系統架構
DEXON 賬戶系統
與比特幣的 UTXO 不同，DEXON 是⼀個基於賬戶的 分散式系統。在 DEXON 中，部署的智慧合約也被視為賬戶。為了增強可用性，DEXON 實現了以下功能。
支援多重簽名交易
多重簽名功能在任何區塊鏈系統中都是必不可少的。為了支援多重簽名交易，DEXON 網路本身可作為多重簽名的簽名池（舉例：Bitcoin multisig service copay），維護多重簽名的簽名狀態。
多重資產賬戶
在 DEXON 中，每個賬戶本身都支援多種數字資產。DEXON 的多資產賬戶系統就像⼀個多種貨幣銀行賬戶，可以輕鬆瀏覽所有數字資產的餘額。
支援批次代幣傳輸交易
為了實現銀行級別的可用性和靈活性，DEXON 實現了批次代幣傳輸交易，可與多資產賬戶系統無縫對接。例如，使用者可以在單次交易中將 100 DEX、10 ETH 和 1 BTC 轉移到另⼀方。也可以在單筆交易中將 100DXN 轉移給多個收款方，例如 50 DXN 給 Alice，30 DXN 給 Bob，以及 20 DXN 給 Carol。
基於角色的存取許可權控制（RBAC）
DEXON 基於角色的存取許可權控制是⼀個全面的許可權控制系統，其運作方式與 Amazon Web Services（AWS）身份和許可權管理（IAM）類似，使 DEXON 對智慧合約的許可權控制儘可能簡單。此外，DEXON 也支援黑/白名單的功能。
DEXON 共識演算法
傳統區塊鏈系統目前面臨的問題——低吞吐量、高延遲、交易確認不確定性，都讓去中心化技術被大規模採用成為遙不可及的目標。
DEXON 拜占庭協議（Byzantine Agreement）是 DEXON 共識演算法的核心，透過 DEXON 尖端的拜占庭協議技術，DEXON 得以擁有高交易吞吐量、快速確認交易的特性，除此之外，以可驗證隨機函式（VRF）實現的加密篩選演算法也使得大規模的節點數量得以參與 DEXON 共識演算法。
DEXON 拜占庭協議有兩個重要的特性：即時反應性（responsiveness）以及網路分割槽容錯性（networkpartition tolerance），這兩個特性分別對應到了區塊鏈的可擴充套件性以及安全性。即時反應性讓 DEXON 上的交易可以在⼀秒內達到最終確認（finality），達到⼏乎與中心化系統無異的使用者體驗，透過極短的交易最終確認時間，DEXON 的測試網也實現了超過 10K 的 TPS。在 DEXON 網路中，當交易資訊⼀抵達，驗證節點就可以運算共識演算法並反映結果，因此區塊確認時間只會與實際網路的延遲有關，而非任何預設的時間限制。在網路分割槽容錯性方面，如果網路失去連線（比如網線斷開或是雲服務無預警關機），共識的安全性仍然會被保護，當網路連線恢復時 DEXON 將會重新執行，籍此達到分割槽容錯性。
總結來說，DEXON 拜占庭協議的即時反應性和網路分割槽容錯性使得 DEXON 得以實現高度可擴充套件性以及交易快速確認的特性。
DEXON 共識演算法的詳細資訊可以在附錄中的文章中找到，DEXON 共識演算法與其他共識演算法的比較可參考此網⻚。以下列出 DEXON 共識演算法的優點：
極高的可擴充套件性
高度分片能力
單鏈架構的區塊鏈因為其線性的結構，在本質上無法擴充套件。為了進⼀步提升 DEXON 網路處理事務的能力，DEXON 採用了分片機制，允許多條鏈並行，每條鏈都被視為⼀個分片，這使得 DEXON 網路實現了極高的可擴充套件性。
在 DEXON 網路中可輕易合併所有的分片，因為 DEXON 共識演算法會生成具有共識時間戳及全域性順序的區塊，我們可以直接以共識時間戳為底層，將所有分片合併後再對區塊進行排序，藉此在 共識層（consensus layer）實現高度的可擴充套件性。DEXON 的分片執行機制如圖⼀所⽰。
此外， DEXON 還實現了儲存層（storage layer）的分片機制與智慧合約執行層（smart contract execution layer）的並行化，從而真正使整個系統具有高度可擴充套件性。
快速確認交易最終性
比特幣交易確認可能需要數小時，而以太坊交易可能需要⼏分鐘；在其他所謂的下⼀代權益證明（PoS14）區塊鏈中，確認可能需要⼏秒鐘。然而 DEXON 因為其拜占庭協議的即時反應性， DEXON 共識演算法可以實現低於 1 秒的交易確認速度。此外，無論交易吞吐量有多大，交易延遲都可以保持不變。
低交易費用
比特幣在 2018 年 1 ⽉平均每筆交易成本為 30 - 50 USD15，這⼀部分可歸因於當時網路的交易堵塞且算力競爭越來越激烈造成挖礦成本的增加，在市場機制運作下使用者不得不付出高昂的交易⼿續費。由於以太坊和比特幣同樣都基於⼯作量證明（PoW16）共識演算法，因此也面臨同樣的問題。下⼀代 PoS 區塊鏈可以降低交易成本，但是網路擁堵時，交易費用也會開始飆升。由於網路的可擴充套件性較低，當網路吞吐量耗盡時，交易費將會大幅提高。
與所有其他共識演算法相比，DEXON 共識演算法具有最低的資訊傳輸成本，並且它不需要浪費電力來解決PoW 難題。交易費用低到可以忽略不計。實際上，我們估計 DEXON 網路在正常狀況下轉賬的交易費用將可低至 10-4 USD。
安全且可靠
可抵禦雙花攻擊
由於在 BTG、MONA 和 XVG 上發生的雙花攻擊（double-spending attack）事件，區塊鏈的安全性受到了嚴重的質疑與批評。這些區塊鏈系統之所以容易受到此類攻擊，是因為他們的共識演算法基於 PoW，且網路中的算力不⾜以抵禦惡意的 51% 攻擊。
例如，在 BTG 攻擊事件中 ，攻擊者以非常低的成本，在短時間內從挖礦池中借取了龐大的算力， 在交易所上對 BTG 加密貨幣的存款交易發起雙花攻擊。這導致了交易所損失了大約 2000 萬美元等值的BTG。這種攻擊事件的根本原因是，在任何 PoW 區塊鏈系統中，交易永遠不會得到最終確認。即便經過再多的交易確認，也只能確保概率性的最終確定性19（finality），而非 100% 確認。控制大部分算力的惡意礦⼯可以發動⾃私挖礦20產生重寫交易歷史的攻擊。
在 DEXON 網路上，雙花攻擊永遠不會發生。 DEXON 共識演算法本身透過可證明安全的拜占庭協議保證了100% 概率的最終確定性。
公平性
可抵禦超前交易攻擊
典型區塊鏈系統中的礦⼯可以⾃⼰決定區塊內交易順序，從而發起 超前交易攻擊（front-run attack）。在分散式數字資產交易等應用中，超前交易攻擊問題非常嚴重，因為惡意礦⼯始終可以根據收到的交易資訊進行套利 。這使他永遠有著相較其他交易者更”不公平”的優勢。
另⼀方面，DEXON 中沒有單個礦⼯節點可以決定 DEXON 共識演算法中的交易排序，因為節點在出塊時是透過基於 VRF 的篩選演算法提議區塊，沒有⼈可以預測誰會是真正的區塊提議者，以此達到真正的公平性。
更加的去中心化
PoW
談論到區塊鏈的去中心化特性，很多區塊鏈的價值信奉者認為去中心化的網路優於中心化的網路。 這是當前主流區塊鏈系統中⼀個有爭議的話題。事實上，在像比特幣和以太坊這樣的 PoW 系統中，網路算力大部分由大型礦池控制，如果這些礦池想作惡，可以很輕易地互相勾結並發動 51% 攻擊，並非真正的去中心化。
DPoS 挖礦機制
為了解決傳統 PoW 區塊鏈的交易處理速度的問題，⼀些區塊鏈系統採用了 DPoS （Delegated Proof-ofStake）共識機制，像是 EOS和 Cardano。在 DPoS 的架構之下，節點挖礦或是驗證區塊的能力與其抵押的代幣數量成正比，這種非對稱（asymmetric）的出塊權助長了中心化的問題。
此外，大部分的 DPoS 區塊鏈系統都採用了 PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance ) 作為共識演算法，隨著節點數量增加，PBFT 共識演算法的交易資訊複雜度會呈現二次方性的增長。
這可從其共識演算法複雜度推匯出： Ο（Ν2 ），其中 N 是節點的數量。由於節點數量不易擴充套件，因此必須採用代理機制，於是產生了所謂的超級節點，這迫使系統無法做到真正的去中心化。
DEXON Proof-of-Participation (PoP) 挖礦機制
另⼀方面，DEXON 則採用了對稱（symmetric）的 PoP（Proof of Participation——參與證明） 作為挖礦的機制，在 PoP 中，每個節點在任何時間點出塊的機率都是相等的，且驗證區塊的能力也都是相同的。此外，因為 DEXON 採用了最先進的基於 VRF的加密篩選演算法，以此挑選出節點⺟體的子集合來驗證區塊，共識演算法的複雜度可以從Ο（Ν2 ）降低到 Ο（Ν log Ν ），透過此隨機篩選的機制，DEXON 將能夠執行大量節點，同時仍保持較低的資訊傳輸成本，讓網路真正的去中心化。
可驗證隨機函式（Verifiable Random Function, VRF）
所有擁有⾜夠 DXN 代幣的使用者都可以加入 DEXON 網路成為驗證節點。DEXON 的共識演算法每個小時會從所有驗證節點選出⼀個子集合，被挑選的節點稱為⻅證群（Notary Set），⻅證群負責提議並且驗證區塊。DEXON 採用了基於 VRF 的加密篩選演算法，所有驗證節點被挑選成為⻅證群的機率都是⼀樣的，這個使得 DEXON 可以在數千個節點參與驗證⼯作同時維持高效能表現。
節省電力耗費
PoW 區塊鏈系統需要大量的算力來解決密碼學難題，浪費大量電力並對環境產生負面影響。另⼀方面，DEXON 將達成共識所需要的成本降到最低，實現了最高水平的能源效率。DEXON 共識演算法所消耗的CPU 與頻寬小於區塊資料有效負荷的 1%。
相容於其他的擴充套件方案
側鏈及狀態通道的技術（被稱為第二層擴充套件方案）可以無縫地相容於 DEXON 網路。相較現存的側鏈方案僅能使⼀般區塊鏈系統的吞吐量達到數千 TPS 的水準，DEXON 共識演算法可以輕易透過側鏈技術擴充套件至百萬級別的 TPS。此外，狀態通道的擴充套件技術（如閃電網路33）及分層鏈的擴充套件技術（如 plasma）也可以被 DEXON 採用。基於可信執行環境（trusted execution environment）的鏈下擴充套件方案（如Oasis）及鏈下的安全多方計算的框架（如 Enigma）也可以將 DEXON 網路作為可擴充套件、低延遲的清算層。
總結來說，任何第二層擴充套件技術都必須建立在具有高度擴充套件性、低延遲與低交易費用的第⼀層區塊鏈系統，方能確保最佳的表現效果。
DEXON 智慧合約平臺
DEXON 智慧合約平臺功能豐富且易於使用。為了最大限度地提高可擴充套件性、可用性和靈活性，DEXON 智慧合約平臺實現了以下功能：
DEXLang
DEXLang 是 DEXON 原生的程式設計語⾔，有兩種版本，⼀種是功能齊全且圖靈完備 ，用於開發通用 DApp 的程式設計語⾔；另⼀種形式可驗證 （formal verifiable）且非圖靈完備的函式程式 （func tional programming）語⾔，用與開發金融相關的 DApp。
此外，DEXLang 支援許多高階功能，包括數字簽名驗證，默克爾證明驗證和各種雜湊函式。DEXON還計劃在未來整合門檻式簽章 （threshold signature），DKG 、同態加密 （homomorphic encryption）和零知識證明（zero-knowledge proof）等功能。
DEXLang 配備了 DEXLang 編譯器和 DEXON 虛擬機器 DVM。DEXLang 可被編譯成 WebAssembly，且DVM 也可以採用即時編譯的技術，以提升智慧合約的執行速度。
預設 Safe Math 運算
演算法溢位是智慧合約中常⻅的錯誤，這可能導致巨大的損失，如 BEC 幣的攻擊事件中，使用者就損失了數百萬美元。為了防⽌這個情況，DEXLang 中的所有算數運算都預設使用 SafeMath 函式庫，這意味著任何溢位都會導致合約終⽌執行，以避免嚴重的意外問題。此外，我們提供了 unsafe 型別的數學運算函式，以防⽌運算時將溢位視為正常結果。
可延伸指令集
DEXON 的虛擬機器可透過治理合約，增加更多的指令集以及原生的本機函式外掛，使其更能適應未來的變化。舉例來說，目前後量子加密演算法（PQC）尚未被 NIST 認定為標準，在未來， DEXON 將可透過延伸指令集的功能，相容於後量子加密演算法的數字簽名架構。
支援多虛擬機器
DEXON 被設計為能夠支援多個虛擬機器和智慧合約語⾔，使其對開發⼈員有最佳的友好性，因為不同的DApp 都有其最適的智慧合約程式設計語⾔。
例如，以 solidity 編寫並執行於 EVM 的程式，可能比較適合通用型的 DApp。相反地，Tezos Michelson智慧合約的程式設計語⾔則專注於形式化驗證，較適合金融相關的 DApp。
DEXON 並行化事務處理引擎
DEXON 構建在無限可擴充套件的共識層（consensus layer）之上。為了實現無限可擴充套件的事務處理引擎，智慧合約執行層必須與共識層同樣可被並行化處理。為此，DEXON 採用了 Actor 模型 以實現並行化計算。 Actor 模型的執行方式類似於 事件驅動（event driven）程式設計模型，每個智慧合約都將事務視為⼀個事件來接收，當合約收到事件時，它會啟用合約執行，同時智慧合約的 狀態是由 LRU 記憶體所快取以確保效能最佳化。
Actor 模型設計實現了 DApp 執行時最高的並行運算效能，此外，DEXON 採用了高階的軟體事務性記憶體（software transactional memory）及多版本併發控制（multi-version concurrency control）的技術保持智慧合約執行時的原子性，使智慧合約可在最佳的狀態下被並行化執行，此外，也可透過記憶體快取的計算依賴圖（computational dependency graphs）來偵測合約狀態的變更衝突。同時 DEXON 也採用了最佳化事務排程器，以在 DEXON 網路的智慧合約執行層達到無可匹敵的吞吐量。
無偏誤的隨機數預⾔機
許多博弈類的應用程式在執行智慧合約時需要隨機數，不過分散式帳本的技術本身無法生成無偏誤的隨機數。
面對這個問題，Ethereum 採取了以利益驅動的隨機數預⾔機——RanDAO 提供隨機數或從可 信賴的第三方（像是 Oracalize）呼叫外部隨機數，但以上的解法不只增加了事務的延遲，也違背了原本去中心化的立意。
另⼀方面，DEXON 網路採用了最新穎的 DKG（distributed key generation）以及門檻式數字簽章 的技術來生成無偏誤的隨機種子。作為 DEXON 智慧合約執行環境的隨機預⾔機。
可升級智慧合約
DEXON 智慧合約是可版本控管的。合約所有者可以透過部署新業務邏輯來升級現有合約，同時編寫資料遷移（data migration）指令碼以將原始資料儲存變數轉換為升級後合約中的新資料。合約升級過程完全是原子化且可追溯的。
可延後/重複執行的智慧合約
DEXON 提供了通用的框架及功能，使智慧合約可被延後/排程執行，也可以設定成周期性地執行合約。這樣的功能對於金融相關的應用程式來說非常重要，可用於電商的分期付款和類似 Netflix 及 Spotify 的訂閱制服務。
可調整的智慧合約費用
在多數的區塊鏈系統中，交易費和執行智慧合約的燃料費都是由交易的發起者支付。 DEXON 的智慧合約費用可設定由合約擁有者支付，讓終端使用者免費使用其 DApp 服務。
支援賬號恢復功能
每個賬戶都可以設定恢復賬號，如果有⼈忘記了⾃⼰的私鑰，使用者仍可以透過恢復賬號的私鑰， 將原賬號的所有權轉移到恢復賬號從而恢復資料。
資產發行合約
透過 DEXON 網路上特殊的數字資產發行合約，DEXON 網路可容納無限種數字資產在其上註冊併發行。此合約包含業務邏輯，用於增加或減少已釋出的數字資產總供應量並定義其 符號縮寫。⼀旦資產從資產發行合約轉移到使用者賬戶，資產餘額將記錄在使用者賬戶上，而不是資產發行合約上。資產發行合約非常適合用來ICO、政府支援的數字貨幣以及其他區塊鏈系統跨鏈橋接的數字資產。舉例來說，企業可以在 DEXON 網路上發行 1:1 擔保的比特幣資產，開設比特幣銀行。
跨鏈橋接合約
為了實現完全去中心化的資產交易，在不同區塊鏈系統之間的橋接協議是不可少的。 Polkadot是目前最著名的跨鏈橋接協議。 Polkadot 橋接交易的方法，是依賴 協作者（collator）與提名者
（nominator）69的執行機制，協作者由提名者提名產生。而提名者的投票權與 Polkadot 的原生代幣相關聯，使得不同區塊鏈系統中的協作者之間的權益緊密耦合。
我們認為，權益耦合模型在實際世界中並不可行。舉個例子，如果 Polkadot 的市值為 10 億美元，而且其橋接的比特幣總量達到100 億美元，那麼從理論上來說，若有任何⼈想作惡，他的最佳策略就是購買⾜夠的 Polkadot 代幣來破壞比特幣驗證系統，並竊取所有協作者管理的多重簽名錢包中的比特幣。
實際上，橋接資產的價值往往超過橋接網路的總資產價值，因此我們得出結論，如果要設計出實際可行的區塊鏈橋接協議，協作者必須與橋接網路的代幣進行利益分離。
在橋接網路上使用單⼀協作者所產生的另⼀個問題是，橋接區塊鏈系統可能會因為 51％ 的攻擊 而出現問題。在這種情況下，單⼀的協作者在面對區塊鏈網路分叉時，被橋接的區塊鏈系統的歷史有可能會被改寫。
PoS / PoA 混合模型
在 DEXON 中，跨鏈橋接機制在 PoS / PoA（proof-of-authority）混合模型中執行，以解決上述所有問題。採用混合模型的目的，主要是為了建立不同參與方之間的制衡系統，以避免潛在的攻擊⻛險。
DEXON 平臺上的 DKG 功能，可以產生去中心化的私鑰給被橋接的區塊鏈系統，每個被橋接的區塊鏈系統都會有⼀個多重簽名錢包，這個錢包由兩個單位管理，動用資金需要兩方都同意才能進行。這兩個單位，⼀個是 PoS 橋接委員，另⼀個則是 PoA 橋接委員會，兩個單位所保管的去中心化私鑰都需要有超過 50%⼈的同意，才能產生有效的數字簽名。
PoS 橋接委員會由活躍的驗證節點所組成，而 PoA 橋接委員會則由 DEXON 治理委員會組成。P oA 模型的目標是實現利益分離和完全去中心化的橋接操作。DEXON 設計了⼀種特殊型別的智慧合約稱為 跨鏈橋接合約，可用於橋接不同區塊鏈系統之間的交易，此合約將被部署在 DEXON 網路與被橋接的區塊鏈系統之上。此種合約由 PoS / PoA 跨鏈橋接委員會（PoS / PoA inter-chain bridging committee）操作，以作為 雙向錨定（two-way peg）的授權主題。
跨鏈的橋接合約通常會是多重簽名合約，裡面會有事先定義好的內建函式，以用來接收其他區塊鏈系統交易的有效載荷（payloads）。內建函式可用來驗證橋接資產的交易紀錄、區塊雜湊值與merkle 證明等資訊。
跨鏈橋接合約中會有預先設定好的規則，以確保橋接交易可達到最終確認性（finalty），PoS / PoA 橋接委員會有責任確保錨定區塊鏈系統（pegged blockchain system）的橋接交易執行無誤， 並對輸入交易的有效性進行投票。這稱為入鏈（break-in）交易橋接。
商業邏輯也可以寫入跨鏈橋接合約中，以將來⾃跨鏈橋接合約的交易傳送到錨定區塊鏈系統。這 稱為出鏈（break-out）交易橋接，此操作需要 PoS / PoA 橋接委員會簽署多重數字簽名，才能產生有效的交易。
資產交易協議
DEXON 最適合作為跨鏈的高頻數字資產交易結算層，因為它具有不到⼀秒的交易確認延遲，可防禦超前交易攻擊和跨鏈橋接功能。為了促進數字資產交易，DEXON 網路採用原子交換構建數字資產交易協議。
訂單匹配模型
在 DEXON 網路中，每個使用者都可以下 限價訂單來交易數字資產。限價訂單的資訊將會記錄在使用者的賬戶之下。使用者需要指定交易資產的百分比作為給訂單匹配者 的交易費用。在 DEXON 中， 任何使用者都可以成為訂單匹配者，最快成功匹配訂單的匹配者將獲得交易費用。此外，DEXON 的訂單匹配系統本身支援 部分成交訂單。
不同市場流動性共享
為了最大化不同數字資產在交易市場的流動性，DEXON 建立了⼀種創新的流動性共享機制。在 DEXON中，如果⼀個使用者有 1 個 ETH，他可以下訂單同時以 1 個 ETH 等價購買 10 個 EOS ， 或 1 個 ETH 等價購買 0.1 個 BTC，而不必將其賬戶餘額分配到不同的數字資產交易市場。在這種機制下，所有數字資產的交易市場就可以共同分享流動性，因此，即使在不同交易市場中，交 易者依舊可以享受最低買賣價差。
DEXON應用場景
數字資產發行
DEXON 的多資產賬戶系統與其數字資產發行合約的結合使得 DEXON 成為發行數字資產（如政府支援的數字現金）和託管 ICO（初始代幣發行）的理想平臺。
數字資產交換
DEXON 的多資產賬戶系統及其高頻數字資產交易協議可與 DEXON 的跨鏈資產橋接協議配合使用，建立完全去中心化的跨鏈、高頻、低交易成本的數字資產交易平臺。舉例來說，使用者可以在 DEXON 網路上用以太幣交換比特幣。此外，由於流動性在 DEXON 網路的所有交易市場中共享， 因此所有交易者都可以享受最高的流動性和最低的差價。
穩定幣與微支付網路
DEXON 可忽略不計的交易費、無限的可擴充套件性和低於⼀秒的交易確認延遲，使其非常適合應用在小額支付場景。此外，現有的高交易延遲與高交易費用的數字資產（如比特幣和以太坊）也可以橋接到 DEXON網路，使其具有微支付能力。DEXON 也可以支援如 Basis和 Terra的穩定幣，作為儲存價值、交易、避險的媒介。
線上遊戲
DEXON 在其智慧合約平臺中提供無偏誤的隨機性和低交易延遲，使其成為線上遊戲應用的理想選擇。
物聯網（ IoT）或機器對機器（ M2M） 資料交換網路
DEXON 將在其智慧合約平臺上升級儲存資料隱私和隱私保護計算，使其成為物聯網和 M2M 資料交換應用的理想選擇。
其他種類的應用
DEXON 將不斷升級其功能，包括分散式即時訊息系統，分散式資料庫和分散式儲存網路。總之， 任何中心化的應用程式，如供應鏈金融、⼴告交換、社交網路或 MMO（大型多⼈線上）遊戲等， 都可以構建在DEXON 網路上。
結論
DEXON 網路是⼀個無限可擴充套件，低延遲的事務處理引擎，在去中心化的網際網路時代擁有最低的交易費用，因此非常適合 DApps 的開發和部署。 DEXON 的跨鏈橋接協議作為所有區塊鏈系統的分散中心，跨越不同區塊鏈網路橋接資產和交易，併為即時去中心化的微⽀付和⾼頻數字資產交換提供了基礎設施。總結來說，DEXON 釋放了去中心化技術的真正力量。透過 DEXON，去中心化網際網路的未來終可實現。
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