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Nebulas 星云链技术⽩⽪书
基于价值尺度的区块链操作系统及搜索引擎
Nebulas Team
2017 年 9 ⽉
v1.0.1
1
摘要
⽐特币和以太坊系统分别给区块链世界带来“去中⼼化现⾦”和“智能合约”技术。如今,区块链技术及产
业已经取得了长⾜的发展和繁荣,各种应⽤场景、商业需求层出不穷。随之⽽来的,我们发现,已有的区块
链技术已经不能满⾜⽇益增长的⽤户需求,总的来说,区块链技术⾯临着价值尺度缺失、⾃我进化及⽣态
建设三⽅⾯的挑战。
本⽂介绍了星云链的技术架构设计,意图构建⼀个能够量化价值尺度、具备⾃进化能⼒,并能促进区块
链⽣态建设的区块链系统,主要内容包括:
• 定义价值尺度的星云指数 Nebulas Rank(NR) (§2),通过综合考虑链中各个账户的流动性及传播性,
NR 试图为每个账户建⽴⼀个可信、可计算及可复现的普适价值尺度刻画。可以预见,在 NR 之上,
通过挖掘更⼤纵深的价值,星云链的平台上将会涌现更多、更丰富的应⽤。
• ⽀持核⼼协议和智能合约链上升级的星云原⼒ Nebulas Force(NF) (§3),帮助星云链⾃⾝及其上的应
⽤实现⾃我进化,动态适应社区或市场变化,从⽽使得星云链及应⽤将会有更快的发展速度和更⼤的
⽣存潜⼒。开发者亦能够通过星云链构建更丰富的应⽤,并进⾏快速迭代。
• 开发者激励协议 Developer Incentive Protocol(DIP) (§4),为了更好地建⽴区块链应⽤⽣态环境,星
云链将通过星云币(NAS)来激励为⽣态助⼒的优秀应⽤开发者,促进星云链更加丰富多元的价值沉
淀。
• 贡献度证明共识算法 Proof of Devotion(PoD) (§5),从星云链⽣态健康⾃由发展出发,星云链提出了
共识算法的三个重要指标,即快速、不可逆和公平性,PoD 通过融合 PoS 和 PoI 的优势,结合星云
链中的价值尺度,在保证快速和不可逆的前提下,率先加⼊了公平性的考量。
• 去中⼼化应⽤的搜索引擎 (§6),基于我们所定义的价值尺度,星云链构建了⼀个针对去中⼼化应⽤的
搜索引擎,帮助⽤户在海量区块链应⽤中,找到符合⽤户期望及应⽤场景的应⽤。
2
⽬录
1 简介 6
1.1 区块链技术简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 商业和技术挑战 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 星云链设计原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 Nebulas Rank 星云指数 9
2.1 星云指数总体设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 交易图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 排名算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 抵抗操纵 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.5 相关⼯作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3 Nebulas Force 19
3.1 NVM 星云链虚拟机 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2 核⼼协议的升级设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3 智能合约的升级设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3.1 图灵完备的智能合约编程语⾔ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3.2 合约可升级 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4 DIP 开发者激励协议 27
4.1 设计⽬标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.2 DIP 奖励分配算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.3 实验结果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.4 作弊分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5 PoD 贡献度证明共识算法 30
5.1 设计⽬标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2 常⽤共识算法的缺陷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.3 PoD 算法设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.3.1 新区块产⽣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.3.2 验证者集合更迭 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.3.3 共识过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.3.4 分叉选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.3.5 投票规则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.4 PoD 经济分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.4.1 激励分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.4.2 作弊分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3
6 区块链搜索引擎 37
6.1 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2 搜索基础架构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.3 趋势榜单 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.4 关键词搜索 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.5 相似智能合约搜索 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
7 基础服务及开发⼯具 40
7.1 域名服务 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
7.2 闪电⽹络 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
7.3 开发者⼯具 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
8 星云链代币 NAS 42
9 总结 43
附录 A 星云链账号地址设计 49
A.1 地址校验码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
A.2 扩展地址验证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
附录 B 相似智能合约搜索 51
附录 C ⽩⽪书版本更新⽇志 55
4
术语表(按⾸字母排序)
BFT Byzantine Fault Tolerant,拜占庭容错算法
DIP Developer Incentive Protocol,开发者激励协议
NF Nebulas Force
,星云原⼒
NNS Nebulas Name Service,星云链域名服务
NR Nebulas Rank,星云指数排名
NVM Nebulas Virtual Machine,星云链虚拟机
PoD Proof of Devotion,贡献度证明
PoI Proof of Importance,重要度证明
PoS Proof of Stake,股权证明
PoW Proof of Work,⼯作量证明
SCR Smart Contract Rank,智能合约贡献度排名
SCS Smart Contract Score,智能合约贡献度评分
WAA Weekly Active Addresses,周活跃地址
5
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五月Eliy
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