以太零拓展了以太坊的Gas機制，在其基礎上拓展了Power概念，賦予每個賬戶與其持幣數量正相關的網絡資源使用權限和這種權限被使用后的回復速度。從而安全實現了零交易手續費的特性。

同時，以太零在DASH Coin的Masternode+ Pow雙層網絡與社區自治架構、ETH的Clique共識算法的基礎上，搭建了mPos （Masternode+Pos） 共識機制。此共識機制中，持有約定數量的以太零幣并搭建性能上符合要求的服務器后，任何人均可以參與到以太零網絡交易處理和社區自治中。基于mPos共識和恰當設置的出塊時間等網絡參數，以太零已經在數以千計的主節點架構上實現高度的去中心化以及1400TPS以上的交易處理能力。

以太零定位自己為區塊鏈技術的融合者，推廣者，落地者。

融合指的是現在的大部分創新技術還在實驗階段，彼此之間割裂嚴重，應用場景定位不清，需要一個組織站在旁觀者的角度，研究這些技術在真實的應用場景中的整合可能性，并向開發者提供一個容納各項技術，面向應用層的的操作系統 。以太零在完成主節點開發任務后，將使用私募資金招納各項新區塊鏈技術人員進行現有技術的整合，長期將以生產網絡和實驗網絡并行的方式促進技術向實用場景的轉化。

推廣和落地針對的是真實的應用場景。任何一項技術必須有真實的可用場景，并對原有的技術體系產生了經濟效益上的突破才會成為主流。我們會組織一個專門的行業應用工作組，團隊成員由傳統行業專家，區塊鏈技術人員，產品化和策劃人員組成，以窮舉的方式對當前社會各行各業進行產業調研和場景可行性研究，以期完成區塊鏈革命的深化和普及。

太多的概念和技術對于普通用戶來說已經成為了解和享受區塊鏈帶來的紅利過程中的一大障礙，我們希望通過一種認知和技術上的融合來避免用戶直接接觸復雜的概念，向用戶輸出一種成熟的產品。我們會竭盡所能引導社區開發者開發真實可觸的產品。

通用應用平臺的需求

這種殺手級的應用需要構建在這樣一個平臺上：

基礎操作零交易手續費：為了能夠支持更廣泛意義上的去中心應用的開發和業務運營，各類基礎操作，如注冊，登陸，收藏，瀏覽，搜索，分享及各類邏輯操作不應該收取費用。

超高的并發性和擴展性：能夠滿足全球范圍的用戶同時操作區塊鏈上的合約和數據無疑是一件堪稱恐怖的事情，所以這種應用平臺還需要擁有足夠的擴展性能夠隨著用戶和應用的增長而成比例的擴張。

即時反饋：用戶絕大多數的操作在安全允許的情況下都應該是實時反饋的，這是去中心化應用具有與傳統應用可比性的基礎要求。

版本系統：應用版本系統幫助開發者能夠快速完成 bug 的修復，方便開發商完成 A/B 測試等給類用戶研究。

平臺進化：社區提案系統和主節點投票可以幫助完成以太零的社區驅動進化，便于各類技術迭代和平臺規則的共識快速達成。

至關重要的組件功能：去中心化存儲如 IPFS 協議，安全的程序熱修復規程，通用底層服務如身份認證，匿名通信，通知系統等。

以太零關鍵完成特性

零手續費

以太零拓展了以太坊的Gas機制，在其基礎上完善了Power機制，賦予每個賬戶與其持幣數量正相關的網絡資源使用權限和這種權限被使用后的回復速度。從而安全實現了零交易手續費的特性。交易發起者只需要持有，而不必再消耗網絡的基礎幣。

極速交易

在新的以太零網絡中，業務方可以自行定義交易確認所需的驗證區塊數量。由于出塊時間縮短到1s，周期內獲得出塊授權的主節點數量為21個，因此即使出于安全性考慮，所有的交易通常都可以在3s內獲得99%以上的確定性，在最長15s的時間內獲得最終的確定性。

高吞吐量

基于MPOS共識，并設置恰當的出塊時間等參數，以太零已經在數以千計的主節點架構上實現了1400TPS 以上的交易處理能力。

開放的去中心化社區自治

以太零在DASH Coin的Masternode+ Pow雙層網絡與社區自治架構、ETH的Clique共識算法的基礎上，搭建了MPOS （Masternode+Pos） 共識機制。此共識機制中，持有約定數量的以太零幣并搭建性能上符合要求的服務器后，任何人均可以參與到以太零網絡交易處理和社區自治中。

同時，由于在每個約1小時的投票周期內從數千個主節點中選擇21個主節點，這就提供了超高的開放的去中心化程度。

基于主節點為投票者的提案決定與預算分發功能已經開發完畢并集成到以太零主網之中。

零交易手續費的智能合約開發平臺

1.零交易手續費的必要性

以太零已經實現的特性中最具說服力的便是-零交易手續費用。

以一個最簡單的分布式協作Todolist，也就是待辦事項應用為例，其去中心化的實現可以應用在一個全球性分散協作的團隊進行任務分解的過程中，這個過程需要項目的各個參與者了解其他陌生成員的任務，每個人任務的確認都是團隊的共識結果，具有一定的可追溯，去信任的需求。

該應用會涉及成員的注冊，任務的增刪改查等需求。按照以太坊開發要求，這些所有的操作都是需要消耗 gas，并最終折算為 ETH 向用戶收費，這對于應用的使用者來說，無論是經濟上還是用戶體驗上都是不合理的。

而在以太零中，交易發起頻率與智能合約的執行步數將與賬戶中擁有的余額正相關。這在滿足免費的同時也考慮到了對于網絡資源的合理使用，并限制了惡意攻擊者發起 DDOS 攻擊需要較高的資本投入。這種從經濟層面考量的股權類免費概念將會真正的引領去中心化應用進入生活場景。

2.Gas 機制

在以太坊中，由交易發起者付出的 gas 最終會以 ETH 貨幣的價值計算并付給礦工作為手續費，也就是：Gas cost = Gas Used * Gas Price。

Gas 和 ETH 在以太坊中的作用表現為：

? 一種衡量操作對網絡計算資源使用情況的工具

? 折價為手續費，作為對礦工打包和驗證區塊的獎勵

? 折算為手續費，作為抵抗 DOS 類攻擊的一種經濟手段

在以太零中，仍然保留著 Gas 作為計算資源計量工具的用途，但對于其手續費相關的用途是通過 Power 機制替代并拓展的。Gas 和 Power 機制共同為以太零安全地實現零手續費奠定了堅實的基礎。

3 Power 機制

Power 事實上是為持有 ETZ 的用戶動態發行的一種不能交易只能消耗的權益貨幣，代表了網絡資源（計算、存儲、帶寬等）使用權力。每持有一個 ETZ 就會被分配一定的 Power，而每一個 Power 代表的是 1 份網絡資源股份。

也就是說，零手續費并不代表不需要付出任何代價就可以使用網絡，用戶仍然需要付出持有有價貨幣 ETZ 的時間成本。用戶持有的幣數量越多，則擁有更多的 Power，于是能夠使用的網絡資源，比如每次交易消耗的最大 Power 值、Power 被消耗后的回復速率也就越大。

形象的對 Power 的理解就是：在一個游戲中，由力量值決定角色的最大血量和血量恢復速度，在與怪物對打時必須消耗一定的血量才能殺死某種怪物，怪物越厲害必然需要消耗更多的血量才能將之殺死。對于 Power 機制來說，持有的ETZ 就是力量值，最大血量就是賬戶的 Power Max，血量恢復速度就是 Power Speed， 殺死不同類型怪物的任務就是執行交易或部署合約等不同類型的操作。

Power 不同于 ETH 中的 Gas：

? 對于每一個賬戶來說，在賬戶余額一定時，其 Power 最大值是固定的

? Power 是會恢復的，恢復速度與持 ETZ 幣的數量正相關

? Power 的消耗是一種權力減少過程，而在 ETH 中，通過 Gas 計算手續費是一個累加過程

在以太零中消耗 Power 的操作與在 ETH 中消耗 Ga瀆 的操作類型相當：

? 發送交易需要消耗賬戶 Power

? 交易的時候攜帶的 Data 數據量越大，消耗的 Power 越多

? 數據在合約中進行的計算復雜度越高，消耗的 Power 越多

? 交易池中的排序按照 Gas Price 由高到低進行排序

4.Power 的數學解釋

所有余額大于或等于 0.01eez 的賬號，都會隨著區塊的增長持續產出 Power，直到達到此賬戶 Power 上限。

Console 中查詢自己的可用 Power：

? eth.getPower（“your address”）

? web3.fromWei（eth.getPower（“your address”）， “ether”）

主節點與 MPOS 共識

1.主節點

1.1 什么是主節點

主節點，概念源于達世幣的一種全節點服務器，是為了保證區塊鏈提供一定服務和基礎性能而存在的必要服務設施。Dash 網絡中，主節點以 POS（服務量證明）機制運行，并和負責完成 POW（工作量證明） 的礦工節點共同構成概念上的雙層網絡。而成為 Dash 幣主節點的要求是攙定 1000 個 DASH 幣，同時根據要求搭建服務器。

不同于 DASH 幣，以太零的主節點更類似于 EOS 的超級節點。在 MPOS 共識機制下，主節點群體替代了 POW 機制中的礦工角色，共同處理交易驗證，打包和廣播工作。以太零的主節點服務器要求不需要像 EOS 一樣達到數據中心的級別，一般的云服務即可滿足 ，而較低的節點服務器要求允許網絡更去中心化，更開放地運行。

1.2 主節點職責

主節點的職責包括：

? 交易驗證與打包：驗證交易的簽名、賬戶余額、Nounce 值等，執行交易和智能合約，對合法交易進行打包出塊。

? 社區自治：擁有對提案的投票權，提案會反映社區的討論趨勢和焦點，將涉及到以太零發展的方方面面，包括不限于技術迭代方向，運營計劃調整，成員糾紛決議，經濟運行參數變更等。

1.3主節點權益

主節點的搭建和維護需要投入財力，時間，精力，技術來為全鏈的用戶提供體驗越來越優秀的服務。

以太零出塊獎勵的 75%會獎勵給主節點。 由于共識算法中，性能較差的主節點產生的區塊容易被丟棄，所以性能和網絡條件更好的主節點所產出的區塊被認可的概率更高，也就能更多地獲得獎勵。

1.4運營一個主節點

成為以太零的主節點有兩個要求

? 持有 2 萬個 ETZ

? 部署一臺云服務器，服務器應當具備獨立的 IP 地址，至少應當具備 16G內存和 1TB 的硬盤空間，具體的建議配置請參考社區的搭建指南

2.MPOS 共識機制

2.1 出塊與驗證

要解釋 MPOS 算法的實現邏輯需要首先介紹下以太坊的兩種傳統的出塊方法。

第一種是將所有的交易和區塊從創世塊開始一個接一個地連接起來。這種方式已經被證實在以太坊這種復雜的網絡中非常耗費計算資源。

第二種是只有授權的機器才擁有出塊權，節點之間通過投票的方式來授權或者解除授權，這些額外的投票機制被記錄在了區塊 extaa data 字段中。采用這種方式降低了網絡的出塊難度和維護成本，節點只需下載區塊頭并驗證它們的有效性，此后可以從網絡上下載一個任意的最近的狀態并檢查最近的 header，這種共識機制目前運行在以太坊的測試網絡中名叫 Cliquee。

以太零的 MPOS 共識算法，正是基于第二種想法，即塊只能由可信簽署人完成，而且各個節點看到的每個塊都可以與可信任的見證者列表進行匹配。這里面臨的挑戰是如何維護一個可以即時輪換的授權見證者列表，這一點我們是采用的系統智能合約來保障，維護每一輪次的授權見證者列表的協議包含在區塊中，同時在區塊頭的 ExtraData 部分，我們將節點的簽名放進去。 這將允許任何獲得一個區塊的節點可以根據授權見證者的名單對其進行驗證。 同時它也使得區塊頭中的礦工地址的字段作廢。這也從另外一個角度增加了主節點賬戶的安全。

2.2 區塊構成

下圖解釋了以太零的區塊數據結構：

2.3 授權策略

為了保證授權見證者的列表是動態隨機變化的，我們采用了區塊的 Hash 值來和主節點 ID 進行計算并根據計算結果進行排序，這樣就保證了見證者列表的不可預估和隨機性，也能保證所有節點計算出來的結果是一樣的，達成共識的一致。

只要見證者符合上述規范，他們可以授權和分配他們認為合適的塊， 通過采用

以下策略減少網絡流量和分叉：

? 計算下一個塊的最佳簽名時間（父+ BLOCK_PERIOD）。

? 若輪到了，等待準確的時間到達，立即簽名和廣播。

? 若未輪到，則延遲 Random（SIGNER_COUNT * 500ms）的時間簽名。 這個的策略將確保當前輪到的見證者對簽名和傳播相較外轉見證者有稍微的優勢。

3.極速交易

每個為期 1 小時的投票周期中，通過隨機授權算法選擇出的 21 個主節點輪流出塊，出塊時間為 1s。一旦一筆交易經不同的 15 個確認，也就是經過 15 個不同出塊者的驗證之后，這筆交易便被認為是具備完全的最終性，是不可更改的。

但在實際的處理中，業務方可以靈活地自定義要求的確認區塊數量。對于重要性較低，實時性要求高的交易，可以最低地設置區塊確認數量為 3 個。事實上一筆交易經過 3 個區塊的確認，其最終性已經達到了 99%以上。

4.高拓展性

正是基于 1s 的出塊時間，安全而高效的一致性算法，在當前正常運行的以太零主網中，實際的 TPS 已經可以達到 1400。

5.如何防止攻擊

5.1對于 51%攻擊

主節點門檻值的存在使得發起基于構建大量節點的攻擊方式變的極其昂貴 。以太零中，當主節點總數為 3000 時，為了獲得 1.72%的攻擊成功率，黑客需要控制或創造 2000 個主節點，即購買 4 千萬個 ETZ，將近 ETZ 總發行量的 1/5，在這么小的概率下付出巨大的經濟成本攻擊網絡絕對得不償失的。加之攙定的ETZ 降低了整體的流動性，這種攻擊操作起來就變得更加不現實。

其中，n 為主節點仲裁鏈的長度；t 為當前網絡中的激活的主節點數量；r 為攻擊者控制的壞節點數量，其值≥ n。

5.2 雙花問題

比特幣通過 POW 和區塊確認數來防止雙花問題，由于設計的自身限制，一個交易的確認需要等待很長的時間。

以太零采用和 ETH 相同的拒絕雙花交易的方案-Nouce 值，這種方案描述的是一個賬戶的的交易在網絡中是按照交易發起順序執行的，同時這種方案也為撤消長期未處理的 Pending 交易提供了實現的可能，也就是可以通過設置更高的Gas Price 替換正在 Pending 的同 Nounce 值的交易。

5.3 女巫攻擊

指通過在網絡上創建多賬戶獲益的一種攻擊方式。 Power 機制構造的單賬戶交易能力衰減特性將導致只能通過大量持有 ETZ 才能實施較為有效的女巫攻擊，而交易池在交易擁堵時的依據 Gas Poice 進行交易排序的方案也將更進一步降低這種攻擊的影響。

5.5 Finney 攻擊

Finney 攻擊由比特幣的第一個用戶 Hal Finney 定義， 它是一種利用比特幣中未確認交易來欺詐接受比特幣支付的商家的一種攻擊，是雙花攻擊的一種變種。該攻擊的前提條件是：商家信任未確認交易，并且在收到未確認交易后便立即發貨，且無法撤撳。

這實際上是利用了 BTC 等高延遲交易確認類支付服務的時間差，在以太零中，接近實時的交易極大降低了這種攻擊的操作空間。

技術與經濟參數

1.技術架構

2 共識參數

·共識機制： MPOS

·簽名算法： Secp256k1

·哈希算法： Sha256

·投票周期： 1小時左右

·出塊節點數量： 21個，每個投票周期從全部主節點中根據算法隨機輪換

·最終確認所需不同出塊主節點/數量：15個

3 區塊參數

·出塊時間： 1s

·出塊獎勵： 0.45個ETZ

·獎勵分配： 75%平均分配給在線主節點; 25%作為社區預算

4 主節點參數

·鎖定 2 萬個 ETZ

·搭建的基本要求：內存大于 16G，硬盤不小于 1TB，8 核 CPU

技術路線

1.技術思考

影響以太坊性能的另外-一個因素：我們目前的出塊時間是1s，需要進一-步考慮以太坊EVM在執行智能合約時的狀態讀取速度，以及影響以太坊性能的核心問題。在比特幣體系中，在比特幣網絡的交易延遲問題上從來不會考慮比特幣腳本的執行時間，主要是因為比特幣腳本是非圖靈完備的，且非常短， 自然實現的功能就非常單一了。而以太坊是采用的賬戶模型，其本身是一個狀態機并支持圖靈完備的智能合約，相較下比特幣腳本非常強大，以太坊底層用WorldState采用MPT（Merkle Patricia tree）記錄整個以太坊狀態的變遷。 以太坊的EVM在執行智能合約時很大一部分耗時是花費在讀取WorldState上面。下面這張圖描述了MPT狀態樹根散列的存儲情況：

由于這種獨特的數據結構會隨著記錄的交易量的增加，每讀取一個特定的值與底層數據庫交互次數會以0（n）的次數增加，這些訪問不是順序存儲，而是離散隨機存儲，底層leveldb在面對這樣大量的讀取時，性能表現十分低下。

而目前以太坊的礦工為了保證出塊率， 更多是關注于HashRate， 但這一塊是由GPU來完成，故不太關心上面所講到的關于智能合約執行時對狀態讀取的整體性能。解決這個問題，給網絡的處理速度和穩定性進一步的提升， 將是我們團隊下一步的目標。

2.工作安排

平臺的技術特性迭代將會對應生態的漸進式發展規劃，在不同的時期基于不同的特性引導開發者和用戶關注相應特性支撐的殺手應用。從發展的角度看待生態的壯大。

應用場景和市場預期

1.通用應用

區塊鏈的核心任務是信任無關，也即是無論交易對手方是誰，己方無需對其產生任何信任即可直接進行交易，這種信任無關是通過智能合約實現的。以一個比賽結果對賭合約為例，其簡化代碼大概如下：

以此考慮，現實中哪些服務是需要雙或多方參與的，需要中間人的存在來消弭信任的，那么這些服務都可以通過在區塊鏈上部署智能合約代替中間人的職責。

事實上基于以太坊的智能合約本身也是通用的，但其消耗手續費的特性使得開發者編寫的復雜智能合約在成本上支撐不起較大的用戶量。

而以太零去除其手續費系統后，使得合理使用智能合約服務的用戶不會付出任何成本，保證了大型去中心化應用在經濟上的可行性和可持續性，也使得DAPP 天然的的具有了根據賬戶余額差異化服務的能力。

2.行業落地

以太零作為一個底層應用開發平臺，事實上是不限于合作的行業的，但有必要對一些成熟的思考做出表述，這種思考是我們未來一段時間將會著手落地的的應用。

2.1 游戲道具內容協作和交易平臺

一只貓攪翻了整個以太坊，也讓人們認識到了區塊鏈在一個游戲細分領域的巨大潛力：道具的唯一性在道具交易市場的重要性。

我們將設計一個內容型的去中心化道具外包和交易平臺，連接設計師與編劇，數值系統設計師，游戲廠商，玩家等人群，各角色的用例如下：

? 游戲廠商：發布需求，向智能合約攙定 ETZ 幣作為預付款

? 設計師和編劇：領取任務， 根據游戲廠商的游戲概念設計道具；被認可后接受合約付款

? 數值系統設計師：設計爆率，道具效果，爆出條件，變異條件，變異規則等；被認可后接受智能合約的付款。

? 玩家：投票給道具設計；交易唯一道具

通過這樣的生態環路實現創意的表達，傳播和變現。

2.2 行業代幣支付解決方案

行業研討會會深入各個行業，和專家討論在這些行業內建立獨立的基于以太零代幣的經濟體系的必要性和可行性。并探討大數據技術和分布式記賬，匿名記賬技術的結合點，并基于大量可信的數據為行業的人工智能應用提供充分的養分。

2.3 中心化組織的映射

社會需要各種組織形式，社會自身的包容性和多樣性正是社會自由程度的一種表現。我們計劃在以太零內實現一種現實組織的虛擬映射， 相對 DAO 組織，我們稱這種映射為 MRO（Map of Real world Organization），這種實現可以涵蓋匿名和實名，能幫助現有的企業快速應用區塊鏈技術實現企業管理和商業關系管理。