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OK第三期IEO项目En-Tan-Mo黄皮书正式发布(附全文下载)

2019-06-14

ETM 不仅致力于为开发者打造一个优质的高性能应用平台,一个开放的开发者社区和自演进区块链应用组件承载平台,还要构建一个打通金融、能源、商业、生活等生态环境和价值传递的新一代互联网平台。

OK第三期IEO项目En-Tan-Mo黄皮书正式发布(附全文下载)

今日,最近登陆了 OK IEO 平台 Jumpstart 的学术型公链 En-Tan-Mo (简称 ETM)首次发布黄皮书,详细阐述了项目背后的科学理念及底层技术。

该黄皮书由前言、科学解读、技术解读和后记四部分组成。科学解读篇从数学和物理学的角度讨论了 En-Tan-Mo 对区块链的理解,阐述了区块链的去中心化逻辑和共识机制,并从数学物理的角度设计了新的分析方法;解释如何在共识机制设计中引入数学物理方法,将均衡的观点落实在算法和工程学层面。

技术解读部分则详细介绍了利用 ETM 开发 DApp 的优势、ETM 的 UPoS 共识机制,以及投票、优选与分红机制。

以下为黄皮书技术解读部分的节选,完整版可以在官网阅读(点击此处查看中文版黄皮书全文):

En-Tan-Mo 技术解读

选择 ETM 轻松开发 DApp

1. Get your apps ready for the newworld

对于开发者来说,区块链不仅仅是一种技术,它更是一种全新的思维方式,是一个公平的应用平台。

目前市场上的 App 乱象丛生,大企业垄断、应用不透明、肆意获取用户权限、滥用用户隐私。而通过继承了区块链优势的 DApp,用户可以以更安全透明有效的进行交易,而且还有可能发展为一种全新的互联网使用方式:完全掌控自己的隐私数据,而不是被那些垄断巨头所控制。这样具备了公开透明、可信可靠、去中心化的诸多特性的 DApp,弥补了传统 App 的众多缺陷,必将形成全新的生态模式。

伟大的技术不应只是少数人的玩具,而应让所有人都受益,这一切都离不开开发者们的努力。ETM 不仅致力于为开发者打造一个优质的高性能应用平台,一个开放的开发者社区和自演进区块链应用组件承载平台,还要构建一个打通金融、能源、商业、生活等生态环境和价值传递的新一代互联网平台。

2. ETM 让开发者能够轻松地构建和部署DApp

主链- 侧链机制
每一个 DApp 单独拥有一个完整的侧链,享有整个区块链的性能,而不受其他 DApp 影响。开发者不但可以继承和复用主链强大的区块链技术,还可以根据DApp 需求高度定制化侧链的参数:Token、交易类型、共识机制、区块参数等等。这使得开发更为灵活,为DApp 带来更多的可能性。

Node.js
使用世界上最常用的编程语言 JavaScript 作为原生语言,拥有数量最多的开发人员,最广泛的社区和开发者,可使用海量的第三方组件,极大地减轻了开发者的工作量,让小团队甚至个人开发者也能够轻松上手。

高性能
在保障安全性与功能的基础上,ETM 采用 UPoS共识机制,大幅提高了主链性能,实现了 3s 出块,同时 TPS 达到了 1000 笔/s,而且由于侧链之间相互独立,使得整体生态应用得以无限延展,实现 N*1000/s 的高性能 。因此对用户体验有较高要求的游戏 DApp 在区块链上真正运行起来,性能瓶颈也不再是开发者想象力的枷锁。

模块化
主链- 侧链机制以及 Node.js 的使用, 使得在ETM 上开发 DApp 轻松灵活;而得益于完善的 SDK 与API,进一步降低了开发成本。模块化的构架让开发者专注于 DApp 业务的实现,同时能够直接享受到主链以及侧链升级带来的种种便利,而不用对 DApp 作出任何修改。

开发零成本
愈加高企的开发运营成本让开发者开始抛弃 ETH与 EOS 等平台,整个生态也因此陷入了恶性循环。ETM 从设计伊始就极力避免这种情况的发生,我们深知繁荣的应用生态与开发者社群才是 ETM 最宝贵的财富和持续发展的最根本因素。合作共赢的理念植入了ETM 每一个环节,ETM 侧链机制让开发者能够根据需求动态调度资源,而系统仅出于安全的考虑,按交易收取低廉的手续费,并会通过活动与社区返还给开发者。

安全可靠
ETM 创造了纳什均衡的 UPoS 共识算法,PoW + DPoS 相结合的对偶共识,比起完全依赖算力的 PoW共识,UPoS 无疑更加安全与高效。同时创造性地在DPoS 中引入了混沌排序,抵抗女巫攻击和联合作弊,进一步提升了整个系统的安全性。而且侧链的开发也不会破坏主链或任何其他侧链。

可扩展性
优秀的可扩展性是所有分布式系统的必要条件。在ETM 平台上,开发者能够轻松进行部署并扩充应用节点规模,甚至根据 DApp 的需求进行动态分配,而所有这一切都能够在 ETM 开发者平台上轻松完成。

开源
ETM 遵循 MIT 协议(The MIT License)开源,所有用户以及开发者可以在 GitHub 上查看所有代码,保证了系统的透明与安全。同时得益于开源,也让更多的开发者加入 ETM 的建设中来,为社区繁荣作出贡献。

UPoS 共识机制详解

1. ETM 科学家用 UPoS 找到效率、安全与去中心化的均衡点

共识算法是每一个区块链系统的核心所在,也是区别于其他不同区块链系统的关键。ETM 科学家创造性地将 DPoS 与 PoW 算法改进并结合在一起,形成双稳态 UPoS 共识机制,在效率、安全与去中心化三者之间,寻找到一个平衡点,完成了这个不可能的任务。对于开发者来说,深入了解系统的共识机制,有助于掌握由算法带来的相关特性,为开发 DApp 提供指引。

SHD完备性

在一个分布式系统中,一致性(Consistency)、可用性(Availability)、分区容错性(Partition tolerance)三者不可兼得,称之为 CAP 定理。区块链体系中,类似于 CAP 定理,存在安全性(Security,缩写为“S”)、高性能(High-performance,缩写为“H”)、去中心化(Decentralization,缩写为“D”)三者兼容的 SHD完备性问题。而这一问题,已成为区块链发展的重要掣肘之一。

PoW:从共识到分裂
PoW 即 Proof of Work,工作量证明。是一种以比特币为代表的共识机制,矿工通过尝试解决一些复杂的难题来获取出块资格。为了赢取出块奖励,矿工们消耗了大量电力,同时损耗挖矿硬件。由于获胜的概率与算力成正比,矿工也因此陷入了一条唯算力至上的不归路。

这是一场非合作的博弈,谁出块速度最快,谁就拿走所有的出块奖励与交易费用,却让其余人消耗了大量能源而无所得。由于共识算法和区块容量的设计,比特币与以太坊基本与高性能 (H) 绝缘,而 51% 算力的制约,似乎也在一次次的分裂中瓦解无存,让人们开始质疑去中心化 (D) 的实际状况。至此,单纯的 PoW 机制已无 SHD 完备性。

DPoS:绕不过的中心化
DPoS 即 Delegated Proof of Stake,授权股权证明。DPoS 给出一种思路,将成千上万个节点,通过某种机制(例如持有代币的数量)选举出若干(奇数个)节点,在这几个节点之间进行投票选举出每次的出块节点,而不用在网络中全部节点之间进行选择。

这种机制能够大幅度提升选举效率。在几十个最多上百节点之间进行一致性投票,一般来说可以在秒级完成并达成共识。EOS 的超级节点概念 ,以及以太坊规划的2.0,都是这一机制的实践者。DPoS 大幅提高了系统性能(H),却忽视了去中心化 (D) 的根本意义,由少数权益拥有者掌握系统的发展方向,本质上和现有的中心化系统并没有太大区别。

2. UPoS:PoW 和 DPoS 双稳态结构打破垄断和中心化趋势,实现 SHD 完备性

PoW 带来的公平会被超性能算力打破,就像每一次的技术革命带来的高性能必然会打破原有的公平。农业的世界如此,工业的世界亦如此,互联网的世界、区块链的世界中,金字塔也在周而复始地形成和坍塌。而 DPoS 带来的高效使得公平被更快地打破,因为没有了算力的公平支撑,金字塔会更快地形成,这就像现实中的各种权证,“超发”和“集中”会更快地形成。

DPoS 的优点是,不同于 PoW,它资源浪费少、更环保、出块速度快。PoW 平均每十分钟产生一个新区块,而大多 PoS 系统只需不到十秒。根据我们的设计,ETM 测试网 3s 以内就可出块,意味着交易确认速度得到极大提升。PoW 的优点在于它理论上安全性更高,因为迄今为止没有任何一个节点拥有全网 51% 算力的假设依然成立。

基于以上考虑,我们设计了 UPoS 共识以实现SHD 完备性。简单来说,它的工作原理如下:首先,通过上凸函数映射将所有投票人的权益转化为相应的票数;第二步,结合优选机制,在每个出块周期选举
出 101 个节点出块;第三步,被选中的矿工参与改进后的挖矿博弈(ETM 挖矿比比特币挖矿更经济、去中心化程度更高);最后一步,混沌排序算法随机选中下一位出块矿工,让安全性进一步提升。
UPoS 算法具体流程如图1 所示。

矿工 Miners
矿工是一种能够记录交易的账户类型。这些账户在整个生态中至关重要,由他们完成并验证交易。任何账户都能够成为矿工,但是只有入选的 101 个账户才能够生成区块。

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图1 UPoS算法流程示意图

出块周期 Round
每个周期出块的数量是 101 个,即与每轮矿工数量相同。每一轮中,每名矿工快速混沌排序决定出块顺序,每人有 3s 的出块时间。如果未按时出块或者区块未通过验证,则继续快速混沌排序寻找下一个出块矿工。每个区块的生产都需要至少其他 68 名矿工签名确认并广播。

区块奖励 Block Rewards
ETM 系统中,矿工是区块的生成者。矿工成功生成区块会获得固定的 Token 奖励。区块奖励占 Token总量的 48%,共 2.4 亿枚,在 6 年内分配完毕,逐年递减。

6 年内的比例分别为 :12.13%、10.11%、8.09%、8.09%、6.07%、3.51%,出块奖励的变更时间表如表1 所示:

每轮交易费用 Round Fees
另一个激励措施是每轮的全部交易手续费用,由当前轮所有活跃参与者按比例均分(具体奖励与分红机制详情)。

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表1 出块奖励变更时间图

源于大众,归于大众,ETM 投票、优选与分红机制详解

比特币的问世,至今不过 11 年,彼时的愿景依然在目,世界却变得完全不同。

天下熙熙,皆为利来;天下攘攘,皆为利往。从未有一种技术,像区块链这样备受瞩目,由于与金融与生俱来的契合,人们逐利而至,让众多项目脱离了既有的发展轨迹,造成了一种短视的现象:发展远离技术,大众远离核心。诸如 ETH、EOS,已成为了少数人的游戏,去中心化荡然无存。矿场、矿池、超级节点才是其中的玩家,大众已无法从中获得设定的收益。这无疑是一种畸形不健全的生态,而其中的应用无不佐证了这一点。甚至众多项目一直标榜的安全,也越来越得不到保证。

继承了中本聪精神的 ETM 科学家们,认为算力的堆砌并不能提升系统的安全性,算力的去中心化程度,也就是算力概率分布,才是比特币乃至所有数字货币安全性的核心所在。而事实也证明了这一点,当资本涌入,矿场盛行,话语权垄断在少数人手中,比特币的安全性反而每况愈下。

ETM 系统的优势
ETM 始终认为,去中心化是一种新的机制与思维模式,而不单单是一种技术构架。它更是贯穿 ETM 哲学脉络的理念,是通过「分布式系统」(构架)、「源于大众而归于大众的投票、优选与分红机制」(政治)、「UPoS 共识机制」(逻辑)所共同完成的。

相较于传统的系统与机制,去中心化带来了三大优势:

1. 容错:去中心化系统不会因为某个局部故障而导致整个系统崩溃,由于它依赖于分布式独立工作的设备,整个系统的稳健性得到保障。

2.阻止攻击:想要攻击或者操纵去中心化系统的成本更高。去中心化的系统没有一个「中心弱点」,不但因为分布式硬件很难被集体监测与攻击,其分散于世界各地的团队与用户构建的生态同样增大了攻击的难度。

3. 抵制合谋:去中心化系统的参与者们很难合谋勾结在一起。合谋本身其实很难界定,在传统系统中,利益驱使寡头们相互勾结,最终受损的是大众。反托拉斯法为此而生,而 ETM 运用纳什均衡也是为了改善整个生态体系的平衡。

「源于大众而归于大众」的投票、优选与分红机制
对于革命性的区块链而言,同样是在旧机制内部已形成了新机制的因素,而新机制在自身的发展进程中要同传统的观念实行最彻底的决裂。不幸的是,没有去中心化思维的区块链系统已不能够作为新机制的代表,这些项目在区块链技术外表下仍然是传统中心化的脉络。

传统中心化的弊端让人诟病,ETM 意识到需要构建一个能够抵抗它的协议,其中的重要一环,就是「源于大众而归于大众」的投票、优选与分红机制。

ETM 投票机制详解

ETM 科学家们,运用数学与哲学上的诸多理论,设计了一套革命性的投票机制,为的就是改变现有格局,还数字货币以本来面目。

当用户锁仓一定金额 ETM 后,即获得投票资格,锁仓金额并不等于最终投票权益(票数),它要经过一系列的转换X = u t·T(其中 T 为锁仓金额,t 为时间增益系数,u 为抑制权益系数),得到最终投票权益x(票数)。为了让整个系统不被寡头垄断,保证系统的稳定与安全,ETM 在这一系统转换中做了以下几件事:



1.时间增益——增加散户机会


OK第三期IEO项目En-Tan-Mo黄皮书正式发布(附全文下载)散户或者投资新人,在一个稳定的系统中很难获得突出的收益。ETM 为小额投票人设定了时间系数 t 的概念,小额权益(票数)在时间的帮助下,成倍增长,尾部用户也能够突出重围,获得成功。这个时间增益系数每 24 小时自增一次,成功的概率随着时间而增加,而在被投票人成功出块后折半,不影响大的生态平衡。

2. 抑制权益——降低寡头权

OK第三期IEO项目En-Tan-Mo黄皮书正式发布(附全文下载)寡头在聚集大量财富后形成垄断地位,失衡的权重严重打击了大众的积极性。ETM 用上凸函数代替线性增长,甚至指数级增长的权益,让整个生态更为均衡,这个上凸函数就是「抑制权益」系数 u。通过上凸函数,抑制了资本获得超额收益的几率,进一步提高了系统的去中心化程度。

3. 不确定化(概率化)——0 到 1 的质变


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一成不变的榜单是社区失去活力的罪魁祸首,ETM将矿机入选的形式由按排名选取固定的前 101 名,变为由得票占总票数的比例概率抽选,让排名 101 名以后的矿工也有机会入选, P X / Xn。不确定化带来的是由 0 至 1 的质变,给之前永远无法入选的矿工以希望。

如此一来,整个系统的将根据概率确定矿工,算力也分散到了所有用户手中,使得垄断再无可能。大众只要有占总额 50% 的权益(票数),就必然有 50% 的席位,去中心化得以保证,安全性也得到了极大地提高。

锁仓
不同于证券交易,「锁仓」在 ETM 系统中,仅取其字面意思。对于一个稳定的内部系统而言,既要有一定的流通性,也要预防冲击而保持稳定,为了保护ETM 生态体系的健康发展与小额用户的权益,用户需要锁定一定额度的 ETM,换取一定额度的投票权益(票数),用以投票选举出矿工。锁仓是投票的前提,用户通过锁仓获取投票资格,这部分金额仍存在于个人账户中,但无法用于任何交易。

投票人
所有 ETM 参与者都是投票人,自动拥有投票的权利。他们与矿工关系密切,决定了矿工节点的入选。

投票
在投票页面,根据矿工的得票与过往业绩,对矿工进行投票,选举出块矿工。

投票权益
投票权益(票数)是每名矿工能否入选出块节点的唯一凭证,它由该投票人锁仓金额通过权益调整函数换算而来。

入选规则
每轮区块生产,根据矿工所获得投票权益(票数)占总权益的比例,概率抽选。ETM 投票权益(票数)计算流程示意图详见图 2。

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图2 ETM投票权益(票数)计算流程示意图

ETM 优选机制详解

如果说革命性的投票机制,带来了安全性与去中心化的提升,那么优选机制的加入,则保证了系统的稳定与高效。

在以往的 DPoS 系统中,投票通常被默认为公平民主而有效的,但这恰恰是最不合理的地方。相对的自由才能保证生态的良好发展,ETM 的优选机制是针
对矿工而言的,这个机制会抑制乃至于淘汰那些差的矿工。该矿工的过往表现,赋予矿工一个优选系数 v,v = m / n ,其中 m 为成功出块数量,n 为随机次数。
一个矿工的最终入选概率为:

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ETM 分红机制详解
在 ETM 系统中,矿工与投票人密不可分,每产出一个区块,投票人可以获得一定的投票分红。投票分红奖励占 Token 总量的 5%,共 2500 万枚。在 6 年内分配完毕,逐年递减。

6 年内的比例分别为:2.0224%、1.0112%、0.5056%、0.5056%、0.5056%、0.4496% 。

每个区块投票分红奖励总额的变更时间如表2:

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表2 投票分红奖励变更时间图

其中,奖励总额中有
1/2:给投中入选矿工的投票人,依入选矿工数量分成101 份后,每名矿工的投票人按票数比例分配

1/2:累积一轮后随机选入一名入选矿工,该矿工的投票人按票数比例分配

源于大众,归于大众

不忘初心,方得始终;而初心易得,始终难求。

ETM 希望做一个真正产生价值的区块链系统,解决实际的问题;让大众参与进来,而不是成为少数人的游戏;实现一个真正去中心化的自治社区,让区块链的价值传递成为现实。而 ETM 在投票与分红方面的种种设计,都是为了实现这一最初愿景的,用制度来抵抗寡头与垄断的产生,做到源于大众,归于大众。

点击此处查看中文版黄皮书全文

原创文章,作者:ETM君。转载/内容合作/寻求报道请联系 report@odaily.com ;违规转载法律必究。

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ETM君

特邀作者

ETM君

En-Tan-Mo是基于纳什均衡和价值传递理论的区块链项目。

总文章数: 1


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