隨著區(qū)塊鏈在多年實(shí)踐中的發(fā)展，它已然突破了原本的技術(shù)邊界，而逐漸形成了產(chǎn)業(yè)化的影響力。在新數(shù)字經(jīng)濟(jì)的時(shí)代趨勢(shì)下，我們看到區(qū)塊鏈實(shí)踐案例不斷應(yīng)聲落地，與此同時(shí)，商業(yè)應(yīng)用中的模式問(wèn)題與技術(shù)桎梏也逐漸暴露。因此，上鏈（SimpleChain）理念應(yīng)運(yùn)而生。上鏈（SimpleChain）是一款以簡(jiǎn)單上鏈、共促共贏為設(shè)計(jì)理念的公有鏈。作為一項(xiàng)革命性的區(qū)塊鏈應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)，上鏈（SimpleChain）通過(guò)其靈活性、擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、開(kāi)放性和流通性的特點(diǎn)推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用的前進(jìn)與發(fā)展，以支持多元共識(shí)和性能要求來(lái)保障平穩(wěn)安全運(yùn)行，從而滿足豐富的商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。

工作量證明機(jī)制作為區(qū)塊鏈從比特幣當(dāng)中誕生以來(lái)的首個(gè)共識(shí)機(jī)制算法，以其長(zhǎng)期的穩(wěn)定性經(jīng)歷了時(shí)間的考驗(yàn)，也因此，上鏈（SimpleChain）的主鏈底層共識(shí)同樣選擇以獨(dú)創(chuàng)的 PoW 算法運(yùn)行，以確保分布式賬本的一致和安全。節(jié)點(diǎn)客戶端的提供也方便所有參與者自由成為上鏈（SimpleChain）的節(jié)點(diǎn)，并貢獻(xiàn)自身的算力進(jìn)行分布式賬本驗(yàn)證。為確保整體設(shè)計(jì)的靈活性，主鏈上層被設(shè)計(jì)為可擴(kuò)展的子鏈集，通過(guò)子鏈的定制化開(kāi)發(fā)，上鏈（SimpleChain）可進(jìn)一步承載豐富的區(qū)塊鏈應(yīng)用。單個(gè)子鏈的算法不限于 PoW，用戶可根據(jù)需求設(shè)計(jì)其他共識(shí)機(jī)制、區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以靈活適應(yīng)不同的場(chǎng)景應(yīng)用，同時(shí)子鏈內(nèi)部支持應(yīng)用分片機(jī)制以滿足開(kāi)發(fā)者的交易性能需求。主子鏈結(jié)構(gòu)賦予了上鏈（SimpleChain）充分的可擴(kuò)展性。不斷完善的配套工具讓用戶輕量接入、簡(jiǎn)單上鏈。

主子鏈通過(guò)數(shù)據(jù)交互緊密結(jié)合，不僅在技術(shù)層面能夠同步區(qū)塊鏈賬本、支持跨鏈交易，還在激勵(lì)層面構(gòu)建了數(shù)字資產(chǎn)流通的經(jīng)濟(jì)模型。上鏈（SimpleChain）的原生數(shù)字資產(chǎn)被定義為 SIPC——通過(guò)主鏈 PoW 挖礦產(chǎn)生，用于記賬激勵(lì)和消費(fèi)流通。SIPC 的流通總量與子鏈數(shù)量及子鏈內(nèi)部對(duì) SIPC 需求正向相關(guān)，預(yù)設(shè)合約可根據(jù)算法動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)SIPC 供應(yīng)總量，滿足用戶對(duì) SIPC 的需求并平衡資源價(jià)格。

為了構(gòu)建開(kāi)放透明、一致認(rèn)同的分布式社區(qū)，開(kāi)放性原則被寫入上鏈（SimpleChain）的創(chuàng)世區(qū)塊作為運(yùn)行機(jī)制。上鏈（SimpleChain）的發(fā)起者和初始運(yùn)營(yíng)方為上鏈基金會(huì)——一個(gè)以推動(dòng)上鏈開(kāi)放生態(tài)繁榮為使命的非營(yíng)利組織。基金會(huì)既沒(méi)有預(yù)挖也沒(méi)有自留任何數(shù)字資產(chǎn)，基金會(huì)第一年初始運(yùn)營(yíng)資金來(lái)自于全網(wǎng)礦工持續(xù)挖礦獎(jiǎng)勵(lì)中 5%的捐助，此后每年捐助的比例減半，直到社區(qū)完全自發(fā)運(yùn)營(yíng)。

上鏈（SimpleChain）致力于聚合社區(qū)全球研發(fā)力量，以兼容性與實(shí)用性并重，推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)的沿革與分布式數(shù)字經(jīng)濟(jì)生態(tài)的建立。

SimpleChain 設(shè)計(jì)目標(biāo)

SimpleChain，簡(jiǎn)潔基礎(chǔ)的安全區(qū)塊鏈協(xié)議框架與簡(jiǎn)易可用的公鏈創(chuàng)建平臺(tái)，以機(jī)器共識(shí)建立可信網(wǎng)絡(luò)。SimpleChain 充分吸收現(xiàn)有區(qū)塊鏈項(xiàng)目的優(yōu)點(diǎn)、解決目前存在的缺陷與問(wèn)題、研發(fā)創(chuàng)新技術(shù)解決方案，目標(biāo)為構(gòu)建簡(jiǎn)潔易用的分布式鏈網(wǎng)，形成繁榮的應(yīng)用生態(tài)。

SimpleChain 是一款以一主鏈多子鏈結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)理念的公有區(qū)塊鏈，采用目前唯一經(jīng)歷過(guò)時(shí)間和規(guī)模驗(yàn)證的公有區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制工作量證明機(jī)制，并結(jié)合開(kāi)放式算力底層，保證賬本安全及激勵(lì)持續(xù)。通過(guò)多層級(jí)的分布式價(jià)值網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，SimpleChain 支持多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的公有區(qū)塊鏈部署與擴(kuò)展。子鏈可根據(jù)業(yè)務(wù)需求設(shè)置適合自己場(chǎng)景的共識(shí)算法，通過(guò)跨鏈節(jié)點(diǎn)與主鏈形成雙向錨定，與其他子鏈形成跨鏈交易，幫助子鏈在滿足每秒數(shù)千級(jí)別性能的前提下同時(shí)獲得主鏈所提供的最終一致性。

SimpleChain 應(yīng)用生態(tài)

SimpleChain 采用的主子鏈結(jié)構(gòu)支持多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景。對(duì)于子鏈項(xiàng)目，可根據(jù)實(shí)際需求選擇適宜的共識(shí)算法，子鏈通過(guò)跨鏈節(jié)點(diǎn)與主鏈形成雙向錨定，并與其他子鏈形成跨鏈交易。

主子鏈結(jié)構(gòu)

1. 子鏈應(yīng)用場(chǎng)景

SimpleChain 一主多子結(jié)構(gòu)的鏈網(wǎng)生態(tài)在確保最終一致性的基礎(chǔ)上，為多應(yīng)用場(chǎng)景提供了高自由度的擴(kuò)展支持。多類型的應(yīng)用場(chǎng)景也增加了其生態(tài)的完整性，SimpleChain已支持的子鏈項(xiàng)目涉及大數(shù)據(jù)、數(shù)字娛樂(lè)、奢侈品、不動(dòng)產(chǎn)、穩(wěn)定幣、版權(quán)保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域，還鏈接了司法聯(lián)盟鏈，為整個(gè)鏈網(wǎng)提供司法支撐。通過(guò)多行業(yè)分布式的數(shù)據(jù)交換和合規(guī)框架下的價(jià)值交換，形成良好、穩(wěn)定的生態(tài)體系。

1.1 數(shù)據(jù)交易

在過(guò)去的幾年中，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、金融行業(yè)、政府機(jī)關(guān)等都在不同程度的探索建設(shè)大數(shù)據(jù)交易項(xiàng)目，但這些大數(shù)據(jù)項(xiàng)目面臨著各類問(wèn)題，包括數(shù)據(jù)安全隱患、數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)質(zhì)量低、流通方法不健全等問(wèn)題，而政府大數(shù)據(jù)大多處于不公開(kāi)狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)沒(méi)有得到良好運(yùn)用，未發(fā)揮其最大的價(jià)值。

利用區(qū)塊鏈分布式、透明、可溯源等特點(diǎn)，在保護(hù)數(shù)據(jù)所有人隱私和合法權(quán)益為前提，以合規(guī)、安全的數(shù)據(jù)流通為基礎(chǔ)，消除數(shù)據(jù)提供方的擔(dān)憂，同時(shí)滿足數(shù)據(jù)需求方尋找合規(guī)、正規(guī)數(shù)據(jù)的需求。通過(guò)區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)資產(chǎn)化，完成高效清算、結(jié)算和核算，激發(fā)數(shù)據(jù)交易的積極性，促進(jìn)市場(chǎng)繁榮，突破數(shù)據(jù)孤島，真正實(shí)現(xiàn)跨域連接的建立。

1.2 數(shù)娛游戲

傳統(tǒng)游戲商店的發(fā)布模式中，游戲產(chǎn)品提供商與玩家都是弱勢(shì)群體，寡頭游戲平臺(tái)以中心化的方式?jīng)Q定了玩家能夠看到什么游戲，以及游戲能夠獲得多少玩家。中心化的管理使得游戲的生命周期越來(lái)越短，玩家與游戲之間無(wú)法匹配的現(xiàn)象成為限制當(dāng)前游戲產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的頑疾。

游戲世界鏈（Game World Chain）通過(guò)建立在區(qū)塊鏈上的游戲發(fā)布平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)游戲產(chǎn)品提供商與玩家之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。游戲產(chǎn)品提供商可基于 GWC 發(fā)起游戲項(xiàng)目眾籌，潛在玩家可對(duì)特定題材的游戲產(chǎn)品提案進(jìn)行投資，以 GWC 提前換取游戲內(nèi)資產(chǎn)的優(yōu)惠獎(jiǎng)勵(lì)。游戲內(nèi)資產(chǎn)統(tǒng)一作為鏈上資產(chǎn)進(jìn)行管理，可設(shè)置鎖定期。鎖定期過(guò)后為猶豫期，猶豫期為游戲上線后的一段時(shí)間，玩家在此期間可按一定比例將游戲內(nèi)資產(chǎn)換回GWC。其他游戲玩家可根據(jù)游戲內(nèi)資產(chǎn)與 GWC 的交易量判斷游戲受歡迎程度，從而可對(duì)游戲產(chǎn)品提供商的水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，以數(shù)字價(jià)值為驅(qū)動(dòng)，形成健康的分布式游戲產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

1.3 鉆石

鉆石有別于與其他商品，難以達(dá)到統(tǒng)一定價(jià)，而鉆石屬壟斷市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，價(jià)格透明度不足。與此同時(shí)，鉆石市場(chǎng)缺乏流動(dòng)性，因經(jīng)常滯留在單邊市場(chǎng)，無(wú)法以其真正市價(jià)轉(zhuǎn)售出去。雖然存在鉆石交易所，但大多是僅限于 B2B 交易，而在市面上交易的鉆石，由于涉及的流程和工序較多，買家無(wú)法或很難辨別其品質(zhì)及真假。

將鉆石與區(qū)塊鏈相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)鉆石倉(cāng)單票據(jù)數(shù)字化，形成便捷、高效的數(shù)字鉆石交易方式，完成傳統(tǒng)鉆石行業(yè)與創(chuàng)新型金融市場(chǎng)的鏈接，通過(guò)創(chuàng)新且安全的形式吸引傳統(tǒng)鉆石交易鏈中參與者、變賣鉆石的持有者、需要避險(xiǎn)的投資交易商等，由此匯聚更多鉆石交易者，讓這些參與者以安全穩(wěn)定、透明公開(kāi)的方式進(jìn)行鉆石交易和投資。利用數(shù)字倉(cāng)單票據(jù)交易還減少鉆石流通的成本和造假的可能，持有者可隨時(shí)提取鉆石。

1.4 不動(dòng)產(chǎn)

不動(dòng)產(chǎn)是指依自然性質(zhì)或法律規(guī)定不可移動(dòng)的財(cái)產(chǎn)，如土地，房屋等土地定著物，目前有大量的人員在投資不動(dòng)產(chǎn)，還有一些希望投資國(guó)外不動(dòng)產(chǎn)，但在投資過(guò)程中會(huì)存在政策不明、流程復(fù)雜等問(wèn)題，而在找第三方的過(guò)程存在手續(xù)費(fèi)過(guò)高、信息不明確等情況。

Lunabay 是一個(gè)社區(qū)成員共建的全年齡養(yǎng)老社區(qū)，對(duì)社區(qū)成員個(gè)人不動(dòng)產(chǎn)以及社區(qū)配套服務(wù)（產(chǎn)品）的全透明化、動(dòng)態(tài)、精準(zhǔn)管理，提升社區(qū)成員在全年齡階段的生活品質(zhì)，進(jìn)一步形成全球最專業(yè)的全年齡養(yǎng)老服務(wù)社區(qū)。鑒于在全球范圍內(nèi)，不動(dòng)產(chǎn)依然是大部分個(gè)人在整個(gè)生命周期中最重要的固定資產(chǎn)，Lunabay 基于區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)不動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)和使用權(quán)進(jìn)行確權(quán)、認(rèn)證和分配，能最大程度地平衡其社區(qū)成員在不同年齡階段消費(fèi)、投資和養(yǎng)老的綜合需求。

1.5 穩(wěn)定幣

數(shù)字資產(chǎn)交易市場(chǎng)誕生以來(lái)，便捷安全可信的交易方式一直未能被找到。一方面，多數(shù)加密貨幣的波動(dòng)性非常大，不利于支付和投資。因此從業(yè)者構(gòu)建了錨定主權(quán)國(guó)家貨幣的“穩(wěn)定通證”用于計(jì)價(jià)估值和支付。但目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的幾種穩(wěn)定通證也存在問(wèn)題，如抵押美元資產(chǎn)發(fā)行穩(wěn)定通證但無(wú)托管和審計(jì)，存在信用超發(fā)、挪用資金、暗箱操作等風(fēng)險(xiǎn)。另一方，中心化的交易所安全性存疑，資產(chǎn)被盜、惡意爆倉(cāng)等行為讓投資者失去信心。

MintEx 依托于外匯投資服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，將外匯交易與數(shù)字資產(chǎn)交易緊密結(jié)合，打造安全可信的數(shù)字資產(chǎn)交易平臺(tái)。MintEx 設(shè)計(jì)的穩(wěn)定通證 Mint 錨定外匯資產(chǎn)，相應(yīng)的資產(chǎn)存托在銀行，流通中的 Mint 隨資產(chǎn)總量變化而增減，從而構(gòu)成了外匯資產(chǎn)-數(shù)字資產(chǎn)交易的連接器。

1.6 分布式算力

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)隨處可見(jiàn)，為人們的生活提供了巨大的便利。然而實(shí)際使用過(guò)程中，若需要計(jì)算或存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)時(shí)，則購(gòu)買對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或者存儲(chǔ)空間，由此存在成本和復(fù)雜性，同時(shí)無(wú)法對(duì)所需算力值進(jìn)行準(zhǔn)確的量化和評(píng)估。

在分布式算力子鏈項(xiàng)目中，用戶可以根據(jù)自己擁有的權(quán)益獲取對(duì)應(yīng)的分布式算力，對(duì)于用戶獲取的分布式算力，可根據(jù)自己的需求進(jìn)行操作，例如人工智能中數(shù)據(jù)訓(xùn)練等。通過(guò)分布式算力的權(quán)益化，使得算力分配更加合理和透明，滿足用戶對(duì)于算力的需求和應(yīng)用。

1.7 版權(quán)保護(hù)

目前人們版權(quán)保護(hù)意識(shí)有所增強(qiáng)，但互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展讓作品復(fù)制和傳播更加容易，使得數(shù)字盜版泛濫，很多作品在未經(jīng)授權(quán)就被傳播。與此同時(shí)，數(shù)字版權(quán)貿(mào)易日益頻繁，版權(quán)授權(quán)需求量激增，傳統(tǒng)版權(quán)交易方式具有過(guò)程復(fù)雜、交易成本高、交易效率低等特點(diǎn)，無(wú)法適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)字版權(quán)貿(mào)易的需求。

區(qū)塊鏈版權(quán)保護(hù)平臺(tái)為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的版權(quán)保護(hù)提供有效途徑和方式，可線上進(jìn)行作品交易，平臺(tái)將作品所有使用、傳播等過(guò)程全部記錄在區(qū)塊鏈，有效對(duì)原創(chuàng)作品的版權(quán)進(jìn)行保護(hù)，使其獲得合法權(quán)益。除傳統(tǒng)的作品版權(quán)外，還可將個(gè)人 IP 數(shù)字化，對(duì)個(gè)人IP 的收益根據(jù)設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)化分配，維護(hù)個(gè)人相關(guān)作品、肖像等內(nèi)容版權(quán)的同時(shí)增加其價(jià)值，促進(jìn)版權(quán)交易市場(chǎng)的流通。

1.8 數(shù)字鑒證

認(rèn)定案件事實(shí)必須以證據(jù)為基礎(chǔ)，只有獲得真實(shí)、充分的證據(jù)才能保證準(zhǔn)確查明案情。在傳統(tǒng)證據(jù)收集過(guò)程中，會(huì)存在取證困難、時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。與此同時(shí)，隨著科技發(fā)展，很多數(shù)據(jù)以數(shù)字化形式存在，而電子數(shù)據(jù)具有易復(fù)制、刪除、修改等特點(diǎn)，導(dǎo)致證據(jù)收集存在更大的問(wèn)題和困難，這也是使得司法工作過(guò)程緩慢、效率低的原因之一。

通過(guò)區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)有效結(jié)合，為現(xiàn)有司法體系的完善提供穩(wěn)定支撐和執(zhí)行輔助。利用區(qū)塊鏈分布式、透明等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)證據(jù)的快速獲取和驗(yàn)證，形成司法信息同步協(xié)同，提高案件處理效率，避免數(shù)據(jù)孤島，減少時(shí)間、空間的限制，順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的變革，推進(jìn)司法創(chuàng)新。

區(qū)塊鏈作為 P2P、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、密碼算法、共識(shí)機(jī)制等計(jì)算機(jī)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的創(chuàng)新應(yīng)用模式，本質(zhì)是具有“貨幣+票據(jù)+憑證+財(cái)會(huì)”功能的新型架構(gòu)，使得其可結(jié)合于不同場(chǎng)景，但由于不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于鏈上交易的驗(yàn)證與確認(rèn)頻率、鏈上數(shù)據(jù)格式與容量、性能及開(kāi)放性等要求各不相同，為確保公鏈平臺(tái)的最大兼容性以及不同應(yīng)用所在鏈上交易的有效隔離，一主多子的 SimpleChain 將成為分布式應(yīng)用開(kāi)發(fā)者易用、安全的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

2. SimpleChain 入口

· 瀏覽器

為 SimpleChain 用戶提供的區(qū)塊鏈瀏覽器包括上鏈瀏覽器和節(jié)點(diǎn)瀏覽器。上鏈瀏覽器是瀏覽 SimpleChain 鏈上信息的主要窗口，每一個(gè)區(qū)塊所記載的內(nèi)容都可以從上鏈瀏覽器上進(jìn)行查閱，其中包含了主鏈原生數(shù)字資產(chǎn)與鏈上發(fā)行的其他各類資產(chǎn)賬本數(shù)據(jù)，通常數(shù)字資產(chǎn)用戶會(huì)使用區(qū)塊鏈瀏覽器查詢記錄在區(qū)塊中的交易信息。上鏈瀏覽器支持用戶查詢主鏈與各條子鏈的內(nèi)容。可查字段包括區(qū)塊高度、區(qū)塊哈希、挖礦難度、區(qū)塊大小、出塊時(shí)間、交易手續(xù)費(fèi)、交易地址等。

· 客戶端

SimpleChain 為用戶提供簡(jiǎn)單上鏈的客戶端軟件。用戶可以通過(guò)客戶端創(chuàng)建和管理賬號(hào)、同步賬本并查詢相關(guān)信息，開(kāi)啟區(qū)塊鏈之旅。通過(guò)部署客戶端成為節(jié)點(diǎn)后，用戶能夠發(fā)送和驗(yàn)證鏈上交易，也可以通過(guò)客戶端可視化地部署智能合約，進(jìn)而輕松創(chuàng)建自己的區(qū)塊鏈應(yīng)用。礦工用戶通過(guò)客戶端即可參與挖礦、管理礦工的行為。客戶端是用戶最為直接地參與成為 SimpleChain 區(qū)塊鏈分布式網(wǎng)絡(luò)成員的重要工具。

· 跨鏈資產(chǎn)錢包

區(qū)塊鏈錢包是用戶管理數(shù)字資產(chǎn)的工具。為方便用戶管理 SimpleChain 主鏈數(shù)字資產(chǎn)與鏈上的其他各類通證，團(tuán)隊(duì)已開(kāi)發(fā)一款多幣種數(shù)字資產(chǎn)錢包 ChainBox，具備查詢、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)賬、交易等功能，適用于蘋果、安卓等操作系統(tǒng)的移動(dòng)端智能設(shè)備。未來(lái)將持續(xù)對(duì) ChainBox 優(yōu)化升級(jí)，支持更多功能和更多種類的設(shè)備。

· 區(qū)塊鏈存證取證平臺(tái)

一直以來(lái)電子化的數(shù)據(jù)難以確認(rèn)唯一性和真實(shí)性，造成了數(shù)字商品盜版侵權(quán)嚴(yán)重、隱私泄露難禁難查等問(wèn)題。SimpleChain 的子鏈（保全鏈），利用區(qū)塊鏈可溯源不可篡改的特征搭建了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的電子數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)——保全網(wǎng)，為用戶提供可信電子憑證服務(wù)、在線取證服務(wù)和版權(quán)保護(hù)平臺(tái)。這個(gè)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)在于用戶數(shù)據(jù)可以不依賴于公司存在，而被永久地保存在區(qū)塊鏈上。保全網(wǎng)的產(chǎn)品流程和證據(jù)效力已經(jīng)率先獲得中國(guó)司法體系的認(rèn)可（2018 年 6 月 28 日），有效降低了用戶確權(quán)、自證與維權(quán)的法律成本和周期。

上鏈主子鏈技術(shù)架構(gòu)與拓展

SimpleChain 子鏈可根據(jù)場(chǎng)景需求選擇適宜的共識(shí)機(jī)制，而為了確保整個(gè)鏈生態(tài)體系的穩(wěn)定發(fā)展，主子鏈采用分片多層機(jī)制，并設(shè)有欺詐認(rèn)證以懲罰礦工的作惡行為。本章節(jié)對(duì)主子鏈架構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，并概述研發(fā)內(nèi)容和計(jì)劃。

1. 主子鏈架構(gòu)

1.1 子鏈可選共識(shí)

為適應(yīng)各類行業(yè)的應(yīng)用需求，SimpleChain 的子鏈采用多共識(shí)機(jī)制，即子鏈可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的共識(shí)機(jī)制。SimpleChain 主鏈采用成熟的 PoW 機(jī)制，而子鏈內(nèi)部節(jié)點(diǎn)僅負(fù)責(zé)內(nèi)部共識(shí)，通過(guò)主鏈驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)作為連接，實(shí)現(xiàn)各類共識(shí)機(jī)制特性的有效利用。由于目前提出的很多共識(shí)機(jī)制還在探索階段，可能會(huì)存在不可預(yù)測(cè)的問(wèn)題，采用子鏈可選共識(shí)的方式不僅可滿足不同場(chǎng)景的需求，還能將子鏈的一些不成熟共識(shí)算法進(jìn)行邊界限定，主鏈對(duì)子鏈進(jìn)行安全維護(hù)的同時(shí)避免子鏈的問(wèn)題對(duì)主鏈產(chǎn)生影響。

1.2 主子鏈分片多層機(jī)制

1.2.1 主子鏈結(jié)構(gòu)

SimpleChain 主子鏈同構(gòu)，主鏈和子鏈的每個(gè)區(qū)塊均包括若干個(gè)分片，主鏈分片包括本鏈交易分片和子鏈錨定分片，而子鏈分片包括本子鏈交易分片及主鏈與本子鏈相關(guān)的錨定分片。鏈上的區(qū)塊包含若干個(gè)分片 slot，礦工按照 QoS 算法選擇分片插入?yún)^(qū)塊的分片 slot 中，在保證本鏈服務(wù)和錨定服務(wù)可用性的條件下達(dá)到最大 TPS。

為確保主鏈的輕量簡(jiǎn)潔，主鏈上不做大量的數(shù)據(jù)同步，僅作為全局賬本維護(hù)機(jī)制。因此主鏈和子鏈結(jié)構(gòu)采用類 DAG 的方式，會(huì)使用共識(shí)分片（網(wǎng)絡(luò)分片、交易分片、狀態(tài)分片）。在子鏈分片中，為確保信息流通和安全，會(huì)根據(jù)實(shí)際需求和情況進(jìn)行合理的存儲(chǔ)分片的管理和分配。SimpleChain 的分片技術(shù)會(huì)持續(xù)推進(jìn)和研發(fā)，計(jì)劃首先實(shí)現(xiàn)子鏈交易的分片打包，然后在此基礎(chǔ)上完整實(shí)現(xiàn)子鏈分片功能提升 TPS。

1.2.2 跨鏈轉(zhuǎn)賬交易

SimpleChain 跨鏈轉(zhuǎn)賬交易中跨鏈交易分片由錨定礦工生成，而主鏈與子鏈之間交易具體包括五步，如下圖所示。

在跨鏈轉(zhuǎn)賬交易中，主鏈和子鏈的操作均包括兩個(gè)階段，具體過(guò)程描述如下：

（1）子鏈用戶提交跨鏈交易上鏈后，首先鎖定通證（子鏈兩階段提交第一階段）；

（2）其他用戶提交購(gòu)買交易（主鏈兩階段提交第一階段）；

（3）錨定礦工匹配跨鏈交易產(chǎn)生的跨鏈交易錨定分片，由主鏈礦工驗(yàn)證后插入主鏈區(qū)塊，并更新跨鏈交易主鏈部分狀態(tài)（公鏈兩階段提交第二階段）；

（4）子鏈節(jié)點(diǎn)作為主鏈的輕節(jié)點(diǎn)，通過(guò)默克爾證明確定錨定信息，并無(wú)條件更新跨鏈交易子鏈部分狀態(tài)（子鏈兩階段提交第二階段）。

跨鏈轉(zhuǎn)賬交易滿足最終確定性，如果子鏈未按照約定更新跨鏈交易子鏈部分狀態(tài)，錨定節(jié)點(diǎn)不會(huì)為對(duì)應(yīng)的分叉生成錨定分片，因此，所有錨定在主鏈上的跨鏈交易最終均會(huì)被確定。與此同時(shí)，SimpleChain 主子鏈具有主從性，即便在主鏈臨時(shí)分叉的情況下，任意一條分叉的主鏈與其錨定的子鏈上的跨鏈交易也滿足原子性，最終被多數(shù)節(jié)點(diǎn)認(rèn)可的分叉上的交易被確認(rèn)。

1.2.3 錨定礦工的選擇

設(shè)定每 n 個(gè)塊為一個(gè)時(shí)期，在每個(gè)時(shí)期前，公鑰地址為PKu的錨定礦工u繳納一定保證金加入礦工池。假設(shè)每條子鏈選擇固定參數(shù) K，時(shí)期 x 所有塊的默克爾哈希值為H（x）。在時(shí)期 x 即將結(jié)束前期，通過(guò)H H x K PK 1 （ （ ）， ， u ） 的方式為 x+2 時(shí)期選出各自子鏈的錨定礦工，其中 H （）為哈希算法，為設(shè)定的閾值。

為盡量避免和抑制欺詐現(xiàn)象的發(fā)生，SimpleChain 設(shè)有欺詐認(rèn)證機(jī)制，任何人都可以通過(guò)欺詐認(rèn)證去舉證錨定礦工的作惡行為。若挑戰(zhàn)者發(fā)現(xiàn)欺詐賬戶為 X，對(duì)應(yīng)的錨定及錨定礦工簽名為 hash1 和 hash2，舉證過(guò)程如下：

1、挑戰(zhàn)者質(zhì)押一定保證金，要求對(duì) hash2 簽名的錨定礦工給出 hash1—》hash2、X賬戶數(shù)據(jù)變更的默克爾證明及相應(yīng)交易簽名；

2、在一定時(shí)間內(nèi)錨定礦工未能給出相應(yīng)的證明，則該礦工將被除名，挑戰(zhàn)者將獲得一部分對(duì)應(yīng)礦工的保證金，并將對(duì)應(yīng)錨定塊設(shè)為錯(cuò)誤塊；

3、若錨定礦工給出需要的證明，則挑戰(zhàn)者將損失保證金。

1.2.4 主子鏈價(jià)值安全性

1）子鏈價(jià)值安全性

對(duì)子鏈數(shù)據(jù)的篡改僅在子鏈礦工與錨定礦工的聯(lián)合作惡的情況下發(fā)生，錨定礦工對(duì)于節(jié)點(diǎn)較少、易受攻擊的子鏈進(jìn)行數(shù)據(jù)和價(jià)值保護(hù)。

2）主鏈價(jià)值安全性

主子鏈間的價(jià)值轉(zhuǎn)換由市場(chǎng)決定，而子鏈礦工與錨定礦工的聯(lián)合作惡必然會(huì)影響子鏈價(jià)值，導(dǎo)致主子鏈價(jià)值兌換率的改變。主鏈的價(jià)值依托于主鏈本身的價(jià)值及各子鏈間的流動(dòng)價(jià)值。錨定礦工作惡將損失質(zhì)押的通證，并由于具有較高價(jià)值的子鏈因礦工的逐利加入，作惡成本隨子鏈的價(jià)值遞增。對(duì)于主鏈來(lái)說(shuō)，單一子鏈的作惡對(duì)主鏈價(jià)值的風(fēng)險(xiǎn)較小。

1.2.5 錨定礦工簽名最小化

為提升錨定效率并解決擴(kuò)展性問(wèn)題，在后續(xù)研發(fā)中計(jì)劃采用 Schnorr 型多重簽名技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簽名最小化。

所謂數(shù)字簽名，是類似于紙上的普通物理簽名，用于鑒別數(shù)字信息的方法。數(shù)字簽名只有信息的發(fā)送者才可以產(chǎn)生而其他人無(wú)法偽造的一段數(shù)字串，由此不僅能夠驗(yàn)證信息的完整性和真實(shí)性，還可證實(shí)信息來(lái)源。在實(shí)際生活中，會(huì)存在多個(gè)簽名者對(duì)消息進(jìn)行簽名的情況，為此 1983 年 Itakura 和 Nakamura 首次提出多重簽名的概念。后續(xù)研究者們基于不同數(shù)學(xué)難題提出了各類的多重簽名方案，但相應(yīng)的會(huì)存在簽名長(zhǎng)度隨簽名人數(shù)的增加直線增長(zhǎng)的問(wèn)題，且方案存在安全性問(wèn)題。2006 年 Bellare 和 Neven 基于 Schnorr 簽名方案提出了相對(duì)更加實(shí)用和安全的多重簽名方案。

Schnorr 數(shù)字簽名方案誕生于 1991 年 Schnorr 發(fā)表的名為《Efficient SignatureGeneration by Smart Cards》的論文，該方案是基于離散對(duì)數(shù) DLP 困難問(wèn)題，安全性相對(duì)較高。Schnorr 簽名體制主要包括系統(tǒng)初始化Setup、簽名產(chǎn)生Sign和驗(yàn)證Verify等，具體流程如下：

為提出更加安全且實(shí)用的多重簽名方案，基于 Schnorr 簽名的各類多重簽名方案陸續(xù)被提出。目前也存在使用 Schnorr 類簽名技術(shù)解決區(qū)塊鏈技術(shù)遇到瓶頸的案例，2018年 3 月，區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)者們發(fā)布了針對(duì) Schnorr 類多重簽名研究論文《Simple Schnorr Multi-Signatures with Application to Bitcoin》，該論文介紹了如何將 Schnorr 類多重簽名應(yīng)用于比特幣區(qū)塊鏈。通過(guò)多重簽名，將多個(gè)簽名合為一個(gè)簽名，這樣不僅節(jié)省了區(qū)塊鏈的空間，還使得區(qū)塊鏈能夠處理更多的簽名，增加安全性。但該方案后又被證明并非安全的，目前越來(lái)越多的研究者投入到多重簽名方案的研究，希望提出更加安全且高效的多重簽名方案應(yīng)用于區(qū)塊鏈。而數(shù)字簽名作為保障區(qū)塊鏈安全的基礎(chǔ)，一直是密碼學(xué)研究者的研究重點(diǎn)，同樣是 SimpleChain 的工作重心。

2. 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)約

作為分布式應(yīng)用的核心特點(diǎn)，區(qū)塊鏈上的智能合約將由商業(yè)主體中心化控制的商業(yè)邏輯轉(zhuǎn)型成為了社區(qū)化公共監(jiān)督的分布式應(yīng)用。然而區(qū)塊鏈的不可篡改性則決定了鏈上任何的智能合約都是不可撤回的，一切智能合約代碼層的紕漏與漏洞都會(huì)成為對(duì)合約本身，甚至于整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的巨大威脅。以太坊智能合約的 The DAO 所引起的硬分叉智能算是典型案例之一。

對(duì)于大多數(shù)普通合約開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，其核心訴求在于有一種簡(jiǎn)便、直觀而安全的方式來(lái)通過(guò)分布式的方式去實(shí)現(xiàn)商業(yè)邏輯。因此，創(chuàng)新型的合約語(yǔ)言與編程語(yǔ)句對(duì)此類用戶來(lái)說(shuō)仍然太過(guò)復(fù)雜。為了滿足這類開(kāi)發(fā)者的需求，SimpleChain 的“簡(jiǎn)約”開(kāi)發(fā)工具以其模塊化的合約功能，提供了安全、簡(jiǎn)便的合約開(kāi)發(fā)模式。通過(guò)既定的功能模塊，開(kāi)發(fā)者用戶只需要定制化調(diào)整部分參數(shù)，即可完成合約的編寫，而功能模塊則覆蓋了大部分主流 DApp 的應(yīng)用需求。

為確保模塊的可用性與魯棒性，“簡(jiǎn)約”開(kāi)發(fā)工具由基金會(huì)技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)管理，并且模塊代碼接受全開(kāi)源社區(qū)的審計(jì)。僅通過(guò)審計(jì)門檻后的代碼才會(huì)被加入成為“簡(jiǎn)約”功能模塊。成為模塊后的合約功能通過(guò) GUI 的方式向普通開(kāi)發(fā)者提供。開(kāi)發(fā)者只需要通過(guò)拖拽與可視化的方式即可完成合約編寫、發(fā)布與接口對(duì)接，從而大大降低了 DApp的開(kāi)發(fā)門檻。

3. 深度開(kāi)發(fā)環(huán)境

對(duì)于高級(jí)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，更為復(fù)雜的合約邏輯需要被落實(shí)。此外，對(duì)于主鏈底層代碼的升級(jí)建議也需要在更為成熟的開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行提交。因此，SimpleChain 將一套深度開(kāi)發(fā)環(huán)境封裝入了節(jié)點(diǎn)客戶端當(dāng)中，任何用戶可以通過(guò)下載節(jié)點(diǎn)客戶端在本地節(jié)點(diǎn)中對(duì)代碼進(jìn)行測(cè)試。開(kāi)發(fā)者甚至可以自建私有鏈網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行驗(yàn)證。完成驗(yàn)證后的代碼能夠推送至公網(wǎng)，并接受全網(wǎng)開(kāi)發(fā)者審計(jì)。其中，通過(guò)技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)審計(jì)的，且具有完整功能的智能合約代碼片段將被打包成為“簡(jiǎn)約”中的功能模塊，進(jìn)一步提供給普通合約開(kāi)發(fā)者調(diào)用。

4. 易用性部署

根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型采用不同的節(jié)點(diǎn)工具。對(duì)于輕量用戶節(jié)點(diǎn)，會(huì)使用便捷、高效地移動(dòng)端。而對(duì)于要求較高的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，具有簡(jiǎn)潔的部署工具，從部署驗(yàn)證到模板選擇再到綁定一鍵式服務(wù)，同時(shí)提供豐富的視頻教程與部署文檔，避免操作過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。除此之外，SimpleChain 還擁有可視化節(jié)點(diǎn)管理系統(tǒng)與云部署服務(wù)，方便節(jié)點(diǎn)加入和對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。

5. 安全性支撐與迭代

5.1 底層算法周期性調(diào)整

SimpleChain 采用 PoW 機(jī)制，若出現(xiàn)惡意節(jié)點(diǎn)數(shù)量過(guò)多、算力過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致主鏈不穩(wěn)定的情況，容易造成類似以太坊區(qū)塊鏈 2017 年發(fā)生的硬分叉事件。為保證主鏈安全，SimpleChain 底層采用開(kāi)放式算力，并進(jìn)行算法周期性調(diào)整，防止大規(guī)模的算力軍備競(jìng)賽，由此有效地維護(hù)區(qū)塊延長(zhǎng)的最終確定性。

5.2 可控子鏈開(kāi)放度

為確保子鏈的安全性，SimpleChain 可對(duì)子鏈開(kāi)發(fā)度進(jìn)行控制，支持授權(quán)管理。可采用基于 PKI 體系的 CA 證書管理體系（可支持第三方 CA），針對(duì)節(jié)點(diǎn)部署與 IDE/API訪問(wèn)權(quán)限控制，可設(shè)置僅經(jīng)過(guò)授權(quán)的節(jié)點(diǎn)才有權(quán)限加入到子鏈網(wǎng)絡(luò)中或使用子鏈服務(wù)，即子鏈內(nèi)部的擴(kuò)展許可鏈化。

5.3 支持多密碼算法

SimpleChain 采用多密碼算法，為了適用于多行業(yè)和多應(yīng)用，支持的密碼算法包括國(guó)際密碼算法和國(guó)密算法。

密碼算法是用于加密、解密等操作的數(shù)學(xué)函數(shù)，目前密碼算法包括公鑰密碼（非對(duì)稱密碼）、消息摘要算法等，而一個(gè)密碼系統(tǒng)的安全性重點(diǎn)在于密鑰的保密性，并非在于算法的保密性，因此國(guó)際密碼算法和國(guó)密算法大部分是公開(kāi)的，便于使用者使用這些算法。SimpleChain 為滿足不同場(chǎng)景需求，子鏈可支持不同類型的密碼算法，例如國(guó)際密碼算法中 RSA、AES、SHA256 以及國(guó)密算法中非對(duì)稱密碼算法 SM2、對(duì)稱密碼算法SM4 和消息摘要算法 SM3 等。

5.4 安全算法更新與迭代

隨著技術(shù)發(fā)展，量子計(jì)算機(jī)對(duì)目前密碼學(xué)體系產(chǎn)生了巨大的影響。由于量子計(jì)算具有天然的并行性，而這種并行性使得在電子計(jì)算機(jī)環(huán)境下的一些困難問(wèn)題，利用量子計(jì)算機(jī)可以簡(jiǎn)單解決。現(xiàn)有的公鑰密碼是基于計(jì)算復(fù)雜性，因此量子計(jì)算機(jī)的超強(qiáng)計(jì)算能力使得現(xiàn)有的公鑰密碼受到了威脅。

目前主要有 Shor 算法和 Grover 算法可用于密碼破譯，Shor 算法是針對(duì)整數(shù)分解的量子算法，Grover 算法是一種量子數(shù)據(jù)庫(kù)搜索算法。因此，在量子計(jì)算環(huán)境下，現(xiàn)在廣泛使用的 RSA、ECC 公鑰密碼、EIGamal 等均不再安全。

雖量子計(jì)算機(jī)能夠攻擊現(xiàn)有很多密碼算法，但還有一些問(wèn)題量子計(jì)算機(jī)并不擅長(zhǎng)，通過(guò)這些問(wèn)題構(gòu)建的密碼就能夠抵抗量子計(jì)算的攻擊，這些密碼算法統(tǒng)稱為抗量子計(jì)算密碼，例如格密碼等。

除量子計(jì)算機(jī)的威脅外，還需要考慮密碼算法抵抗傳統(tǒng)攻擊。因此在 SimpleChain在后續(xù)發(fā)展過(guò)程中，采用的密碼算法也會(huì)更新相應(yīng)的更新與迭代，根據(jù)發(fā)展和應(yīng)用需求，調(diào)整使用最佳的密碼算法。

6. 主鏈有效工作量證明（EPoW）

SimpleChain 為確保主鏈的安全性與最終性，并提供公平開(kāi)放的共識(shí)模式，將采取工作量證明機(jī)制的技術(shù)路線。并將目標(biāo)設(shè)定于構(gòu)建有效工作量證明。

所謂有效工作量證明（Effective Proof-of-Work）即利用區(qū)塊鏈分布式激勵(lì)特點(diǎn)，將有效算力輸出作為分布式算力類型，并進(jìn)行工作量驗(yàn)證。從而改變現(xiàn)有工作量證明中僅對(duì)運(yùn)算哈希的現(xiàn)狀。SimpleChain 將在共識(shí)算法中引入矩陣運(yùn)算的算法驗(yàn)證，使得共識(shí)運(yùn)算的算力除了作為工作量證明用于競(jìng)爭(zhēng)主鏈記賬權(quán)之外，也能夠被作為人工智能當(dāng)中，深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)每一層所需的矩陣乘法運(yùn)算算力。

深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展自人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最基本的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)是一個(gè)MP 模型。如上圖所示的典型神經(jīng)元模型中，有三個(gè)輸入，一個(gè)輸出以及兩個(gè)計(jì)算功能，而連接部分則是神經(jīng)元模型中的重要組成部分，也就是權(quán)值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練算法的目的就在于通過(guò)調(diào)整權(quán)值，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)效果能夠調(diào)整到最佳。

我們?nèi)魧⑤斎胫捣謩e以a1 ，a2，a3表示，權(quán)值分別以w1，w2，w3表示，則一個(gè)神經(jīng)元模型用輸出 b 公式表示如下：

當(dāng)進(jìn)入到深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的感知器模型時(shí)，我們則在原本 MP 模型中的輸入位置添加神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)，并標(biāo)志為“輸入單元”（紅圈）。“輸入單元”只負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，“輸出單元”（紫圈）則需要對(duì)前一層的輸入進(jìn)行計(jì)算。

上圖中的多層網(wǎng)絡(luò)模型使用公式表示則為：

通過(guò)以上推斷，并進(jìn)行抽象化則可表示為，每一層的大量計(jì)算是上一層的輸出結(jié)果和其權(quán)重值這兩個(gè)矩陣的乘法運(yùn)算。

而此類運(yùn)算的邏輯與區(qū)塊鏈當(dāng)中前后區(qū)塊頭哈希之間形成的鏈狀應(yīng)用相似，因此通過(guò)在區(qū)塊鏈共識(shí)算法中加入矩陣計(jì)算部分，能夠使得工作量證明所消耗的算力至少在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中被轉(zhuǎn)化為有效工作量證明算力，服務(wù)于人工智能領(lǐng)域的運(yùn)算。

比特幣、以太坊等工作量證明區(qū)塊鏈已實(shí)現(xiàn)了將分布式算力資產(chǎn)化，而有效工作量證明也將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有效分布式算力的資產(chǎn)化，并促進(jìn)算力資源的流通與分配，提升資源利用效率，推動(dòng)區(qū)塊鏈當(dāng)中所存在的中心化、安全、環(huán)保不可能三角問(wèn)題的有效解決。