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MOAC區塊鏈目標

MOAC項目旨在提供一種可擴展且有彈性的區塊鏈,通過分層化的結構來支持數字資產交易,數據訪問,和流程控制。

它創建了一個框架以允許用戶用高效的方式執行智能合約。

它還提供了開發的體系結構,采用底層基礎設施來快速簡便地產生子區塊鏈。

它是一個區塊鏈平臺,可以為子區塊鏈的架設提供必要的部件,同時為新想法的測試,私有鏈的部署,復雜任務的處理和智能合約的應用提供解決方案。

區塊鏈當前的問題

自從2008年中本聰比特幣項目引入了區塊鏈技術以來,這項技術的發展非常迅猛。在過去近十年的時間里,開發者們以極大的熱情來探索區塊鏈技術這個新領域,試圖拓展區塊鏈的應用,提高區塊鏈的效率和促進區塊鏈的商業化。

區塊鏈系統中的原生數字貨幣在區塊鏈推廣中起到了至關重要的作用,比如比特幣系統的比特幣,以太坊系統的以太幣等。這些原生數字貨幣不僅推動了更多的參與者來進入區塊鏈生態系統,也為當前存在的支付系統提供了更有效的方案。

當然,目前區塊鏈技術還處于發展的早期階段,現有區塊鏈系統都有以下一個或多個問題。

難以嘗試新的想法

新的想法意味著要建立一個新的區塊鏈系統。

這意味著有大量的額外開銷和精力要用來設置服務器,培訓開發團隊,建立社區,吸引新用戶等。

難以升級

一旦區塊鏈被部署和進入生產模式,很難在功能上進行添加/修改/刪除。

區塊鏈修改的結果就是會造成區塊鏈系統的軟分叉或者硬分叉。而每個分叉都需要大量的精力來處理,也必須承受由此帶來的經濟后果。

區塊鏈系統之間不相容

不同的區塊鏈有不同的模式,如共識協議,貨幣特征和適用要求。模式的差異阻止了多個鏈之間的互連或互換。

分裂的用戶群

對于每個區塊鏈,用戶群是不同的。

一個區塊鏈系統的礦機和驗證節點僅能用于該區塊鏈。沒有兩個區塊鏈可以共享它們。

性能瓶頸

區塊鏈作為分布式系統,與傳統中心化的系統相比在吞吐量,響應時間等性能上還是有較大差距。而在維持分布式拜占庭容錯性的前提下,提高性能是非常困難的。

還有一點,當大多數原生數字貨幣的價值迅速增長的時候,基于它們開發的各種應用的手續費也相應增長,網絡延遲時間也在增長。

MOAC墨客共識機制解決方案

過去幾年來,包括工作量證明(POW),權益證明(POS)授權權益證明(DPOS),拜占庭容錯性(BFT),以及由這些方法結合的多種共識方案已被嘗試和應用。但是,沒有一個協議可以解決所有的問題。

通常,POW可以部署在大型網絡中,并且可以很好地擴展。

它是驗證最為廣泛的共識協議。但是它受到像大量電力消耗,低吞吐量,高延遲和高參與障礙這樣的問題的困擾。

POS和DPOS

雖然沒有大量的電力消耗,并且執行速度更快。

但是,這類協議實施比較復雜,通常以較小的網絡規模部署,并且未得到大規模的全面測試。

通常BFT系列的使用要在小得多的系統上,并且可以在吞吐量和延遲方面表現更好,所以大都是用于私有鏈或企業內部應用。

為了能夠在大型網絡中部署分布式系統,吸引更多的參與者,同時保持高吞吐量和低延遲時間,MOAC提出了用分層的共識堆棧技術來解決問題的方案。

它是區塊鏈的區塊鏈。

MOAC本身將部署在具有大量驗證節點的公共網絡中。

它提供以下內容:

  1. 分層配置結構交易,智能合約和數據訪問支持數據存儲,流程控制和處理單元,形成一個分布式的馮·諾依曼(VonNeumann)架構。
  2. 驗證節點可以配置為多個重疊的子區塊鏈服務。
  3. 可插拔驗證方案,支持注入式的用戶協議,可以使用現有驗證節點來輕松部署新的子區塊鏈。
  4. 鼓勵具有較小處理能力的用戶參與驗證過程。
  5. 使用分流方案來提高系統性能。

墨客MOAC共識協議

我們意識到僅僅在任何目前的共識協議基礎上拓展將無法滿足所有的要求。已有的解決方案是通常是采取多個鏈或側鏈的方式來結合兩種不同共識協議的。這是我們想避免的方法,

因為這種方式會引入更多問題。我們解決共識困境的是建立一個分層的共識堆棧,并保持一切都在同一個區塊鏈上同步。

我們利用POW作為底層的主要共識協議,因為POW是一個經過廣泛測試,并具有抗攻擊性和拓展性的解決方案,目前MOAC使用類似于以太坊的POW協議。

MOAC在設計了頂層補償了POW的缺點。只有關鍵的交易和控制流程交易在POW層中處理。頂層采用POS協議和分片技術提供更快更高的吞吐量解決方案。

每個POW節點都有一個智能合約服務器(SmartContractServer-SCS)節點。

SCS身份是由相應的POW節點完全驗證。每個SCS節點將能夠處理頂層的用戶請求。SCS處理智能合約的調用。頂層的所有交易都是以智能合約調用的形式進行。

并非所有SCS都將同時處理單個事務。相反,部分選定的SCS將處理特定的事務。SCS的選擇是通過初始化智能合約調用或刷新調用(init/flush)。

init/flush調用實際上是傳遞交易給POW節點,并在底層達成共識。init/flush調用將會設定如何選擇合約的SCS,以及處理節點的百分比。然后每個SCS的相應POW節點都會使用EHDRand算法在其SCS上調用該調用。

SCS可以決定是否選擇處理這個智能合約。注意這是一個確定性的過程,SCS的參與可以被任何人驗證。一旦選定了智能合約的SCS組合,它們將相互通信并形成一個小的共識組。該組將處理智能合約的所有調用過程。

此外,他們如何達成共識的行為可以由init/flush指定。這些SCS節點會形成一個子區塊鏈并執行基于預定協議或用戶自定義協議的共識。請注意共識協議與實際的智能合約代碼不同。智能合約的狀態保存在每個SCS中。

但是,這并不是保存在完整的區塊鏈系統中。而為了達成完整的共識,合約狀態需要定時或按要求寫入底層的POW節點。

在共識模式下,當刷新(flush)時,SCS節點將接受來自底層POW節點的數據存儲請求。當前狀態將被寫入區塊鏈系統并生成相應的HASH。注意所有POW節點將執行相同的操作。

對于那些不參與此次刷新的智能合約的SCS,它們不會做任何事情。參加智能合約的SCS將獲得的提交狀態并用自己的狀態進行驗證。如果可以證明之前提交的狀態是不正確的,它將會發起更新一個具有正確狀態的數據存儲請求并引用不正確狀態的HASH。

如果之前提交的狀態沒有爭議的數據存儲請求,SCS節點將最后刷新具有正確狀態HASH的智能合約。同時每個POW節點也會處理與合約狀態相關的交易。發出不正確狀態的SCS節點將會被取消權益。

在MOAC中,大多數交易將在頂層處理,而只有一小部分流程控制在POW層中處理。這是可行的,因為頂層提供快速,靈活和低成本的服務,而POW層提供緩慢,但可靠和完整的服務。

MOAC分層結構

1.P2P網絡層:這個層定義了基礎的p2p協議。

2.區塊鏈層:該層處理與區塊鏈操作相關的所有操作,如共識,數據訪問等。

3.交易(TX)層:該層處理TX請求和回復。它還處理控制類TX請求,并在必要時調用與智能合同相關的操作。

4.智能合同層:該層執行虛擬機內的智能合同執行,并保持臨時合同狀態。

5.API層:API用于處理終端用戶輸入并獲取下層的輸出及返回。

MOAC-API合約請求智能合約TX虛擬機接口狀態交易層/事件處理區塊鏈和數據存儲P2P

MOAC-API合約請求智能合約TX虛擬機接口狀態交易層/事件處理區塊鏈和數據存儲P2P

MOAC拓撲結構

POW共識節點采取志愿參與的方式。每個節點貢獻其計算能力來解決計算密集型問題,并驗證約定交易集中交易的有效性。除了POW對交易和數據存儲集的共識之外,每個POW節點都會與一個智能合約服務器(SmartContractServer-SCS)相關聯。

SCS節點可以是POW節點的本地節點,也可以是一個遠程節點。

SCS的身份可以由相應的POW節點來完全驗證。

智能合約服務器(SCS)身份可由相應的POW節點完全驗證。

智能合同請求(創建/調用/刷新)包含在流程控制TXc中,并首先在底層中處理。然后每個POW節點通過異步調用向其SCS發送合約請求。合約請求在SCS中處理。如果需要,SCS將向底層發送附加的控制流TXc和數據存儲TXs。

合約調用/子區塊鏈請求子區塊鏈

合約調用/子區塊鏈請求子區塊鏈

 

執行智能合約的方式是通過高效的分片技術實現,所有SCS都可以在運行時進行配置,以處理不同部分的智能合同。

整個系統吞吐量可以比傳統方式快10倍-100倍。

分片的執行組通過控制流TXc和數據存儲TXs將分片狀態記錄到底層塊鏈中。

錢包和地址

錢包和地址兩個名稱在本文檔中是可互換的。

每個錢包/地址是由一個私鑰生成的,并保存有數字貨幣的余額,可以接收和發送交易。錢包/地址對于區塊鏈的用戶是可見的。私鑰則是用于簽署起源于這個地址的交易,僅對擁有者可見。

智能合約

每個智能合約與普通錢包相同,都有一個獨特的公共地址。

區別在于智能合約的私鑰在合約創建完成時就會被丟棄,所以除了共識機制外,沒有人可以在智能合約創建后發送里面的數字貨幣。

智能合約有四個基本要素:{代碼,狀態,[調用],余額}。

代碼由用戶生成,狀態持有合約當前的內部信息。余額是合同中的數字貨幣,它也是存儲該合同的調用歷史。

MOAC交易

交易是MOAC系統內的基本操作。每個地址可以與其他地址之間交換數字貨幣。還有基于智能合同的流程控制交易(TXc)。這些TXc用于控制智能合約的工作流程。

MOAC系統中的三種存在基本交易類型:支付交易TXp,數據存儲TXs,流程控制TXc。它們都是在底層的POW共識節點中被處理。所有節點共識并保持同樣的系統狀態。

a)支付交易(TXp):

{sender->receiver:數字貨幣金額}

將數字貨幣從一個地址轉移到另一個地址的基本交易。發送地址將需要使用私鑰簽署交易,而簽名的真實性可由任何人核實。

b)數據存儲(TXs):

{sender->contract_address:要存儲的數據}

在POW節點處理的此交易類型不會驗證任何與余額相關的操作。

c)流程控制(TXc):

1)ContractinitTX{code,sender,init_amount,executiontype,shardingconfig}

用戶發送initTX啟動新的智能合約。在智能合約中,用戶需要指定合約代碼,初始資金,執行類型:快速或正常,分片配置。

2)ContractFlushTX{contract_address,flush_target_state,flush_steps}FlushTX是允許POW節點同意已經執行的批量事務,并將它們寫入區塊鏈。

3)ContractPaymentTX{sender->contract_address:類似支付交易。不過POW驗證節點會通知相應的SCS相應帳號的余額更新。

MOAC子區塊鏈

MOAC系統可以執行普通支付交易,數據存儲交易和智能合約(流程控制)交易。此外,

在此架構上部署子區塊鏈是非常方便的。用戶可以使用智能合約來定義子區塊鏈的屬性(系統參與驗證節點的百分比,共識協議,安全策略,狀態存儲等)。子區塊鏈的創建通過控制流程TXc完成。

一旦建立子區塊鏈,每個參與者SCS將在其執行中采用可插入的協議。對子區塊鏈上的隨后請求將由選定的SCS來驗證。

子區塊鏈的區塊生成可以配置為按需生成或按照設定的周期生成。按需功能是首選項,因為它只在需要時生成區塊,從而節省寶貴的資源。

子區塊鏈的部署可以像發送智能合約請求一樣簡單。

但是,它繼承了安全和強大的底層區塊鏈屬性。并且,它可以重用已有的大量的驗證節點池,并從分布式的設置中受益。

子區塊鏈可以通過刷新操作來隨機更換參與的SCS節點,達到更高的分布式和安全性能。

升級子區塊鏈也很容易,只需重新部署到具有更新的區塊鏈屬性的新集合SCS上。

MOAC節點的經濟效益

參加驗證的節點通過其貢獻的計算能力,可以從兩方面來獲益。

首先,POW節點將獲得挖到的每個區塊的獎勵。這與現在的BITCOIN相似。其次,SCS服務器可以通過對子區塊鏈的支持和智能合約的處理工作的交易費得到回報。請注意,這種服務可能并不是運算量密集型的。

例如,如果子區塊鏈基于POS,則SCS只需花費非常有限的資源進行驗證即可收取費用。這對于普通PC用戶甚至移動用戶來說是一個很大的動力。對于純粹的POW網絡,普通用戶幾乎沒有機會從采礦中獲益。

然而,在MOAC系統的設計中,用戶可以設置一個輕型的POW節點,當然幾乎沒有機會在采礦競爭中獲勝,但是他可以設置與該POW節點相關聯的另外一個SCS,通過SCS提供的服務獲得獎勵。這種模式將鼓勵更多的用戶加入共識系統并提供更多的SCS處理能力。

另一方面,智能合約所有者或子區塊鏈創建者將需要支付所有SCS工作的費用,但考慮到獲得的性能和低成本的啟動,還是非常劃算。這個過程將促進形成一個更為分布式的生態系統,并使各方受益。

MOAC收益規劃

區塊每10秒生成一次,每個塊的獎勵為2個MOAC幣。

獎勵計劃每三百萬塊減半,相當于約每1年減半。在18,000,000區塊之后,也就是6年后,每個區塊的獎勵將保持在0.04MOAC。見下文。

 

交易費用有兩種方式收取,一個是通過交易。另一個是通過智能合同調用或子區塊鏈的使用。

 

智能合約調用的交易費特意設置成低于底層的POW交易費,從而鼓勵用戶更多的使用SCS。

這可以減輕下層的壓力,也有利于SCS服務提供者。

總結

總而言之,MOAC使用分層架構來把POW的難于攻擊和易于擴展的特性,與POS的快速共識和短時間響應的特性結合在一起,避免了兩者的缺點。

智能合約層可以用于構成復雜任務和搭建各種子區塊鏈的平臺。而POW節點與SCS節點一起構建可以靈活和可擴展的框架,便于許多應用程序的使用。

MOAC區塊鏈對于輕量化參與者和計算密集型參與者都是有價值的。

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