现具 有更强表达力的智能合约,更快的交易确认,更广泛的应用场景,更强的安全性和隐私保护。

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致信互链双层共识平台

要在致信双层共识平台中,Mediator是整个PalletOne的核心部分,Mediator使用代理权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)来进行共识。Mediator节点是由致信Token持有者投票产生。Mediator节点轮流“工作”,每个节点在一个Time Slot中负责的其中两项工作包括利用VRF(Verifiable Random Function,可验证随机函数)算法随机选择陪审员组建陪审团,和在陪审员无法达成共识时进行仲裁。

陪审团(Jury)是维护致信区块链安全性和完整性的基本单位。更具体的说,陪审团被委任运行和验证智能合约以及管理多重签名账户。

为了实现安全和去中心化的设计,陪审团被设计为由许多参与者组成,这些参与者被称为陪审员。Mediator“每受理一个案件”时,从候选陪审员中随机选出一组陪审员组成陪审团,对“该案件进行评审”,“案件审理”结束后,陪审团会随之解散。陪审团内采用 BFT的算法来实现共识。

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智能合约(Smart Contract)这个概念最早由 Nick Szabo 于 1996 年提出,该概念在区块链中被广泛使用, 并诞生了以太坊、量子链、EOS 等众多支持图灵完备的智能合约的区块链。概括下来,智能合约具有以下特性:

(1) 智能合约必须是一种合约,是平等的当事人之间执行约定内容的协议。智能合约与传统合约不同之 处在于,智能合约是数字形式的,是由计算机读取和执行。

(2) 智能合约是部分或者完全自我执行或者自我强制的。

(3) 智能合约需要安全的运行环境。合约运行环境必须安全可靠,执行结果能在多方达成一致。

(4) 只有智能合约才能修改账本数据。

出于智能合约的特点,合约安全以及在多语言,多平台智能合约上的考虑,致信区块链默认采用Docker容器化技术实现智能合约。在业界,Docker 作为智能合约的虚拟机已经在 HyperLedger Fabric 中应用,被大量的企业和项目所论证。

在致信区块链应用平台中,所有类型的服务都是通过合约来创建。合约的创建是基于合约模板的,我们为常见的场景提供了合约模板供用户使用。用户也可以自己创建新的合约模板并部署到致信区块链上。合约模板的部署需要调停中介(Mediator)来完成。调停中介负责检 查合约模板的语法、规范等,只有满足要求的合约模板才能部署成功。部署成功的合约模板将被保存在分布式存储中以备以后部署合约时使用。

系统为不同的编程语言提供了不同的运行时 Docker 镜像,另外也提供了对应语言的 SDK 帮助合约开发人员快速便捷的开发出智能合约。合约开发人员基于SDK 在本地编译好合约程序后,只需要将编译后的文件放到 致信区块链进行发布,发布后的合约程序被称为合约模板。用户基于模板创建合约时,合约执行节点(陪审员) 会根据合约的语言选择对应的运行时镜像,构建新的合约模板镜像,并最终实例化合约容器,

合约模板就是基于致信区块链合约 SDK,符合致信区块链合约规范的可执行程序。智能合约开发人员使用自己熟悉的开发语言,在本地编写和编译好合约模板程序,另外出于开发调试的方便,后期 致信区块链会提供单机致信区块链网络的模拟运行。

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