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Achain_区块链技术白皮书1
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2022-08-03
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AChain 区块链技术白皮书为的企业级分布式应用而生的智能合约平台目录AChain 区块链的背景及意义 3AChain 的设计理念和设计原则 3AChain
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AChain 区块链技术白皮书
为的企业级分布式应用而生的智能合约平台
目录
1 AChain 区块链的背景及意义 ......................................................................................... 3
2 AChain 的设计理念和设计原则 ..................................................................................... 3
3 AChain 设计体系介绍 ..................................................................................................... 6
3.1 Achain 区块链系统 ............................................................................................. 6
3.2 账户模型和账户体系 ........................................................................................... 7
3.3 密码学模型 ........................................................................................................... 8
3.4 共识机制 ............................................................................................................. 10
3.5 智能合约 ............................................................................................................. 11
3.6 交易验证 ............................................................................................................. 12
3.7 区块链交易模拟器 ............................................................................................. 14
3.8 区块链链上事件 ................................................................................................. 14
3.9 区块链合约网关以及区块链链间网关 ............................................................. 15
4 Achain 实现方案 ........................................................................................................... 15
4.1 合约和虚拟机 ..................................................................................................... 15
4.2 可共识的随机数发生器 ..................................................................................... 17
4.3 区块链合约交易模拟器 ..................................................................................... 18
4.4 区块链链上事件以及链下回调 ......................................................................... 19
4.5 区块链合约网关以及区块链链间网关 ............................................................. 20
1 AChain 区块链的背景及意义
自 2008 年 10 月 31 日中本聪发布了比特币的白皮书《Bitcoin: A Peer to Peer
Electronic Cash System》至今已经接近 9 年,区块链技术在不断的突破,如图灵完备的
智能合约在区块链上的实现,石墨烯技术对交易性能方面的提升,闪电网络对链下交易渠
道的完善等等。与此同时,众多基于区块链技术的解决方案层出不穷,如防伪认证、公示
公证、供应链金融,征信共享等等。一方面人们认同区块链所代表的去中心化、不可篡
改、无需信任等一系列特性所构建的价值传输网络,另一方面区块链应用落地难,如何理
解区块链技术并将区块链的技术特性很好的同企业现实需求结合起来一直没有得到很好的
解决。
Achain 区块链致力于打造高性能企业区块链平台,开发企业区块链业务应用,消除企业对
区块链技术应用的认知恐惧,将区块链技术特性表现成一系列可视化、可配置的行为,为
不同行业、不同规模的企业打造一个去中心化应用平台,极大的降低区块链开发的成本从
而丰富整个社会的区块链生态。
2 AChain 的设计理念和设计原则
新型的智能合约平台,在满足图灵完备的基础上,追求安全与高效。
模块化的共识机制,满足企业在不同应用场景中的灵活需求。
模块化的非对称加密算法,满足性能、知识产权方面的要求。
低成本的检验智能合约的框架,规避智能合约漏洞。
通过一系列可视化工具使智能合约、注册、交易、事件通知等区块链概念具象成可视
化工具的一系列行为。
区块链上数据与链下数据的无缝融合,更灵活的触发链上合约,更便捷的订阅链上事
件。
区块链网关的设计,以满足跨链的价值及信息传输。
智能合约的升级,以有限和被监督的权限弥补合约中未能发现 BUG。
在解决企业级区块链分布式应用的落地过程中,阻力一方面在于使得企业理解区块链技术
去中心化、分布式、不可篡改等核心特征,并形象化的出现在人们眼前。另一方面在于不
同的业务场景下灵活配置需求。如 POW(Proof of Work)的共识机制很难被行业应用大
规模部署,同时根据参与企业间的信任情况,区块的间隔时间及网络状况导致的分叉成本
都会影响共识机制的选择。AChain 默认配置了针对企业区块链环境中更具普世价值的
RDPOS 共识机制(详见 3.4 章),并提供诸如 POS(Proof of Stake)、 DPOS(Delegated
Proof of Stake)、 LPOS(Leased Proof of Stake)、 PBFT(Practical Byzantine Fault
Tolerance)的共识配置选项。而在加密算法方面,同样可以从 ECC 椭圆加密算法和国密
加密算法中进行选择。这种灵活性为不同规模、行业的企业在不同应用场景下提供了足够
的可能性,从而为 Achain 的广泛应用提供了基础。而做为公有链的 AChain 同企业基于
AChain 的区块链之间的联通与价值传输将通过跨链网关完成。
然而千里之行始于足下,AChain 为了让企业迈出坚实的第一步,为了区块链分布式应用能
更好的落地,并降低企业开发理解区块链分布式应用的成本,AChain 设计了一系列可视化
工具,从智能合约的编写、注册、调用、充值、升级、销毁,到链上发生的每一个交易,
交易当中的某个事件的发生都可以通过工具得到直观的展示,帮助企业用户理解当前在区
块链上实际发生了什么,以及怎样同企业应用的业务逻辑相对应。简而言之,AChain 在易
用性、灵活性两方面着力做到最好,把区块链分布式应用开发成本降到最低。
从业务需求的角度,企业需要图灵完备的脚本来实现在区块链上的业务逻辑,脚本(智能
合约)的开发也更符合其他领域程序员的习惯。AChain 主要从四个角度对智能合约做了改
进:一个是开发的便捷性,从 LUA 语言,C#语言到 JAVA 语言,使得程序员可以便捷的上
手开发智能合约。二是智能合约本身的安全性,从设计之初提供了 0 成本模拟测试智能合
约的机制,完备的测试框架下全路径测试,可以对智能合约自身的漏洞最大限度的规避,
而所有这一切无需用户消耗代币。不同于现有测试链验证智能合约的方案,这套解决方案
使得智能合约在正式公链上去执行智能合约,并与正式环境中的其他智能合约或链上状态
产生交互,从而提供比测试链方案更逼近真实环境的完备测试框架。三是智能合约的高效
性,从虚拟机的调优入手最大限度的使合约调用接近普通交易的性能。四是在发现智能合
约代码本身的漏洞而不得不对智能合约本身进行升级,如何设计好一套协议,保障智能合
约参与者的利益,从而在新的共识下升级智能合约。
智能合约的升级本身是极具争议性的题目,但现实商业环境中即使软件经过了最严苛的测
试依然可能存在需要升级智能合约的情况,这份权利应该被如何控制和监控,从而避免区
块链不可篡改的特性。AChain 从博弈论的角度通过升级协议最终实现智能合约的升级,保
障各方利益。根据与智能合约产生交易及充值金额赋予相关账户不同的投票权重,由区块
链的出块账户冻结该智能合约的交易,如果对新智能合约代码(新的合约字节码链上
HASH 值)按投票达到了 81%的比例支持,智能合约将按照预定的协议升级,而之前智能
合约的状态与存贮都将被保留下来。
为了满足区块链之间的价值与信息传递,AChain 设计了跨链网关,从而允许 AChain 同其
他符合该规范的区块链之间传输价值与信息,避免了不同区块链的一个个孤岛。在现实商
业环境中,这一点尤为重要。这种情况类似于在企业为了提高 IT 及业务系统的效率,而跟
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