# 小公链Thinkium的白皮书--中文版（一）

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**Published on:** 2022-03-19
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1 起源1.1 从无到有“人的思想是由自私的基因组成的”，这是本能。 “基于深度认知的协作是区分人类与其他物种的关键。”这就是进化。宇宙从大爆炸开始，从基本规则“一”开始。就像道是宇宙的起源，然后它产生阴阳，阴阳产生天地人，它们产生世间万物。基本规则的无限力量是不言而喻的。只有永恒的法则“一”才能进化成浩瀚的宇宙。生命也来自最初的法则“一”。地球形成于近 46 亿年前。单细胞生物出现在 35 亿年前，多细胞生物出现在 9 亿年前，类人生物出现在 700 万年前，智人出现在 20 万年前。个体、人类、地球、太阳系、星系、宇宙，在这个链条中，后者的每一个都由无数的前者组成。当我们回溯到链的最前面，个体可以进一步细分为宇宙的基本组成部分、器官、细胞、分子和原子；原子可以进一步分为几层到基本粒子。这些最基本的粒子遵循一些基本的相互作用定律。一花一叶看世界。单独的“一个”，整体的“一个”每一个生物都是一个独立的个体，每一个都有它的系统。 由于物质和能量的限制，每个个体内在机制的首要目标是延续生命，所以人天生就有以自我为中心的运作，生物进化使生命更加复杂，遗传信息更多。 物质和能量在每个个体内部不断更新，但同时物质和能量与环境进行交换，形成个体新陈代谢、种群生态、生物生态。 种群的内部协作，也是无数年进化的结果，融入了先天基因和后天遗传。 因此，蜂群可以建造复杂的蜂巢，候鸟集体迁徙，狼捕食。单独的“一个”人类处于地球生命进化的顶端，智商远高于其他生物。 人类强大的思维能力加上高效的信息工具（语言、文字），沉淀了强大的人类文明，形成了人类的共同追求，使人类的创造力真正无限，能够主动改变和创造世界。 这不是一个人的能力，而是整人类的能力。整体的“一个”人类通过对宇宙的不断认识和对新事物的创造，变得更加强大，创造新事物的能力也越来越强。 从石头、青铜、铁、蒸汽、电到信息，工具变得越来越强大。 人类创造世界越来越多地依靠智力而不是体力使事情按照人类的意图工作。 人类在宇宙原有规则的基础上，创造了一套新的规则，不断加大对原有宇宙的改造与融合。 在整个过程中，人类社会的基本制度本身起着基础性的作用。 社会制度的不断演变和发展，旨在协调和激励每个人发挥自己的作用，为全人类带来最好的效果。 社会制度反映了人民的利益，在各个时期的社会认知中是公平公正的。1.2 平行的世界计算机世界是人类在物理世界的基础上创造的“平行世界”。较早的人类发明了算盘、计算尺、机械计算机等，这些都是由人和机器驱动的。现代计算机的基本计算是合乎逻辑的。虽然计算与逻辑密不可分，但逻辑不等于数学计算。数学计算可以实现加法和乘法，逻辑主要是NOR或NOT。二进制发明结合了逻辑和数学计算，将数学计算转换为逻辑运算。但这些只是理论。直到二进制数字电子电路的设计和逻辑的应用，将二进制运算与电子器件结合起来实现逻辑运算功能，这就是电子计算机的实现。它成功地将人的思想与物理世界连接起来，使人的思想能够独立于人而运作；同时，人类将物理世界中的各种信息数字化编码成二进制，也可以通过逆编码将二进制转化为物理信号。 “平行世界”开启。 一台计算机就像一个能力有限的人。 互联网技术的出现彻底改变了这种格局。 互联网技术起源于美国国防部支持的技术，即后来的互联网通信协议TCP/IP。 计算机使用此协议进行互连和通信。 起初，计算机的主要目的不是供个人使用，而是解决军事和科学研究等重要问题。 在商业互联网上，随着大量的个人电脑，上层逐渐演变为搜索、社交、在线购物等应用场景。 随着移动互联网、大数据、人工智能、物联网的发展，人类的基本行为开始融入计算机世界，人类的“平行世界”开始.平行世界的社会体系“平行世界”发展到今天，基本上使用了人类物理世界中一些系统的子集，但“平行世界”中“人”的主权、利益、物理世界都发生了根本性的变化。尽管全世界人类一直在不断探索，比如反垄断、数据主体、隐私保护等，但一直没有找到好的解决方案。 “平行世界”实际上是由一个支离破碎、可能突然消失的世界组成的。这是一个由少数人控制的世界。 “人”利益的定义非常原始，更难体现公平正义。曾经合作、自由、分享、反垄断的互联网巨头，已经成为更大的商业利益垄断者，垄断了绝大多数本应属于用户自己的利益，争夺用户的时间、行为、思想、和无穷无尽的数据，这些都在他们的平台上封闭 达到将用户锁定在其平台上的目的，甚至利用这些，进而操纵和伤害用户。社会生产力和生产关系的发展是社会制度发展的根本原因。目前，这些都严重阻碍了人类生产协作效率的进一步提高，也抑制了人类生产协作效率的提高。 创新效率。因此，有必要重构平行世界的基本规则。1.3 新的起点在“平行世界”中，我们希望一个低级的系统能给我们一个更公平、更公平的 未来充满希望，“人”不再是“傀儡”。 在新世界里， 底层系统可以明确界定每个“人”的利益，提供土壤、公平公正规则的演变环境。 这是一个可信的世界。 每个人 有一个不断积累和成长的“我”。 这个“我”、“你”、“它” 合作“基于不同的”规则并延伸到物理世界。 这样， 人类可以更自信地合作，而不是参与阴谋和 恶作剧。 这一切在我们遇到区块链的那一刻改变了，一个新的世界开始了。 什么是区块链？到目前为止，还没有一个统一的答案是 让大家满意。有三个主要原因。一、区块链本源的由来。区块链是从比特币系统发展而来的。那些早期相信和研究它更多地关注金融属性，然后慢慢地专注于技术。人们才意识到比特币只是第一个区块链应用，所以影响比较大；第二个是区块链涉及一个很多内容，包括金融和社会组织等社会学内容，以及计算机和密码学等自然科学内容。不同的研究人员会将其划分为不同的层次进行讨论，会有不同的 话语系统。三是目前区块链的发展处于 数百个不同派系之间的竞争阶段，没有人可以说服 其他。这些原因导致了普通用户对 区块链，也被一些人用来做虚假宣传。 通过一些典型的系统看区块链的基本发展，你 可以理解过去，思考未来。 比特币系统是基于中本聪设计的开源软件论文（命名为“点对点电子现金系统”，2008 年末）。用户建立一个 基于此软件的点对点网络系统。比特币基于特定的该网络系统上的算法。（共识算法，PoW）。一个恒定的数量该算法生成的加密数字资产。该算法鼓励点对点网络中的节点形成一个不可变的分布式账本来确认并记录所有比特币转账支付行为。基于不对称 加密算法，账户系统允许比特币只能通过真实的方式转移（掌握私钥）所有者。以太坊是一个基于智能合约功能的开源区块链平台关于以太坊白皮书设计（2013 年 11 月上旬）。以太坊系统通过提供虚拟机来处理智能合约。与比特币相比系统，它允许用户运行比交易更复杂的业务。Hyperledger Fabric 是一种联盟链开源架构，提供 模块化架构，允许组件即插即用，例如节点用户 和共识算法。它由 Linux 基金会于2019年底推出 2015 年及早期，IBM 等公司贡献了代码。 以太坊是一个基于智能合约功能的开源区块链平台 关于以太坊白皮书设计（2013 年 11 月上旬）。 以太坊系统 通过提供虚拟机来处理智能合约。 与比特币相比 系统，它允许用户运行比交易更复杂的业务。 Hyperledger Fabric 是一种联盟链开源架构，提供 模块化架构，允许组件即插即用，例如节点用户 和共识算法。 它由 Linux 基金会于 2019 年底推出 2015 年及早期，IBM 等公司贡献了代码。 这三个系统，一个是区块链的起源，一个是区块链的标志性系统区块链从单一功能到支持二次开发，一个是联盟链的标志性系统。 前两个是公链系统， 允许用户在未经许可的情况下成为系统网络中的节点。 这 联盟链是需要权限才能加入系统的节点。 早期区块链系统的基本设计逻辑 在区块链系统中，节点一般是指运行一个网络计算机区块链系统程序。 用户自发购买服务器，安装运行系统，并连接到系统网络。 通常，每个节点运行相同的程序；这些节点通过点对点网络连接通信技术。没有权限意味着这个系统的节点是由用户自发构建，而不是集中的个人或公司。只要有人运行节点并加入系统网络，该系统将继续运行 并且不能被特定的人控制；需要许可意味着系统是由某个个人或组织决定的，受这些人控制的节点。 从时间线来看，有一条公链不需要许可，然后是一个需要许可的联盟链，这是一个区块链技术的延伸和业务场景的延伸。 基础的公链系统的思想是由不需要权限的节点组成一个系统运行相同的程序。集中式系统之间的区别是显而易见的。 普通用户可随时参与系统建设 运行系统的权利不再是单一的主体。 联盟链系统和需要许可的中心两个系统之间的主要区别是认为系统运行权不再是单一主体，而是多个主体运行一起，但普通用户不能参与。 区块链使用共识算法来保证所记录的信息不同的节点是一样的。 算法机制写在代码中区块链系统，每个节点都按照这个机制运行； 这算法确保在每一轮中，这些节点将相同的数据写入它们的各自的系统，并存储在块中，同时，上一轮节点上的块也被密码学和链式结构识别，并且 形成可验证链关系，最终保证不可篡改每个节点存储的区块链是相同的。 主要使用的共识算法公链有PoW、PoS、DPoS等，主要的共识算法 联盟链有raft、pbft等，因为节点数量比较固定并且安全性相对可控，所以这些共识算法 联盟是传统分布式算法中的经典算法。 传统的共识算法主要是通过与每个人的通信来解决的 其他多次，但支持的节点数量有限。 通过引入一个 经济机制（PoW算法），比特币可以有效解决 节点去中心化，但降低了共识的效率。 共识 经济机制的算法也解决了动力的问题 公链节点。设置节点是要付出成本的，但是公链系统中没有中心化的组织来为所有人买单，也不可能有这样的 一个组织（否则公链系统将受此控制 组织），所以公链节点只能靠自愿，而公链节点只能靠自愿。 联盟链和上层服务商一般是一样的 组织清晰，业务逻辑清晰。 比特币共识算法是 融入去中心化的经济机制，不仅解决了问题 节点数量和安全性，但也鼓励节点自愿加入。 这种创新设计创造了区块链技术。 从这些区块链之前的概念、产品和逻辑来看，它们是非常受限的。 “平行世界”需要的是永无止境的可信核心引擎为“平行世界”提供运营支持。 引擎在它上面运行并且无法更改引擎的各种规则，当前和历史状态引擎可以被验证并始终被信任。“平行世界”重新定义了“人”， 基于此引擎重新定义底层系统。 这个引擎是我们区块链的定义。2 Thinkium的世界2.1 Thinkium的新世界一个新世界的产生世界是指一定时空的所有集合，通常是地球 和宇宙。 人类在物质世界之外创造了一个“平行世界” 世界，但“平行世界”更像是物理世界的简单延伸， 充满不确定性，时空混乱。 Thinkium世界（以下简称Thinkium或新世界）是一个全新的 从混沌的“平行世界”中诞生的世界。 起源是Thinkium核心引擎 支撑着这个世界。 这就是我们一直在寻找的不同的“区块链”。 为了支持这个世界，Thinkium 核心引擎必须足够强大，不仅 能够持续可靠地运行，也支持成长、进化， 和无限制地改变这个世界。 新世界具有潜在的元时空规则，并由 Thinkium核心引擎，辐射全球。 新世界开始 从起源开始，根据元规则进化和成长。 整个过程是 按照时间轴完成防篡改，形成稳定的 四维时空。 新世界创造了无数上层规则 基于底层元规则的演变， Thinkium的核心引擎，保证了Thinkium的成长和繁荣。 传统的“平行世界”网络空间碎片化，人类信息和 思维存储在不同的碎片空间中，碎片空间可能 随时消失。 时间可以在“平行世界”中随时修改，并且 信息随时可以任意篡改，世界上的“主体”可以 任意毁坏。 所有这一切都不再发生在 Thinkium，因此世界 人类的思想不再混乱。 人类所有的思想都井然有序、高效地成长 在Thinkium，共同创造无数经典信息和想法。 整个 Thinkium高度统一和协调，因此使人类繁荣 在物理世界中。Thinkium的核心引擎Thinkium核心引擎是Thinkium的核心和源泉。在诞生之前世界，它是由“设计师”创造并实施的一套机制计算机语言。 在第一台计算机运行Thinkium核心引擎之后，新的世界开始诞生，成为那个“一个”。 随着越来越多的计算机运行Thinkium核心引擎，新世界变得更加强大和稳定。 这 Thinkium核心引擎将所有加入的计算机凝聚成可信计算平台，为 Thinkium世界提供可持续的可信计算运营能力。 当 Thinkium开始运行时，它允许人类制定新规则通过二次开发接口了解底层规则， 协调和管理这些规则和底层计算资源，同时提供交互界面。 新世界必然会有大量的创业者和开发者来 重构和升级现有的“平行世界”规则体系逻辑，还将 产生无数新业务。 因此，一个可扩展的、安全的、可信的、 需要易于使用的引擎来承载各种规则、资产、数据和业务逻辑， 并支持海量应用和用户。 有必要从设计系统 更高的维度和更远的视角。 Thinkium 的核心引擎旨在向前人学习。 有了支持 一颗永不放弃的“人心”，它融合了对 客观世界、对人类社会的期待、对人性的尊重、 对技术的渴望并不断迭代。 在 Thinkium 的核心引擎设计过程中，我们暂时沿用了传统的 “公链”概念来描述其基本逻辑。 Thinkium 核心引擎运行包括上层和下层在内的无数公链。 下层是公链底层。 定义了基本规则以确保可以达成链上每个节点的共识。 上层是应用层。 针对业务场景部署各种业务逻辑规则。 从协作的角度来看，公链是一群拥有达成共识并遵循一套行为规则。 从一个从建设的角度来看，他们可以成为这条公链的建设者，而无需允许。 从使用角度来看，每个人都可以在其控制下创建帐户并使用链上服务。 从经济角度来看，有必要建立一个支撑其永无止境运行的经济机制。 比特币创造了第一个应用程序； 很多人效仿，但需要建立一个新的区块链网络。 以太坊使发行数字货币变得容易。 许多人们试图在以太坊上部署业务，但受限于性能和建立自己的区块链，创造大量链的共存，以及进一步有利于跨链技术。 但是，存在巨大差异链之间，互操作成本高，可扩展性不足，这限制了发展空间。 这导致了“三难”：难建链，难跨链，难扩容。 一是建链难，单链无法满足实际需求。因此，需要构建许多不同的链。 目前，建设成本链高，需要承担巨大的研发成本和安全风险。 黑客攻击经常发生。 二是跨链难；许多区块链没有在设计之初就考虑跨链通信，导致跨链交互困难，难以形成统一的区块链网络， 一个繁荣的生态系统。 跨链技术出现后，也是由于其自身的表现，跨链生态的发展 应用有限。 最后，扩链难，区块链项目面临着网络性能（TPS）的致命问题，它直接决定了可以承载的服务的复杂程度和用户的安全性。 Thinkium核心引擎解决去中心化、一致、可扩展的问题 “不可能三角”问题。 为“三行业公链的困境”，被称为“大众公链” 链”。这个解决方案允许任何人独立自由地构建各种行业公有链，具有可互操作和可扩展的基本能力。 它会促进社会各个领域的有效合作，并最终产生更大的社会和经济价值。 Thinkium是一个开放的世界，它的规则会陆续扩展，影响现实世界。 在许多场景中，规则的扩展需要中心化系统、联盟链和公共链并存。 这 Thinkium核心引擎基于统一协议，可以支持可信联盟链与公链的融合。 一方面，公链和联盟链用有限的数据相互同步来证明数据可信； 另一方面，联盟链也可以保证自己 数据的隐私，只有在授权的情况下才能访问。 这样一个结构在使用区块链的同时可以很好地连接两个世界规则，符合当前物理世界的商业、法律和其他规则，以确保更多场景落地。2.2 Thinkium生态Thinkium 为所有学科提供自由、平等、开放和公平的环境，并为每个主体提供了一个非常友好的“界面”，尊重每个主体的“权利” Thinkium中的主题。 Thinkium 中的不同主题基于不同的规则进行交互，并扩展到现实世界。 随着越来越多的主体和规则的加入，它们之间的关系 主题和彼此变得更加复杂。 我们称之为 Thinkium 生态系统，这也是目前Thinkium现阶段的主要内容。2.2.1 Thinkium生态概况Thinkium生态遵循自然生长和进化，生态的成员 互相促进和限制。 底层系统是区块链的支撑系统。它提供存储， 整个生态系统的计算和通信能力。 它运行规则 由链上开发者编写和加密，为开发者提供安全、 值得信赖、便捷的操作平台。 开发人员不需要构建或 从头开始分叉代码，避免底层区块链的巨大成本负担技术开发，可开发行业公链、分布式业务应用程序、DAO应用程序、通用工具等通过调用系统合约或开放接口。 在一批开发者的参与下，Thinkium 生态系统将扩大 应用范围更广，各种分布式业务和DAO应用 将出现，如去中心化社交、媒体、搜索、娱乐、游戏、 电商、租房、旅游等产生更多能量、更多用户、更多 资产，更多需求，促进生态发展。 在 Thinkium 生态系统中，个人数据属于用户。 所有个人行为， 信息、数据和其他数字资产得到有效保护并存储在 分布式数据中心。 任何机构或个人必须获得授权阅读 它。 资产以代币的形式存储在链上，可以自由流通 贯穿整个生态，随时可查、可追溯、可兑换。 每个用户通过私钥 ID 成为生态居民。 他不仅可以 更自主、更安全地使用各种应用程序，但也可以协作 以不依赖于地理限制的方式在生态系统内 个人信任。 基于代币激励机制，用户形成分布式 经济，在生态内充分互动和循环，演变成一个 巨大的共享生态价值网络，与现实世界共同反映和发展 并成为“地图”和它的延伸。2.2.2 Thinkium生态结构Thinkium 生态系统是开放的，激励和吸引越来越多的成员 参与，主要包括以下几个部分。 底层系统：是整个Thinkium生态系统的支撑系统。 它 以分布式方式运行各种不可变的规则和程序，并且是 负责数据存储、信息交互和验证。 它提供了一个 安全、便捷、高效的部署环境，支持海量应用和用户开发。 行业公链：是建立在行业区块链基础设施之上的集合 Thinkium 核心引擎。 通过建立各种行业基本规则 与代币发行、组织、人员、程序等基于公平合作 这些规则，降低成本，有效地创造和重建工业 生态。 联盟链：为分布式业务而构建。 分布式商业 实体可以自己建造或通过bass平台出租。 通过指定 多个预选节点作为记账人，每个区块的生成由 所有预选节点共同决定与 Thinkium核心引擎底层，任何第三方均可访问和查询 通过授权。 通用工具：各种智能合约、跨链协议、行业 协议、节点软件、钱包、D-store、DAO 工具，由开发人员基于 根据用户的需求或他们想要提供的服务，交易软件等， 为个人应用程序提供工作框架或相关支持，或 上层场景应用。 DAO应用是原住民通用工具的大规模移植， 通过 Thinkium 核心引擎的开放接口生成新物种或 行业公链。 通过迭代开发海量APP、Web、 小程序、PC产品等，为用户提供个性化服务。账户、数据、 资产上链，由用户控制，可以自由选择 通过私钥申请数据迁移。 数据中心：它是分布式业务和 DAO 应用程序的核心枢纽。 它存储， 对生态用户产生的数据进行分析、计算和分发 使用过程。 它由独立的数据链控制，允许用户使用 区块链规则。 数据权益得到有效保护。 任何科目 调用数据需要得到其所有者的授权并支付相应的费用 赔偿。 Token：指可在Thinkium中流通的数字权益凭证 生态系统，包括标的资产TKM，发行行业公 链，以及分布式商业实体发行的代币，可以直接 通过跨链在 Thinkium 生态系统内转移和交易 技术。 链的开发者：指研发人员或科研机构 参与区块链底层系统的开发、迭代和维护，或提供相关技术服务。 应用开发者：指基于应用开发的组织或个人 合同或运营平台。 它提供了开发工具来完成 行业公链、通用工具、DAO等软件或工具开发 应用程序和分布式业务应用程序。 节点：指运行区块链系统程序的网络计算机。 有可能分为数据节点、共识节点和普通节点三种类型购买服务器、安装操作系统、连接系统 网络。 数据节点负责其所在链中的所有数据， 存储和链之间的信息交互。 共识节点是 负责其链的计算、打包和共识。 普通的 节点只承载服务，不参与共识。 来自数据的节点存储、打包交易、生成区块或其他过程都可以获得TKM 报酬。 社区：是Thinkium生态的入口和重要推动者。 每一个 企业或个人可以组建自己的社区开展或提供节点 部署、公链开发、应用开发、用户推广、 生态咨询、金融投资等生态建设工作。 要么 与开发人员合作推广应用程序并让更多人 通过参与和参与应用程序的共建 激励市场解决方案。 用户：包括生态资产代币的持有者和各类应用的用户。 每个用户可以根据自己的能力加入不同的社区， 偏好、为生态提供服务、协同创造或参与 生态建设，并以贡献的公平回报为公平。2.3 Thinkium世界机制的设计原则Thinkium 有其底层的基本规则和规定，以及新的规则和 基于基本规章制度的演变和制定的规章制度。 这 Thinkium的进化发展和系统设置的变化是 形影不离。 制度是内生进化和内生进化共同作用的结果 人工设计。 “自然”进化和有意识的设计起着非常重要的作用 在许多机构的产生和演变中。 它们是互补的 比竞争。 在 Thinkium 中，仅系统的演进有时可能需要 太长而且成本太高。 有必要使用新的系统设计来纠正错误， 纠正它们，促进新的发展。 制度变迁是一个动态的博弈过程。 上一场比赛的结果 构成了后一种游戏的前提。 迭代使得后面的游戏规则 都是由上一局游戏积累的规则决定的。 Thinkium的基础 规则和基本系统嵌入在各种上层规则中 世界，它们构成了规则的规则。 表层执行能力 制度机制源于基本的元系统，即 元游戏决定了后续游戏的结构，玩家在 前者然后成为后者的表演者。 资源的有限性和需求的无限性是根本经济学上的矛盾，这个矛盾在Thinkium中也存在。 需要通过治理来设置激励机制和制度约束。 在下面 “理性人”的假设，每个人都会考虑并做出决定 自我利益最大化的视角，这也将使整个世界有序更好。 在Thinkium的机制设计中，会有“设计者”或 “治理者”的角色。 它的目标是整个Thinkium的目标，是一个共识， Thinkium 用户达成的协议和规则。3 Thinkium核心引擎技术3.1 系统与模型分析Thinkium核心引擎确保相同的内容在不同的计算上运行 节点通过共识协议并允许任何节点加入而无需获得 允许。 同时，一个有效的系统应该具备以下两个基本 属性：安全，所有结果都是正确的； 活动，处理每个有效的请求 在固定（小）时间内。 Thinkium 核心引擎从解决实际业务中的问题开始。 一定是 能够支持海量用户级应用。 它必须解决去中心化， 公链的一致性和可扩展性问题，并满足多链 并行能力和快速交易确认能力，高频 交易承载能力，极高的系统安全性和可用性，图灵 智能合约的完整性，系统的高灵活性和可扩展性， 易于使用的开发能力、数据隐私保护能力等。 我们基于交易定义区块链模型，量化参数指标 如去中心化、一致性、系统吞吐量和可扩展性，并提出 相关函数构建可量化的区块链模型，最终设计出一个可量化的区块链模型 高效的共识协议模型。 1. 区块链系统去中心化的关键是去中心化共识。 去中心化有两个主要目的： 系统是去中心化的，因此它不会因一些节点被丢弃而失效， 背叛或攻击； 系统参与者达成共识，这增加了系统的透明度和可信度，并防止系统被由寡头控制。 2. 区块链是一个去中心化的系统。 没有中心节点来维护块集。 共识算法允许不同的节点保持相同的集合，以达到一致性。 但是，系统中可能存在恶意节点， 会影响其他节点的运行和整个网络的一致性。 在同时，由于网络延迟和共识等因素，不可能 随时保证全网数据的强一致性，只弱一致性。 3. 区块链系统的性能主要体现在所需的时间上让系统确认交易。一般有两个特点 参数：确认时间（交易确认所需的时间）和吞吐量（单位时间内可以完成的最大确认交易数）。确认时间是用户做出决定的最短周期交易。如果一个系统的确认时间过长，会造成用户差体验和限制系统的应用场景。如果吞吐量太小处理所有事务请求，那么一些事务将被阻塞或丢弃， 导致整个系统的延迟增加。关于性能的讨论是只有当系统满足去中心化和一致性时才有意义。区块链 系统确认交易并需要确保所有参与者达成共识优化性能、计算复杂性和通信 共识算法的复杂度有待提高。 4.当区块链系统达到其处理瓶颈时，它必须丢弃 冗余请求并降低系统可用性，因此需要可扩展性来打破 通过系统限制。 区块链可扩展性包括系统吞吐量 可扩展性、负载可扩展性、功能可扩展性和更新可扩展性。 我们设计了 一个模型来评估区块链系统的可扩展性，并分析了 区块链系统应该通过并行实现可扩展性。 5. 共识算法效率的因素主要包括延迟 共识计算、共识通信延迟、 共识权限的分配。 提高共识效率 机制，以上因素需要在保证的前提下进行优化 系统的去中心化和安全性。 通过分析具体优化 方法，我们得出结论，在一个性能快速增长的系统中 要求，它仍然可以通过满足系统的性能要求 增加链的数量。 6、基于以上理论模型的分析，我们系统地设计了一个 一套高效、可扩展、去中心化、安全可靠的共识协议模型。 在这个模型中，区块链系统是一个树形结构，树的每个节点 代表一条链，非叶子节点代表结构区块链， 负责对区块链的节点集和区块集达成共识 对应其所有子节点； 叶节点代表交易 区块链，并负责就交易数据的子集达成共识。 这 区块链的数量随着数据交易集的大小而动态调整 变化。 已证明区块链系统满足去中心化 条件下，性能不会随着数量的增加而下降 系统节点和交易数据集的大小。3.2 系统架构3.2.1 分层多级链结构Thinkium核心引擎的链式结构是分层的多级链式结构。链分为两种：主链和业务链。 每条链都是一个完全独立的系统，有自己的地位。主链充当 整个系统的领导者和协调者。作为切入点和信任来源 对于业务链，它记录已确认区块的元数据和摘要 每个业务链，生成用于委员会选举的随机种子供所有人使用 链，并记录选举结果。同时，从业务上来说， 工作量由所有业务链共享，合约并行计算 使用基于 Actor 模型的消息驱动协议。系统中的所有节点 通过更新和验证主链的状态来维护主链的状态 块，节点可以验证它们是否包含了业务链的任何块数据 在主链中。这种结构具有以下主要优点： • 加入系统的节点只需要获取主链的当前状态从受信任的来源或从创世块重建，不需要同步整个系统的所有数据，大大降低了系统的负载 整个系统。 • 每条链的共识独立并行执行，大大提高了 降低网络带宽和计算处理要求。 • 主链可以作为系统的协调者； 它提供了跨链 同步并允许动态调整整个系统拓扑。 • 节点可以使用主链中的摘要和默克尔证明来验证 从另一个业务链发起的交易。 因此，区块生产者 业务链不需要来自其他业务链的任何信息 处理链间交易。 根据不同的交易类型或业务主体，不同的业务链 可以划分为单独的操作。 它们可以独立且完全地运行 独立。 可以通过证据进行跨链通信 由主链提供。 也可以形成依赖的亲子关系 具有依赖链接的链。 子链继承了父链的一些属性 链。 本链上账户余额的币种，选举方式为 链条等。 Thinkium核心引擎允许各业务链扩展其子链，但在 其实这个问题可以在三层内解决。 无论是主链还是 业务链，可能会因请求过多而拥塞，变慢。 当拥塞发生时，链可以分片将请求分发到不同的 分片以提高链的吞吐量。 随着分片数量的增加， 链的吞吐量线性增加。 分片本身也是一个独立的 运行链，分片之间的跨分片交易请求会有一个并行模型，大大提高了跨分片交易的速度 分片链之间的执行。 这种分层多级结构具有良好的灵活性和可扩展性，可以 动态调整，因此每条链都不会成为性能瓶颈 整个网络。 此外，随着链数量的增加，整个系统的 吞吐量线性增加而不会产生太多冗余消息。3.2.2 四层体系结构基于上述分层多级链式结构，一个四层 实施框架旨在促进未来的可扩展性和升级 系统的。 第一层主要解决整个系统范围的共识，主要是 负责划分请求和节点，将不同的请求分配给 处理的具体委员会。 所有请求首先发送到任务层，其中 他们将被拆分并分配给不同的委员会进行并行处理。 自从 并不是所有的请求都可以并行处理，需要根据自己的需求进行划分 类型。 此外，所有活动节点都注册在任务层。 这些节点是 随机分成不同的委员会并分配不同的请求。 我们需要 保证每个委员会是可信的，即恶意节点的比例 每个委员会内不超过系统设定的某个阈值。 第二层主要解决单链共识问题，需要 处理分配的请求并生成日志。 每个委员会包含一组 节点。 当委员会收到给定的请求时，它需要处理该请求， 达成共识并生成日志。 由于每一个委员会的诚信 由上层保证，所以这一层只需要考虑如何到达 委员会尽快达成共识。 第三层主要解决多条链之间的共识。 日志和 每个委员会生成的请求数据根据特定的聚合 编码方法形成单个日志。 该系统的目标是生成一个 每个节点的一致日志。 因此，需要聚合算法 将委员会内节点产生的所有日志进行整合，形成统一的日志。 还需要编码方法来减少每个节点的存储。 此外，由于 节点会不时加入和离开委员会，有必要使 对应的数据层是同步的。 第四层是网络层，是建立的基础层 节点之间的连接并提供通信。 这一层是基础 整个系统并建立计算节点之间的通信。 在网络层内，我们可以构建一个具有共识网络层的多层网络 每个委员会。3.3 共识协议实现在 Thinkium 核心引擎中，每条链中存在三种类型的节点：数据节点、 共识节点和普通节点。 数据节点负责存储 其链中的所有数据以及链之间的信息交互。 这 共识节点的主要职责是计算、打包、共识 的链条。 普通节点不参与共识和验证数据， 一般用于承载服务。 每个参与的共识节点都是随机的 分配，并且随着时间的推移，他们将继续被重新选择。3.3.1 委员会遴选为了抵抗对模仿多个身份的未经授权系统的女巫攻击，我们使用 基于权益证明 (PoS) 的选举算法。 在 PoS 机制中， 共识参与者的会计权取决于他们拥有的资产。 在里面 共识算法，共识参与者通过以下方式证明自己的权益 提交押金。 系统使用随机算法定期选择一个 一定数量的参与者按照存款的比例组成一个 一段时间内负责区块生产的委员会。 由于只有选定的委员会成员需要参与每个区块 生产，在多链系统中，各链的委员会可以共存运行 彼此独立。 随着网络中节点数量的增加，更多 可以支持子链同时操作以有效利用资源 的节点。 选择算法需要以下安全属性。 (1) 每次选举选出的委员会成员的诚实率不能 低于共识算法的安全要求。 算法 应该是公平的。 每个参与者的输入越多，参与的概率就越高 选择。 (2) 委员会成员应该是流动的和不可预测的，这样对手就无法 通过腐败委员会成员攻击系统（假设腐败时间 超过委员会的寿命）。 首先，在选举之前，由于所有节点只监控主链，当 需要选择下一个委员会，子链必须在主链上发送信号 链。 所有链的选举都在主链上进行。 通过 主链汇总信息，主链可以收集各条链的选举状态进行汇总发布。 同时，随机种子是 在主链上周期性生成，保证每条链的随机性 选举。 愿意参与共识的节点需要通过以下方式在主链上注册 发送特殊类型的交易和质押要求。主链后 发布选举信息，共识参与者可以看到选举信息 在主链上，并使用相应的随机种子及其私钥 计算一个可验证的随机函数值来判断它们是否被选中。 当一个节点发现自己有权加入一个链委员会时，它首先加入 链的网络，在其中发送其 ID 和可验证信息。随机函数 证明该信息将由现任委员会记录。同时 时间，新加入的委员会成员需要加入委员会的网络， 同步子链状态等，使用主链上的汇总 进行验证等，为参与共识做准备。的公平性 系统对系统的安全至关重要：如果攻击者可以占据大部分 委员会的席位，该委员会无法正常生产区块， 并且必须确保随机种子不能被操纵。3.3.2 委员会共识我们假设内部有一个部分同步的通信模型 委员会，其中存在有效的拜占庭容错算法，以及 量身定制的 PBFT 变体 TBFT 算法就是为此目的而设计的。这 委员会只占整个网络节点的一小部分，它们将形成 自己的规模较小的网络，以减少广播的延迟，以便 可以稳定高效地生产砌块。由于 PBFT 算法的性质， 当委员会中的节点满足弱同步假设时，区块 生成算法可以在不到一半的恶意节点的情况下安全运行。 因此，在选举算法、活动安全的前提下， 可以保证每个委员会出块的正确性和唯一性。 我们的存款和惩罚机制使会员的成本很高 委员会作恶，从而鼓励用户不要作恶并举报他人 人的恶意行为。 节点的执行可以分为轮次。 每轮包括三个 阶段：建议、准备和确认。 状态转换是事件驱动的。 到 在发生网络故障或恶意攻击时保持系统活动，本地 时钟可能会触发超时。 提案阶段：委员会负责人将提议的动议广播给其他人 委员会成员。 准备阶段：每个委员会成员收到提议的区块后， 包含块签名的消息被广播。 如果触发超时 在收到提议的区块之前，委员会成员签署并广播 给其他委员会成员的特殊信息（表明领导者有缺陷）。 确认阶段：在准备阶段结束时，每个委员会成员 签名并广播在准备阶段收到的签名。 签名 聚合可用于显着减少确认中的消息大小 阶段。 根据在确认阶段收到的信息，每个委员会 成员可以决定是否已就区块达成协议，以及 广播商定的区块或空区块及其决定的证据。 对恶意节点的惩罚。 如果检测到行为不端的节点（例如，节点 即在同一阶段向不同节点发送不同的消息），该轮将是 通过输出一个空块中止。 但是，行为不端的节点将受到 大量的经济惩罚，使得这种攻击难以为继。 如果 在准备阶段收到的签名数量意味着最诚实的 委员会成员已收到相同的建议块，委员会成员 可能达成“早期共识”：成员可以使用签名将区块输出为 确认阶段之前的协议证明（与 传统协议），节点仍然需要参与确认阶段。3.3.3 安全分析假设是节点数，是委员会中预期的节点数， 是委员会的数量。 恶意节点的数量是当 委员会中超过比率 ρ 的节点是恶意节点，我们说 委员会选举失败。 不失一般性，我们设 . 认为 有一个完全随机的预言机。 修正了委员会和定义 成为委员会中恶意节点比例的事件 . 然后对于每个我们都有 《 这段有公式，不翻译了》……未完待续

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