AtoX区块链体系结构及AXC代币功能的概述.doc
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1、AtoX区块链体系结构及AXC代币功能的概述如今去中心化交易承担着交易速度过慢和有限的可扩展性带来的弊端。虽然一些解决方案已经被提出,但是实现这些方案所要付出的代价,往往是限制交易对可能性的数量,或者依托中心化的交易委托平台,而中心化的交易委托簿则易受人为篡改和黑客攻击的影响,从而存在伪造交易和作弊的可能性,以及面临资金被盗的安全风险。本文为跨境交易等支付生态,构建出一套避免了上述缺陷的、从真正意义上实现去中心化的数字交易系统。我们使用“跨链闪电交易”作为核心,它利用闪电网络的可延展性使得交易方在几乎任意区块链间的高速交易成为可能,同时通过存储在 IPFS 上的脱链交易委托簿对汇率进行实时检测
2、。考虑到对生态环境的影响,我们使用既高效节能又减轻图论问题的共识机制。本文旨在提供 AtoX 区块链体系结构和相应的 AXC 代币功能的概述。Section 2奠定必要的技术背景基础,其中涵盖的专业术语将用于描述secTIon 3所阐述的交易脚本,以及secTIon 4中的跨链闪电交易。SecTIon 5将描述交易委托簿的功能。SecTIon 6对构成闪电网络的不同节点做出区分,并且在section 7中对区块奖励体系作出解释。历史工作。 Tiernan 在 2013 年就提出了基于哈希时间锁 (Hashed TimelockContracts)ACCS 的 ACCS(atomic cross
3、-chain swap,原子交叉交换) 协议,然而该协议直到 2017 年 SegWit(Segragated Witness Consensus,隔离见证)扩容方案 SegWit_activation 的正式启用,才终于结束了它不能被真正实行的历史。SegWit 使交易延展性 (transaction malleability) 问题得以被修复,同时也使得 Poons and Dryja 闪电网络 lightning_network 具有了能够被安全地在比特币区块链上执行 BTC 的可能性。IPFS(InterPlanetary File System,行星文件系统) 是一个内置了版本控制的
4、分布式文件系统,它通过内容寻址超链接,从而在区块链上进行高效的数据存储 IPFS。1. 理论基础从技术角度上看,AtoX 区块链可以被看作是一个“标记状态转移系统(labeled state transition system),其“状态”被记录在共识分类账上。下文对其进行的解释并非深入到全部细枝末节,只是区块链技术广袤海洋中的小小一粟。1.1 密钥和签名AtoX区块链使用由FIPS-186-4定义的经典ECDSA算法(Elliptic CurveDigital Signature Algorithm,椭圆曲线数字签名算法),采用被 Secp256k1提出的,业已广泛应用在诸如比特币区块链和以
5、太坊区块链等主链结构的Secp256k1 参数。我们定义密钥为一个整数 d E 1, n 1,其中 n满足Secp256k1 标准。公钥则根据私钥 d,被一个公钥生成函数交易地址进一步根据公钥 Q 被生成,但由于生成该地址可以被看作完备定义的映射,因此为了表达简便,我们在这里就简单地假设交易地址等于公钥。1. 2 交易基于比特币交易系统构架和绝大多数加密货币至少都有着与其同样的交易功能这一客观事实,我们把“交易”的概念按照下文的方式构建。是单射 TXID 生成函数 (TXID generation function)H 的值域,是一个加密散列函数。把输入列表和输出列表中的第 i 个分量上的投影
6、记为 pi,交易这一概念的构成,就可以借助下图的结构进行理解:在后面的section 3中,我们将使用该二元函数以指定和例举各种交易。1. 3 标记状态转移系统在上一节的基础上,我们便可以把标记状态转移系统 (S, , ) 定义为一个满足下面性质的系统。即 (S, , ) 满足:2. 脚本现在我们来构建各种 ScrSig 和 PKS 函数。对于标记状态转移函数中的输入脚本必须位于 PKS的 1 次逆像中。这些输入脚本和 PKS函数都终将由代码来定义和实现,一系列具有实用价值的协议便可以被这些代码构架并实现出来。需要注意的是,尽管以下示例仅仅用比特币 Script 语言编写,但是由于比特币脚本本
7、质上代表了用 Solidity 语言 (以太坊脚本语言) 所编写的脚本的一个子集,因此以下的每个语句也都同样适用于 Solidiyt 脚本。2.1 多重签名合约2.2 哈希锁合约哈希锁合约 (HashLocked contract),简称 HLC 是一个具备以下 PKS 形式的输出2.3 哈希时间锁合约3. 跨链闪电交易AtoX 区块链的核心功能之一就是跨链闪电交易。为了阐释该功能,我们首先来就跨链闪电交易的两大基本理论基础,即原子跨链交易和闪电网络分别展开讨论。3. 1 原子跨链交换原子跨链交换 (atomic cross-chain swap) 简称 ACCS,是一份旨在实现把属于两个不同
8、区块链上的代币进行交换目的的协议。本文所使用的 ACCS协议是被 Noel Tiernan 首先提出的 ACCS。3. 2 闪电通道Poon 和 Dryja 在文章 lightning_network 中描述了“闪电网络”的概念,闪电网络的具体实行详情参见 BOLTS。简而言之,交易双方开放一个所谓的“闪电通道”,并且在闪电通道上冻结双方区块链上一定数量的资金作为交易基金。各交易方通过“闪电通道”生成脱链交易,以重新定义基金中各方所占有的份额。通道通过 HTLCs 被连接在一起,并且速度能够达到即时交易的程度。尽管交易各方都关闭各自的通道 (对每个通道都执行双侧关闭) 是更加经济的操作,但是单
9、方进行单侧通道关闭也是完全可以的。3.3 跨链闪电交易通过在脱链闪电通道中发布原子跨链交换,跨越不同区块链上的闪电网络来实现价值交换就得以实现了。这使得跨链闪电网络的交易速度可以与中心化交易相媲美,而无需第三方作为起到资金缓存作用的交易平台介入。下图为 P1,P2 和 P3 的三方交易示意图,其中 P1 和 P2 在两个不同区块链上开放闪电通道,并通过通道彼此连接,P2 和 P3 在上面的两个闪电网络上通过各自的通道被连接。4. 交易委托簿建立在 IPFS 上的去中心化的脱链委托交易簿,是一个用于检索和共享IPFS 对象的 P2P 系统。IPFS 使用 Merkle DAG 系统以确保所有被永
10、久存储的数据都具备唯一性和防篡改性。4.1 IPFSIPFS 对象可以被看作是一个元组 (d, l),其中 d代表一个非结构化二进制数据 ( 256 kb ),l代表一个链接结构数组。链接结构是 3-元数组 (N,H,S),其中 N表示链接名,H表示 IPFS 对象的哈希,S 表示 IPFS 对象大小。超级节点为每个交易储存以下三个文件,这些文件将持续被更新:1. 一个包含交易委托簿的文件。只有有效交易委托 (详见下文) 才能被写入交易委托簿,部分执行的委托将被更新,而执行完毕的委托将被删除。2. 一个将会被持续重写的,包含被成功执行的交易委托的文件。它将起到计算汇率的作用。IPFS 就像 G
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- 关 键 词:
- AtoX 区块 体系结构 AXC 代币 功能 概述
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