PDX公有鏈——公共的區塊鏈生態體系

買賣虛擬貨幣
區塊鏈助力互不信任的各方自動建立信任,具有廣泛的應用前景。然而,每一個區塊鏈平臺和區塊鏈應用都可能在安全、隱私、效能和可信性等方面有自己獨特的需求;這些需求在一個應用內部或應用之間可能是衝突而不可折中的。一個有生命力的公有鏈,需要能夠同時託管各種需求衝突的應用,而這是當前所有公有鏈面對的困境。PDX 公有鏈,是公共的區塊鏈 IaaS,透過支援業務實現和信任實現的分離和協作,成功的走出這個困境。PDX 公有鏈,支援一鍵式部署任意大小的、任意效能指標取捨的、有全生態信任背書的、完全的公有鏈或聯盟鏈,並實現其在 PDX 公有鏈生態下的和諧共存,助力中小型企業、區塊鏈公司和技術極客快速上線區塊鏈平臺。PDX 公有鏈,支援一鍵式部署安全和效能需求衝突的智慧合約應用和諧共存,滿足 各自在安全、隱私、吞吐量、延遲、規模、海量資料和信任方面的特別需求,並實現其在 PDX 公有鏈生態下的和諧共存,助力中小型企業、區塊鏈公司和技術極客快速上線生產級應用。PDX 公有鏈,支援 PDX 共識,大幅度的提升單個區塊鏈的效能指標,同時實現超大規模、超低延遲、超高吞吐。PDX 公有鏈,延伸區塊鏈到智慧裝置端,自動支援多鏈跨鏈,而且消除區塊鏈的進入和迭代門檻。
PDX 公有鏈,基於虛擬貨幣定義定價和激勵模型,助力生態系統的快速發展和有機進化。PDX 公有鏈的終極目標,是作為可信網際網路的基礎設施,構建可信的網上社會。設計目標PDX 公有鏈的近期目標是,作為公共的區塊鏈 IaaS,聚焦中小型企業、區塊鏈公司和技術極客,1)支援一鍵式建立任意大小的、任意效能指標取捨的、有全生態信任背書的、完全的公有鏈或聯盟鏈,助力快速上線區塊鏈平臺,2) 支援一鍵式的部署安全需求和效能需求可能衝突的智慧合約應用,包括真正安全、真正私密的商業應用, 助力快速上線區塊鏈應用。PDX 公有鏈的終極目標是,成為自進化的可信網際網路基礎設施和可信網上社會(trustworthy e-society)。PDX 公有鏈的主要設計目標是:1) 實現業務和信任分離協作的新一代區塊鏈平臺架構。支援共識重構、海量資料、跨鏈多鏈、區塊鏈引擎熱插拔、智慧裝置端的智慧合約等。
2) 作為公共的區塊鏈 IaaS,支援基於部署描述,一鍵式建立在安全、效能等指標取捨上可能不相容的區塊鏈(公有鏈或聯盟鏈),並實現其在 PDX 公有鏈上同時執行、和諧共存, 而且具有真正的全鏈級的可信強度。3) 作為公共的區塊鏈 IaaS,支援基於部署描述,一鍵式建立在安全、效能等指標取捨上不相容的智慧合約,並實現其在 PDX 公有鏈上同時執行、和諧共存。4) 支援真正安全、真正私密的應用,做到相關方對資料、程式碼邏輯和軟硬體運營環境的完全控制,程式碼和資料不經過非相關方並對其完全不可見。真正使區塊鏈能夠適合關鍵的現實應用。5) 公平、安全的 PDX 共識,支援超大規模、超低延遲、超高吞吐、超高併發和區塊鏈叢集的自由伸縮。6) 徹底消除區塊鏈生態體系的進入、運維、開發測試、升級迭代門檻,內生支援平臺自身和智慧合約應用的無縫、無痛升級。7) 內建元件商店,支援開發者開發免費或付費的區塊鏈引擎、共識演算法、賬本實現、P2P 網路實現,以及特定應用。
8) 內建符合 ERC20 標準的虛擬貨幣(PDX 幣,英文簡稱:PDX),作為獎懲激勵和定價支付的基準。基於活躍度證明(PoA:Proof-ofActiveness)、貢獻證明(PoC:Proof-of-Contribution)的透明激勵模型(PDX Incentivization Model),激勵生態體系的所有參與者和幫助生態體系增長和活躍的所有活動。應用場景PDX 公有鏈,是公共的區塊鏈 IaaS 平臺,支援一鍵式建立任意大小的、任意安全要求、任意效能指標取捨的、完全的公有鏈/聯盟鏈和智慧合約應用並實現其在PDX 公有鏈生態下和諧共存,同時滿足 各自在安全、隱私、吞吐量、延遲、規模、海量資料和信任方面的特別需求。PDX公有鏈,致力於幫助中小型企業、區塊鏈公司和技術極客,快速上線完全的區塊鏈平臺和智慧合約應用。一鍵式部署:專屬 區 塊 鏈中小型企業、區塊鏈公司和技術極客,透過 PDX 公有鏈的 IaaS 介面,基於Web,可以一鍵式的部署自己的專屬區塊鏈,以便低成本的快速上線自己的區塊鏈平臺。

使用者透過 PDX 公有鏈提供的專屬鏈模板,快速定義自己的公有鏈或聯盟鏈的部署要求(安全、效能、元件偏好等),PDX 公有鏈平臺自動匹配元件和物理節點,安裝交付符合使用者要求的專屬鏈。


一鍵式部署:個性智慧合約

中小型企業、區塊鏈公司和技術極客,透過 PDX 公有鏈的 IaaS 介面,基於Web,可以一鍵式的部署自己的智慧合約,以便低成本的快速上線自己的區塊鏈應用。

使用者透過 PDX 公有鏈提供的智慧合約部署模板,快速定義自己的智慧合約部署要求(安全、效能、元件偏好等),PDX 公有鏈平臺自動安裝合約到符合使用者要求的專屬鏈。

增值服務:跨鏈“互動”

公有鏈平臺要形成規模,其節點數量、信任強度和使用者數量非常重要。PDX 公有鏈,透過公共的物理層和公共的信任層,實現全生態跨專屬鏈的算力共享和全生態背書的信任強度。PDX 公有鏈平臺,透過支援跨鏈互動,減少獲客成本,助力各專屬鏈快速形成規模。


這裡,跨鏈的互動,可以是獲客、廣告、或跨鏈的應用整合等。

增值服務:區塊鏈應用商店

一個有生命力的公有鏈,離不開一個有機增長的開發者社羣。PDX 公有鏈平臺,透過內生的區塊鏈元件應用商店,支援開發者開發免費或付費的區塊鏈元件,支援測試、運維者測試、運維區塊鏈元件,以及專屬鏈的擁有者部署區塊鏈元件到專屬鏈。PDX 公有鏈元件的開發者、測試運維者基於 PDX 實現產品和服務定價,專屬鏈的擁有者基於 PDX 支付。


增值服務:數字資產交易

公有鏈透過數字貨幣激勵生態體系的參與者。除了使用數字貨幣在生態體系內消費之外,很重要的變現途徑是透過數字貨幣易所。PDX 公有鏈平臺,內建去中心化的、可信的數字資產交易所。生態體系內的各個專屬鏈發行的數字貨幣,可以以極低的交易費用,在 PDX 公有鏈內建的數字資產交易所交易。

殺手級應用 & 已完成案例

PDX BaaP, 即 PDX 公有鏈的基礎平臺,已經成功用於某最高執法機構的電子存證系統,部署在多個銀行,並與多個重量級合作伙伴推進行業應用。

PDX 公有鏈主網(Mainnet)上線時,將同步上線推出如下殺手級應用:

⚫ 蜂巢雲:新一代“社群”生態
⚫ 詠春坊:新一代 IP 確權和內容分發平臺
⚫ 小蜜蜂:全球工商總局企業價值鏈
⚫ 新一代區塊鏈遊戲和裝備交易平臺

同時,PDX 會與合作伙伴一起上線大型 B 端和 C 端應用,助力 PDX 公有鏈快速形成生態。


公鏈平臺

1.關鍵技術優勢

PDX 公有鏈,基於 PDX BaaP(Blockchain-As-A-Platform),繼承 PDX 20 多項在區塊鏈和資訊保安方面的創新和多個重量級專利保護的共識演算法、分散式賬本和智慧合約架構,具有如下的關鍵技術優勢:

1) 基於業務和信任分離協作的新一代區塊鏈平臺架構,作為區塊鏈 IaaS,支援“一鍵式”實現不同安全等級、不同效能指標和不同可信等級的區塊鏈平臺和應用,支援不同安全、效能和可信等級取捨的區塊鏈平臺和應用的和諧共存。

2) 基於專利保護的智慧合約架構演算法,支援實現完全私密的智慧合約,做到相關方對智慧合約的資料、程式碼和軟硬體運營環境的完全控制。平臺內建對系統錯誤和敵對攻擊的自動響應(resilient to failure and hostility),並內建支援執行環境的可靠自檢、交叉驗證等生產級安全措施,實現平臺級安全。

3) 基於專利保護的高效能共識演算法,創造性的大幅度改善區塊鏈的效能指標,同時支援超大規模、超低延遲、超高吞吐、超高併發和區塊鏈叢集的自由伸縮,滿足現實應用對平臺效能的苛刻要求。

4) 支援靈活的共識機制:全鏈級、應用級、交易(型別)級,以滿足不同的應用需要。

5) 基於專利保護的大規模賬本演算法,支援超大規模區塊鏈賬本,解決由於賬本增長造成的規模問題。

6) 消除區塊鏈和智慧合約的進入門檻、運維門檻和進化門檻,透過獨創的多鏈/多版本共生和無縫遷移機制,支援平臺自身的無痛進化,以及智慧合約應用的上、下線和無痛升級。

7) 延伸區塊鏈和智慧合約到智慧手機、平板電腦和 IoT 裝置端,支援實現端到端的自動信任。

8) 不但支援內生的 RESTful 智慧合約,而且自動支援超級賬本鏈碼(Hyperledger chaincode)和以太坊智慧合約,有助於保護現有區塊鏈投資,快速形成應用生態。

9) 內建基於活躍度證明(PoA:Proof-of-Activeness)、貢獻證明(PoC:Proof-of-Contribution)的透明激勵模型(PDX Incentivization Model),透過內建符合 ERC20 標準的虛擬貨幣(PDX 幣),激勵生態體系的所有參與者和幫助生態體系增長和活躍的所有活動(activity)。

10) 內建基於 PDX 幣的平臺收費和應用定價、清結算體系, 助力形成有償共享的平臺生態。


2.公鏈 IaaS 架構

全生態 IaaS 架構

為了實現近期和終極目標,PDX 公有鏈創造性的提出並實現業務和信任分離協作的區塊鏈平臺體系架構。該平臺體系架構,為 PDX 公有鏈作為區塊鏈領域的IaaS,奠定堅實的技術基礎。

PDX 公有鏈,由一個實體鏈(物理層)及其上疊加的信任鏈(一個或多個)和專屬區塊鏈(一個或多個)組成。多個信任鏈之間,形成一個樹形結構,組成 PDX公有鏈的信任層(Trust Layer),是整個 PDX 公有鏈的終極信任保障。信任層和組成信任架構的各級信任鏈,由 PDX 公有鏈平臺軟體自動組織、自動調整,“平均”疊加到每一個有效節點上。信任鏈樹形結構的根,即根信任鏈。

每個專屬區塊鏈,承載著一個或多個智慧合約應用。同一個業務鏈中的智慧合約應用,其安全、效能需求相容。專屬區塊鏈,可以是一個完整的公有鏈或聯盟鏈,也可以是一個單一應用的隔離鏈。各個區塊鏈之間,基於授權機制,實現互聯互通。

PDX 公有鏈,支援“一鍵式”實現不同安全等級、不同效能指標和不同可信等級的專屬區塊鏈和智慧合約應用, 支援不同安全、效能和可信等級取捨的區塊鏈平臺和智慧合約應用在同一個 PDX 公有鏈生態內和諧共存。

部署專屬區塊鏈時,提交相應的專屬鏈部署要求 (Blockchain Deployment Descriptor),PDX 公有鏈根據部署要求選擇適量的節點、合適的區塊鏈引擎、共識演算法、賬本實現等。

部署智慧合約時,提交相應的智慧合約部署要求 (Application Deployment Descriptor)。PDX 公有鏈根據部署要求建立或選擇合適的專屬鏈(一個或多個),然後部署智慧合約應用。

高效的全生態共識

信任鏈,只用於接收專屬鏈或上級信任鏈傳遞的區塊摘要和組塊證據,同時傳遞自己的區塊摘要和組塊證據至下一級的信任鏈。這個架構,以極高的效率,確保所有PDX 公有鏈生態內的專屬鏈和智慧合約應用(不論其專屬鏈的節點數目的多寡)具有全鏈背書的可信等級(不可抵賴,不可篡改)。圖 2 是一個兩級信任鏈的架構示例。

每個專屬鏈的賬本,都有第一層的信任鏈背書;第一層的信任鏈,由第二層的信任鏈背書;直到最底層的信任鏈。經由這個多級信任架構,無論各專屬鏈的節點多寡,其可信等級都做到全鏈級。

3.節點技術架構

PDX 公有鏈節點,基於 PDX BaaP 平臺。其架構(圖 9)在設計上引入 多鏈“引擎”概念,每一個“引擎”可以是小到一個共識演算法,或大到一個完備的區塊鏈協議棧。PDX 公有鏈平臺同時支援四類區塊鏈引擎,以支援平臺的無痛進化:“非活躍”引擎(0 到多個)、“過渡”引擎(0 到 1 個)、“活躍”引擎(1 到多個),和“下一代”引擎(0 到 1 個)。隨著平臺的進化,一個引擎從“下一代”開始,測試成熟後演變成“活躍”引擎;當引入新“活躍”引擎時,可以轉為“過渡”引擎,直到最終被取代成為“非活躍”引擎。區塊鏈引擎的生命週期,由“引擎服務“模組管理。

“共識重構“模組,支援實現三種共識種類:鏈級、應用級(智慧合約級)和交易級。引擎、智慧合約和交易可以選擇自己支援的共識種類和共識實現。

”合約服務“用於管理智慧合約的全生命週期。”交易服務“用於管理區塊鏈交易的全生命週期。“跨鏈多鏈“,用於未來實現鏈級互聯互通。”IoT 服務“用於支援在智慧裝置上實現輕量級 PDX 公有鏈節點和智慧合約服務, 比如 PDX 錢包。

代幣支付,是 PDX 公有鏈的虛擬貨幣、虛擬信用和支付模組。PDX 公有鏈平臺透過“代幣支付“模組實現自動激勵、自動支付和清結算。PDX 公有鏈智慧合約和PDX 公有鏈節點,在部署時可以提供計價模型,透過”代幣支付“模組實現自動支付和清結算。

“元件市場”,用於開發者釋出免費或收費的區塊鏈引擎、共識演算法、賬本實現、智慧合約等平臺元件和工具。

“IaaS 服務“,用於業務鏈、智慧合約的部署、升級和下線服務, 以及提供視覺化的平臺管理和監控。

PDX 公有鏈智慧合約,真正智慧、真正容易(RESTful),同時能夠和現有的系統整合。PDX 公有鏈支援以太坊智慧合約和超級賬本鏈碼(Hyperledger chaincode),以保護使用者現有的區塊鏈投資,同時助力 PDX 公有鏈快速形成生態。

PDX 公有鏈支援智慧合約有獨立的合約級賬本(公共或私密)。PDX 公有鏈還支援智慧合約和現有系統整合。如果需要,PDX 公有鏈自動做智慧合約外部對接的確定性檢測,並根據該智慧合約的部署選項,在外部確定性不滿足時採取行動(比如合約凍結、下線等)。

PDX 公有鏈支援共識機制的熱插拔。PDX 公有鏈支援三種共識型別,鏈級、應用級(智慧合約級)和交易級共識, 以滿足不同應用場景對共識機制的特別要求。不但各區塊鏈引擎可以設定自己支援的共識機制,智慧合約也可以定義合約級、以及交易(型別)級的共識機制和共識失敗處理機制(比如,合約凍結、合約下線、交易忽略等)。

平臺無痛升級


PDX 公有鏈,基於 PDX BaaP,其架構(圖 9)在設計上引入 “引擎”概念,每一個“引擎”可以小到只是一個共識演算法,或大到是一個完備的區塊鏈協議棧。PDX 公有鏈平臺同時支援四類區塊鏈引擎:“非活躍”引擎(0 到多個)、“過渡”引擎(0 到 1個)、“活躍”引擎(1 或多個),和“下一代”引擎(0 到 1 個)。隨著平臺的進化,一個引擎從“下一代”開始,測試成熟後演變成“活躍”引擎,當引入新“活躍”引擎時轉為“過渡”引擎,直到最終成為“非活躍”引擎。區塊鏈引擎的生命週期,由“引擎服務“模組管理,透過投票機制實現狀態遷移。

PDX 公有鏈未來將支援多重 P2P 網路機制,PDX 公有鏈的區塊鏈引擎可以自主選擇或透過投票選擇合適的 P2P 網路機制。

PDX 公有鏈賬本,支援基於版本的無縫擴充套件。每個賬本版本,對應相應的賬本機制和賬本格式。區塊鏈“引擎”可以自主選擇或投票選擇賬本機制和賬本格式。PDX 公有鏈 框架、引擎,以及其他模組的升級,透過內生的節點間投票機制來實現升級。

合約無痛升級

PDX 公有鏈,支援智慧合約在部署時選擇升級選項,並透過實現初始化(init)和下線(fini)介面支援無縫升級。

PDX 公有鏈支援智慧合約的多版本共存。每個智慧合約,可以有 0 到多個“非活動”版本、0 到 1 個“過渡”版本、一個到多個“活躍”版本和 0 到 1 個“下一代”版本。“合約服務”模組,負責路由和版本“狀態”遷移。PDX 公有鏈內部透過隱含的投票機制(每個智慧合約的版本資訊是平臺狀態資訊的一部分),實現“狀態”遷移。交易可以指定“活動”或“下一代”版本,以支援正常操作和新版本的線上測試。


4.安全私密合約PDX 公有鏈,透過創造性的重構區塊鏈(但是不危害區塊鏈的可信強度),支援智慧合約的資料和程式程式碼在區塊鏈節點上選擇性部署。PDX 公有鏈節點的擁有者,全權決定託管哪個/哪類智慧合約; 智慧合約擁有者,全權決定自己的合約在哪個/哪類/哪些節點執行。同時, PDX 公有鏈支援透過帶外(OOB:Out-ofBand)P2P網路實現安全、可信的資料傳輸。這樣,一個智慧合約的擁有者,可以透過只在相關方的區塊鏈節點部署智慧合約的資料和程式程式碼,輔以安全可信的帶外傳輸,做到對該智慧合約應用的資料、程式碼和軟硬體運營環境的完全控制,實現真正私密、真正安全的智慧合約應用。

如圖 10 所示,綠色的賬本和智慧合約,是公共賬本和公共智慧合約。紅色和黑色的賬本和智慧合約是“私密”賬本和“私密”智慧合約。“私密”賬本和“私密”智慧合約的資料和程式碼不在非相關方和非授權節點存在,亦不經過非授權節點, 最大程度上保護了智慧合約應用的使用者隱私和商業秘密。

值得指出的是,將加密後的資料和加固後的智慧合約程式碼部署在潛在有敵意的節點或不可控的節點的方法,有違多層安全防護(defense in depth)的資訊保安理念,不應該是推薦的私密應用方式。因為,如果該資料和程式碼足有價值的話,有心人就一定試圖破解,而最安全的辦法就是 PDX 公有鏈的做法,即這些資料和程式碼不在非相關方和非授權節點存在,也不經由非相關方和非授權節點。

支援實現完全私密的智慧合約應用,是 PDX 公有鏈作為公有鏈極具生命力的主要原因之一。


5.PDX 共識演算法

PDX 共識演算法 (PDX Consensus),採用並行共識機制,結合內生的位置感知(Locality-Awareness)、活躍度證明(Proof-of-Activeness)和貢獻證明(Proof-of-Contribution)評價,在 PDX 公有鏈上同時實現超大規模、超低延遲、超高併發和超高吞吐量,以及節點的自由伸縮。該演算法已經申請 PCT 專利。PDX共識演算法會在PDX公有鏈技術白皮書中適時公佈。

6.超大規模賬本

區塊鏈賬本,隨著時間的推移而增長。最終每一個區塊鏈節點都可能存在儲存規模問題。PDX 超大規模賬本演算法(MSDL: Massively Scalable DistributedLedger),在確保區塊冗餘度、可用性、存取效率的同時,實現區塊鏈賬本的自動分片,有效的解決了賬本儲存問題。該演算法已經申請 PCT 專利。

每個智慧合約,可以自由建立自己專屬的、可信的公共或私有賬本。PDX 公有鏈支援靈活的賬本格式,方便高效的查詢(單個欄位、組合欄位、模糊查詢)。PDX公有鏈同時支援賬本資料的選擇性在鏈,保護私密資料不外洩。PDX 公有鏈還支援自主、靈活的賬本訪問控制,比如誰能改變賬本格式、誰能讀取、修改和刪除記錄,並提供可選的 OpenID token 支援。PDX 公有鏈支援智慧合約擁有者或區塊鏈節點擁有者對智慧合約賬本格式和容量實現控制。

圖 11 是一個私密賬本的建立和使用過程示例。這裡,賬本只在節點 A 和節點 Z,不在節點 I 部署。輔以可信的帶外資料傳輸(OOBM:Out-of-Band Messaging),賬本資料不在非授權節點儲存,做到私密的區塊鏈賬本。

7.智慧合約架構

PDX 靈活的智慧合約部署(FSCD:Flexible Smart-Contract Deployment),支援智慧合約的資料和程式碼在區塊鏈節點上選擇性存在(如圖 10 所示)。輔以安全可信的帶外資料傳輸(OOBM:Out-of-Band Messaging),支援實現完全私密的智慧合約應用。PDX 靈活的智慧合約部署架構已經申請 PCT 專利。

PDX 公有鏈平臺,透過沙箱(docker,java 沙箱等)來防範惡意或有問題的智慧合約,實現對宿主節點的安全保護和限定其對系統資源的使用。


8.數字貨幣

PDX 公有鏈平臺生態,透過內建的數字貨幣,PDX 幣(PDX),激勵平臺的所有參與者。同時,也透過 PDX 幣支援平臺服務的提供方對服務進行定價、收費。PDX 由虛擬貨幣合約實現,併相容 ERC20。PDX 幣是 PDX 公有鏈生態系統內激勵、消費和交易的基準。

健康經濟體的貨幣發行量隨經濟的發展或萎縮調整。PDX 公有鏈,為實現致力於做為可信網際網路的基礎設施,實現可信的網上社會的長遠目標,其數字貨幣的流通總量和生態體系的規模關聯並隨之調整。

PDX 公有鏈平臺同時實行激勵和收費雙軌制。PDX 內生的產品和服務,其激勵和收費隨著 PDX 的增值遞減(如圖 12 所示)。前期平臺激勵大於收費,助力快速形成生態體系。達到平衡點之後,收費大於激勵,產生生態收益。PDX 公有鏈上的非 PDX 產品和服務,由貢獻者自主激勵、自主定價。



9.創新專利

PDX 申請了三個重量級 PCT 專利,分別是:超大規模、超低延遲、超高併發和超高吞吐的共識演算法、超大規模的區塊鏈賬本、靈活的智慧合約架構。另有兩個創新專利正在準備中。


10.平臺演示PDX 公有鏈的基礎平臺,已於投入 2016 年 6 月 30 日投入商業運營。下面是幾張系統介面截圖。


關於更多PDX資訊:

更多區塊鏈專案:http://www.qukuaiwang.com.cn/news/xiangmu
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