2月6日,新比特币(BTN)发表首版技术白皮书。白皮书从背景初衷、设计目标、网络架构、生态发展等角度,详细讲解了在BTN网络中,如何通过标准化物理主节点(Physical Masternode),以及资源隔离(Resource Segregation)、去中心计算(BTN-DC)、去中心存储(BTN-FS)等技术,发展出去中心化的软件(Dsoftware)与硬件(Dhardware),并在此之上建立一个支持商业应用开发、跨链数据传输和人工智能扩展的次世代区块链新平台、新生态。
纵观整个BTN白皮书,理念超前,愿景宏大,既融汇了EOS、DASH等明星币种的DPoS共识机制、Masternode主节点思想精华,又创造性地首次提出了资源隔离、去中心化硬件(Dhardware)等概念,无论从技术应用上看,还是从商业价值出发,都充满了想象力。本文试图通过梳理白皮书的主干,解析BTN网络的设计架构和技术原理,还原出一个BTN想要打造的区块链世界。
背景初衷:解决商业痛点,打造去中心化应用平台
每本白皮书的开篇几乎都要回答“终极三问”:你是谁、你从哪里来、要到哪里去,新比特币(BTN)也不例外。在目睹了广袤大地上茫茫多的区块链崛起,却仍然无法解决高延迟、高成本、高占用率的商业痛点后,BTN坐不住了。
“打造次世代去中心化应用平台,解决商业应用开发推广的所有难题”,这是BTN喊出的口号。BTN很有针对性地提出了“三低一高”思想,即低延迟、低费率、低占用率及高性能。而BTN的资源隔离、去中心存储和去中心计算,是实现“三低一高”的关键,通过这些技术,去中心化的游戏和物联网系统可以在BTN平台上流畅运行,无需再借助任何第三方。这也是BTN白皮书里首次提到资源隔离、去中心存储和去中心计算三个核心特征。
设计架构:双重网络,减轻全节点运算存储压力,增强主链吞吐能力
双重网络是目前加密数字货币的主流趋势,达世币(DASH)就是采用类似架构,其市值在250亿美元左右,现居世界第五。达世币(DASH)的成功,也直接印证了双重网络架构在现实社会的适用性和安全性。
BTN双重网络的原理并不复杂。在整个BTN网络中,分为由全节点(Fullnode)和轻节点(Light node)组成的主网络(Main network),以及由主节点(Masternode)组成的主节点网络(Masternode network)。
主节点网络(Masternode network)是BTN为了减轻部分全节点(Full node)的压力,并提供额外高效的服务,而额外添加的一个高阶网络。当全节点(Full node)满足一定软硬件条件时,就可以升级为主节点(Masternode)。主节点(Masternode)会为全网提供额外的运算和存储服务,同时可参与主节点回报计划
核心特征:去中心计算(BTN-DC)、去中心存储(BTN-FS),以及资源隔离
随着区块链技术的发展和节点数据量的提升,目前链上的存储成本和计算成本都十分高昂。以比特币(BTC)或以太坊(Ethereum)为例,一个全节点(Full node)动辄需要耗费上百G的存储空间。为了减轻BTN网络节点的压力,也为了追求安全和高效的平衡,BTN提出资源隔离(Resource Segregation),即把数据分为链上共识(重要数据)及链下存储(非重要数据)两类。
重要数据应记录并存储在主网络(Main network)上;非重要数据,如文本和图片,可以不存在主网络(Main network)上,而是存在主节点网络(Masternode network)中,用户可通过文本和图片的哈希值,调取并下载数据。这就是BTN的去中心存储系统(BTN-FS)。
与BTN-FS类似,BTN还可以通过主节点网络(Masternode network)实现去中心计算(BTN-DC)。随机参与BTN-DC的主节点(Masternode)将扮演两个角色:计算者和验证者。计算者能从执行计算中获得奖励,而验证者则是通过帮计算者排查错误获得奖励。任何一方犯错,都将影响自己的收益,甚至扣除保证金。
去中心化计算(BTN-DC)和去中心化存储(BTN-FS),解决的是区块链网络中的效率及可信赖节点问题。BTN-DC计算及验证都是通过共识机制随机选取,实现迅速找到可信任节点,提高计算能力;BTN-FS是对节点存储空间的资源整合及数字化,用以提高存储效率。
Masternode:高投入高回报,不是想做就能做
当今世界,任何加密数字货币网络的完整节点,几乎都要消耗巨大的流量和存储资源,所以全球的节点数量都在呈下降趋势。而在BTN网络中,主节点(Masternode)肩负的BTN-DC和BTN-FS工作又异常之重,为激励更多节点参与主节点网络(Masternode network),BTN白皮书还提出了主节点回报计划。
相信不少人都对成为主节点(Masternode)跃跃欲试,但主节点并不好当。BTN白皮书对主节点做了如下要求:
•预存至少20000个BTN的保证金;
•满足BTN硬件标准;
•提供去中心存储服务BTN-FS;
•提供分散的计算服务BTN-DC;
•提供隐私改善的交易服务等等。
其中提到的“隐私改善”原理与达世币(DASH)类似,都是把一个交易打散成多方参与的交易,将资金拆分、合并成不同的数量进行发送。发送完成后,不会被反解。
混合挖矿:DPoS保证效率,PoM鼓励参与
BTN主网络采用DPoS共识机制。在此机制下,BTN的持有人将投票选出区块生产者,一旦当选,任何人都有机会产生区块。投票持续不断,当选的区块生产者如果不能良好履行自己的职责,比如没能按时挖出区块,就将失去选票。
在BTN架构中,区块的产生是以2N + 1个区块为一个周期。在任何时候,都只有一个生产者被授权产生区块。在每个出块周期开始时,就会有2N + 1个区块生产者被选出来。其中,2N个区块生产者是由系统自动选出,后面这1个区块生产者按所得票数对应的概率选出。选出的区块生产者会根据出块时间导出的伪随机数列进行洗牌,以保证区块生产者之间的连接尽量平衡。
DPoS共识机制加上主节点回报计划(Proveof Masternode,即PoM),就是BTN网络的混合挖矿机制。DPoS保证了主网络的效率,而PoM则鼓励更多的主节点参与。
值得一提的是,因为采用DPoS共识机制,BTN的持有者既是BTN网络的拥有者,也是管理者。BTN持有者们可以投票选出区块生产者,也可以通过选出的区块生产者对底层协议或其他管理操作进行更改。如果选出的区块生产者拒绝做出BTN持有者所期待的改变,那么他就可能被投出局,从而保证BTN持有者的影响力。
BVM:通过图灵完备的虚拟机实现智能合约
通过独立的虚拟机架构(BTN Virtual Machine,以下简称BVM),BTN能够实现智能合约。通过BVM实现智能合约的好处是,可以在需要时增加新的功能,运行多个不同区块链的虚拟机。现阶段,BTN发展BVM主要有两个阶段的计划。
第一阶段,兼容以太访虚拟机(EVM)。因为EVM是智能合约最初的实现平台,BVM要能在代码微调的情况下,运行现有EVM上的智能合约。
第二阶段,BTN计划动态调整EVM代码,使BTN的代码更接近本机代码,并支持更多的编程语言。
从长远上看,BTN认为,跨链数据传输协议迟早会像互联网的IP和HTTP协议一样到来。因为BTN设计之初就具有易于升级的特征,所以届时会转换至这一跨链数据传输协议。就目前而言,BTN主要想实现两种方式的跨链数据传输,即跨链代币交易及跨链交易验证。
跨链代币交易类似于闪电网络的小额交换机制,兼容区块链之间,可以方便交易。同时,兼容的区块链之间的区块头可以存储在高可信度的BTN-FS里,完成交易验证。
BTN生态:开放合作,建立联盟,首提去中心化硬件Dhardware
BTN的目标是构建次世代支持商业应用的去中心化平台。因此,BTN在设计架构中始终规划着商业应用的蓝图。除了先进的技术,BTN深知自己要成功,还必须依靠大规模的商业应用和可持续发展的商业生态。对此,BTN将从两个方向进行努力。
一、开放合作。区块链是一个飞速发展的行业,每天都有新的想法和新的技术出现。为了打造一个最好的Dapp平台,BTN将寻求与各种公司合作,包括现在主流的区块链项目(比如Qtum量子链),其他大型的IT公司,甚至建立兼容BTN网络的硬件联盟。
为了加快去中心化硬件(Decentralized hardware,以下简称Dhardware)生态系统的建设,BTN计划建立一个兼容BTN网络的硬件联盟。例如,通过设定BTN主节点(Masternode)硬件的最低标准,由联盟负责生产,以此保证BTN网络的性能。除了让联盟伙伴生产硬件外,BTN也欢迎更多的制造商加入BTN硬件生态。BTN网络也是全球首个提出Dhardware的区块链网络。
二、应用场景。BTN的终极目标,是成为次世代去中心化商业应用的操作系统。因此,在众多潜在的应用程序中,BTN将专注于Dapp可以很快进入的领域,并帮助合作伙伴构建商业模式。
BTN认为,这样的领域有:物联网。在BTN网络中,允许轻节点(Lightnode)把繁重的计算和存储工作交给主节点网络(Masternode network),这降低了与轻节点连接设备的计算需求。依靠BTN网络,物联网设备可以在没有任何中央服务器的情况下工作。
游戏。游戏是互联网最大的产业之一,而区块链技术增加了游戏行业的信任度和安全度。BTN将为去中心化的游戏发展提供一个理想的开发平台。
云存储。区块链技术还可用于创建资源共享平台,允许用户共享未使用的资源。通过BTN网络,任何用户都可以通过其个人电脑或专用服务器创建云计算市场或分布式CDN。
金融。区块链已经在金融服务业掀起了大浪,显著减少了金融中介,提高了金融效率。诸如跨境支付、供应链金融和保险等业务,都是区块链可以大有作为的领域。
人工智能。区块链具有改造人工智能(AI)的潜力,区块链+ AI的应用程序未来会有很多机会。BTN将为区块链+ AI提供一个良好的实验平台。
总结
总的来说,新比特币(BTN)在白皮书中展示出了巨大的商业潜力和宏伟的发展蓝图。但目前整个区块链行业还处在发展完善阶段,如何真正做到降低Dapp的开发门槛,如何在商业领域打造区块链的爆款,以及如何具体实现跨链数据传输和智能合约兼容,这些都是从现实角度亟待解决的问题。
根据BTN白皮书公布的路线图,BTN将在5月30日实现2000个主节点(Masternode),9月30日发布首款去中心化硬件产品(Dhardware)。现在架子已经搭好,方向也已确立,下一步BTN能带来怎样的表现,我们不妨拭目以待。
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