技術架構
1.分散式賬本技術
1.1 共識機制 GBFT-POS(星際共識)
GBFT 全稱 Galaxy Byzantine Fault Tolerant,以 VBFT 共識為基礎,以 GBFT-POS 數字
化星球民主化自治組成的星際為共識依託的星際共識機制,實現了低運算開銷、強 DDOS 對
抗、高參與度的新一代共識機制,以滿足 Zeepin Chain 龐大的的生態需求。
GBFT-POS 星際共識演算法透過星球民主化自治形成候選星際節點,基於 POS 和可驗證隨機函式 VRF的隨機密碼抽籤機制,在候選星際節點中選擇特定共識參與節點叢集,每個共識參與者透過 GBFT-POS 投票選取記賬星球節點,同時透過拜占庭容錯演算法 BA 達成最終共識。
GBFT-POS 星際共識機制中,某星際節點被選中的概率約等於自身權重與總權重的比值。抽籤的隨機性源於 VRF 函式和可公開驗證的隨機 Seed,每個星際節點可根據隨機種子驗證自己是否被選中。
其中 VRF 函式定義:給定任意字串,VRF 函式會輸出其雜湊值及證明結果。
雜湊值 hash 由私鑰 sk 和給定的字串 (seed || role) 唯一決定,透過結果可知私鑰所對應公鑰的節點可以驗證雜湊值 hash 和字串 seed 之間是否關聯。
所有星際節點執行抽籤演算法來確定自己是否被賦予公證權,被選中的全節點透過 P2P 網路向其它節點廣播自己的抽籤結果。
BA 演算法的一個重要特徵是,參與節點不需要維護私有狀態,僅存私鑰,所以參與節點每個步驟之後都可以被更換,以減少對參與節點的攻擊。在網路是強同步條件下,BA 演算法可以保證如果所有的誠實節點以相同內容進行初始化,那麼可以在很少的互動步驟之內達到最終共識狀態。在此情況下,即使存在少量攻擊者,所有的誠實全節點也將在有限互動步驟下再達到最終共識。
Zeepin Chain 針對文創娛樂行業應用高併發、低延時的特點,以 POS 共識機制為基礎,結合圖靈獎得主 Micali 提出的 Algorand 演算法,形成特有的 GBFT 共識機制,提供完整的分散式賬本體系,包括完整的智慧合約體系、安全認證和分散式資料儲存體系。
GBFT-POS 的執行過程及其基本演算法流程描述如下:
節點透過 Gossip 協議在 P2P 網路中廣播由交易發起賬戶簽名後的交易請求資料;
P2P 網路中的其他節點經由 Gossip 協議收到該交易請求資料,並快取於本節點記憶體中;
P2P 網路中的節點獨立計時,當到達新一輪共識週期,proposal 新的區塊:
(1) 首先,節點將前一區塊的 Q 值與當前要共識的區塊做簽名,然後計算其 hash 值,同時節點本地計算自身是否為當前區塊高度的備選 proposer;
(2) 如果節點計算結果自己為當前區塊高度的 proposer,那麼打包本地快取中未經過共識確認的交易請求資料,生成新的區塊;對區塊資料計算 hash,對 hash 進行簽名,並透過 Gossip 廣播到 P2P 網路中;
(3) 如果節點計算結果自己不是當前區塊高度的 proposer,那麼,監聽網路請求;
(4) 所有節點等待 T_block 時間,用於監聽接收 P2P 網路中的區塊 proposal,並本地快取這些區塊 proposal;
(5) T_block 時間後進行區塊 proposal 驗證:
a)P2P 網路中的節點本地計算判斷自身是否為當前高度 proposal 的的驗證節點;
b)如果節點判斷自己是驗證節點,則:
驗證區塊 proposal 及其 Q 值的正確性,完整性;
驗證區塊 proposer 身份的合法性;
對所有的 proposal 的 Q 值簽名進行 hash,選取 hash 值最小的區塊 proposal 作為當前節點所選擇的真正區塊;
透過 gossip 廣播區塊 hash 和自身對區塊 proposal 的 hash 進行的簽名;
c) 等待 T_hash 時間後,節點更新 step 狀態,獨立判斷自身是否為當前 step 的 proposal 驗證節點;
d)如果判斷當前節點是當前 step 的 propoal 驗證節點:重複執行上述的區塊 proposal 驗證工作;
(6) P2P 網路中的所有節點監聽網路中的區塊 propoal 驗證節點廣播的驗證訊息,並進行下述操作:
a)對共識訊息的有效性及完整性進行驗證;
b)對發出該共識訊息的節點身份的有效性進行簽名;
c)快取共識訊息
(7) T_hash 後,演算法更新 step,進行新區塊的 BA 投票計算
a)節點本地計算判斷自身是否為投票節點;
b)如果節點判斷自身為投票節點
統計各區塊 proposal 所收到的共識驗證的票數;
對共識結果按照 quorum 進行投票;
簽名投票結果,計算投票區塊的 hash,廣播投票結果及簽名
(8) 網路中的各個節點監聽廣播的投票訊息,並驗證投票訊息的有效性;
(9) 新區塊的最終簽名:
a)在最後一輪 BA 投票後,更新演算法 step,本地計算決定自身是否參與區塊的最終簽名;
b)如果節點計算自身應當參與最終簽名,則:
按照 quorum 判斷投票結果,決定所投票的 block proposal 是否共識;
如果不滿足 quorum 的條件,則此輪共識的結果設定為空區塊;
將計算的投票訊息進行打包,簽名,並廣播區塊 hash 及簽名。
(10) P2P 網路中的其他節點持續監聽區塊的簽名訊息,並驗證其有效性;
a)T_hash 後,根據所收到區塊簽名訊息,計算得到當前高度的區塊 hash;
b)根據區塊 hash,及之前所收到的區塊 proposal 得到當前高度所共識的最終區塊。
(11) 根據最終區塊的 Q 值,開始下一輪共識。
1.2 智慧合約和虛擬機器
Zeepin Chain 底層擁有完整的分散式賬本互動協議,在此基礎上提供了具有更高通用性,更好易用性的 API 介面,並完整地支援了包括 REST-JSON、RPC、WebSocket 等在內的多種業界常用互動協議。上層應用透過使用這些介面可以實現的功能包括:賬號建立、修改、查詢,資產的查詢、轉移、質押,賬本的查詢,智慧合約的部署等等。
此外,Zeepin Chain底層將支援多種業界主流的圖靈完備高階智慧合約虛擬機器:NEOVM、WASMVM,使用者可以根據自己的實際情況挑選合適的虛擬機器及程式語言進行開發,目前支援包括 C/C++、JAVA、Python、C#、Javascript 等多種主流語言,並提供更加強大豐富、簡潔易用的周邊開發工具,以促進 Zeepin Chain 智慧合約生態的持續繁榮。
2.核心協議
Zeepin Chain 將提供包括分散式身份認證、分散式資料儲存、智慧合約和一致性事務等核心協議。其中分散式身份認證包括分散式身份標識及使用者 ID 對映兩大模組。分散式資料儲存利用了底層分散式賬本提供的資料儲存功能,透過抽象的資料儲存及訪問協議,在提供資料分片的同時也具有資料隱私保護的特點。Zeepin Chain 使用統一智慧合約協議對底層虛擬機器的實現與互動進行了抽象,提供了可插拔式的智慧合約虛擬機器抽象協議。同時透過對分散式一致性事務的支援,保證了底層資料的可靠性與正確性。
3.應用協議
將針對數字資產交易、事務流程處理、使用者註冊認證和數字資產對映等應用場景,透過智慧合約和底層協議,構建完整、便捷、易用的應用協議。
3.1 數字資產交易協議
隨著數字應用的普及,數字資產交易協議將提供安全、可信、雙向可驗證的數字資產交易框架,協議接入方將能夠高效的完成分散式數字資產交易、交易清算對賬、風險控管、交易溯源、匿名交易等一系列數字資產交易場景,並在此基礎上構建各領域、各類別的數字交易應用。
3.2 事務流程處理協議
文化創意鏈上業務的實現伴隨著分散式的事務處理流程和協同互動流程。事務流程處理協議將會為文化創意工作者提供一致性、可追溯、可定製的事務流程管理支援,包括版本管理、內容釋出、版權協議和授權託管等。
3.3 使用者註冊認證協議
使用者註冊認證協議可以為應用提供跨應用、跨鏈的使用者身份識別、身份認證、角色管理、使用者關係管理等使用者身份管理協議標準。方便應用在鏈上快速的接入和實現使用者管理相關功能模組。
3.4 數字資產對映協議
數字資產的應用首先要解決的問題就是資產的上鍊對映和資產確權,數字資產對映協議為鏈外實體和數字資產上鍊提供全域性唯一、可信的 GID(Galaxy Identity),並定義了資產的確權、託管、使用標準。方便實現資產的所有權、使用權、託管責任義務管理等數字資產管理應用場景。
4.應用元件
Zeepin Chain 應用框架針對文化創意領域應用特點提供豐富的應用層元件,幫助開發者快速構建出去中⼼化應用,Zeepin Chain 透過 API 及 SDK 的方式嚮應用層提供了包括數字版權保護、資產交易認證、遊戲服務等多種應用元件,其中數字版權保護元件透過使用Zeepin Chain 核心協議提供的分散式身份認定功能,提供數字資產版權認定鑑權等服務,為數字資產的交易提供前提和保證。資產交易認證元件能夠提供數字資產版權交易的記錄、認定等功能,為數字資產的流通提供技術保障。遊戲服務元件能溝通向遊戲領域提供非同質資產的對映、認定、確權、交易等功能,可以極大豐富遊戲領域業務模式的創新。
Zeepin Chain 在針對文創娛樂行業提供專業化、定製化的底層協作介面和應用元件,並透過通用 API、SDK,進一步支援數字資產交易,去中心化遊戲等應用。
5.Zeepin 生態流程協同
Zeepin Chain 將針對跨鏈互動應用,開放跨鏈流程協同協議,可跨鏈將聯盟鏈融入到公有鏈的網路中,同時保有子鏈原有的資料隱私和許可使用的特性。支援雙向、高頻、可信地實現快速確認,並擴充套件支援不同的記賬體系,支援跨鏈應用的身份認證、資料互動、資產轉移等基礎應用。
生態發展
Zeepin Chain 作為底層設施將提供專業化、模組化的應用協議、介面和完整的解決方案,支援上層各類應用的開發與應用 , 應用團隊只需要關注自身的業務應用 , 而不需要將過多精力用於區塊鏈研發或其它底層技術 ; 同時 Zeepin Chain 將透過底層數字資產對映、資料交換等協議支援串聯各資料主體與資訊主體 , 形成多維的場景支援。
基於 Zeepin Chain 的底層區塊鏈架構體系 , 文創產業中包括音樂、設計、影視娛樂、遊戲等行業優秀的團隊可以簡單快速地進行自己相關業務的構建。歡迎文創行業的應用合作伙伴、服務商、創業者的加入。
Zeepin Chain 星球節點治理模型
Zeepin Chain 將推出“星際共識叢集”(Galaxy Consensus Cluster)模型架構。ZeepinChain 初期將分階段陸續透過投票選出 51 個星際共識節點組成“星際共識網路”(Galaxy Consensus Network),這是一個在分散式程度、高效能擴充套件支援和激勵機制上進行綜合平衡的創新性治理模型。
Zeepin Chain 的治理將支援星際提案,星球投票的民主化自治機制,基於 OCE、DAO、GBFT 基礎上形成獨特的強執行自治體制,為 Zeepin Chain 大規模的生態繁榮提供了技術上的支撐。
經濟模型
Zeepin 節點激勵模型是 Zeepin 生態體系中至關重要的組成部分,合理的費用模型設計不僅能顯著的提高系統的安全性與穩健性,並且能有效的激勵 Zeepin 生態的快速發展。
1 激勵制度
Galaxy Consensus Network 的基礎服務激勵邏輯會綜合考慮以下幾個因素:
節點權益證明:結合 Zeepin Chain 主鏈的 GBFT - POS 共識演算法,因而權益證明是節點激勵計劃的一個重要考察部分。
節點效能:區塊鏈網路的能力體現在硬體效能差異上。單節點硬體效能,包含網路吞吐量、儲存吞吐量、基於功能(業務事務的處理、區塊鏈服務)的計算能力;
激勵的公平性:兼顧治理的公平性、網路規模調整(擴充套件、收縮)的即時性、以及節點配置和激勵計劃調整的靈活性。
2 激勵來源
Zeepin Chain 的星際共識叢集有多種激勵,在早期,主要的激勵來源有:
a. 基礎消耗:
- 網路費用
- 智慧合約部署和執行費用
- 其他可能的增值服務費用
b. 節點激勵:根據應用的廣泛程度調整激勵額度,由基金會持有額度中拿出來進行分配。
3 激勵模型
Zeepin 費用模型架構採用補償並租賃模型,ZPT持有者會按時間逐步解綁 Gala,Zeepin 網路使用者透過消耗 Gala 的方式來使用 Zeepin 系統中的資源,這部分消耗的 Gala會最終分配給星際共識叢集的所有節點,並依據對 Zeepin 網路貢獻度的大小,不同的節點將會分配到不同的比例的 Gala。同時基金會會在早期對各個節點進行補償。
3.1 ZPT 的總量和分配
智品鏈的代幣 (ZPT) 是去中心化社羣的基礎設施。這是一個功能性的效用標記,在智品平臺上作為智品平臺生態系統中提供的有價值產品或服務的交換單位使用,並提供獎勵以激勵參與者貢獻和維護智品平臺上的生態系統。
ZPT 初始發行總量為 10 億個:
研發基金:10%
創始團隊:20%
社羣發展:20%
社羣眾籌:50% (已完成)
3.2 Gala 的總量和分配
初始發行總量為 1000 億個:
• 基金會:500 億個(鎖定,逐年根據發展需要釋放)
• 社羣發展:300 億個(發展節點、節點激勵、生態應用發展、生態戰略伙伴)
• ZPT 早期擁有者配發:20 億個(已完成)
• ZPT 擁有者逐年解綁:180 億個
3.3 Gala 解綁模型
在 Zeepin 系統通證模型中,ZPT 總量為 10 億,精度為 4,對應繫結的 Gala 總量為 200 億,精度為4。其中 20 億已經配發給 ZPT 的早期擁有者,且已解綁。在系統初始化時,全部的ZPT 將被分發給系統指定地址,其餘的 180 億 Gala 將會被解綁給 ZPT 的持有者。當且僅當ZPT 轉賬交易發生時,解綁的 Gala 將會由 ZPT 合約授權給轉賬發起人和接收人,而 ZPT 持有者所能獲得的 Gala 的數量是由持有者的 ZPT 佔 ZPT 總量的百分比決定。若轉賬交易一直不發生,則授權給 ZPT 持有者的 Gala 將會被累加,在下一次轉賬交易發生時一次性發放,這部分的 Gala 需要手動 Claim 到自己的錢包地址中。
180 億 Gala 解綁的數量由時間區間決定,解綁規則如下:每一秒鐘解綁一次 Gala,解綁的 Gala 數量並不是一直恆定的不變,而是按照 Gala 解綁分佈曲線呈現遞減式解綁,Gala解綁分佈曲線區間將根據斐波那契數列遞減,分別為為 [89, 89, 55, 55, 55, 34, 34, 34, 21, 21,21, 13, 13,13, 8, 8,5,5,],大約經過每 31536000 個時間區間塊後,按照 Zeepin 解綁分佈曲線,Gala 的解綁值將會發生一次變更,大約經過約 18 年後,全部 Gala 將會解綁完畢,屆時將不會有新的繫結 Gala 的生成。
3.4 Zeepin 費用模型
Zeepin 費用模型包含系統費和網路費,網路費為系統使用的基本費用,每個交易在進入交易池時都必須包含的基本使用費,系統費為使用系統的計算資源或儲存空間收取的費用,若系統費用不足,則智慧合約執行失敗。
費用模型由 GalaStep 和 GalaFee 共同調控,GalaStep 為智慧合約執行過程中的步長,GalaFee 為每一步對應的單價,使用者最終的消耗的費用由 GalaStep 和 GalaFee 共同決定。網路費用和系統費用在交易落賬後,會被分發給治理合約,由治理合約統一分配這部分的收益。星際費用計算公式如下:
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