小蟻(NEO)

  • 更新日期:2017-08-13
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  • 編輯寄語:NEO 是利用區塊鏈技術和數字身份進行資產數字化,利用智能合約對數字資產進行自動化管理,實現“智能經濟”的一種分布式網絡。

詳細介紹

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小蟻(NEO )是利用區塊鏈技術和數字身份進行資產數字化,利用智能合約對數字資產進行自動化管理,實現“智能經濟”的一種分布式網絡.

小蟻(NEO)技術白皮書

NEO 白皮書

一種智能經濟分布式網絡

NEO 的設計目標:智能經濟

NEO 是利用區塊鏈技術和數字身份進行資產數字化,利用智能合約對數字資產進行自動化管理,實現“智能經濟”的一種分布式網絡。

數字資產

數字資產是以電子數據的形式存在的可編程控制的資產。用區塊鏈技術實現資產數字化有去中心、去中介、免信任、可追溯、高度透明等特點。NEO 在底層支持多數字資產,用戶可在 NEO 上自行注冊登記資產,自由交易和流轉,并且通過數字身份解決與實體資產的映射關系。用戶通過合規的數字身份所注冊登記的資產受到法律的保護。

NEO 中有兩種形式的數字資產:全局資產和合約資產。全局資產能夠被記錄在系統空間,可以被所有智能合約和客戶端所識別;合約資產被記錄在智能合約的私有存儲區中,需要兼容該智能合約的客戶端才能識別。合約資產可以參照某種約定的標準,從而實現與多數客戶端的兼容。

數字身份

數字身份是指以電子數據形式存在的個人、組織、事物的身份信息。目前較為成熟的數字身份體系是基于 PKI(Public Key Infrastructure)的 X.509 標準。在 NEO 中,我們將實現一套兼容 X.509 的數字身份標準。這套數字身份標準,除了兼容 X.509 的層級式的證書簽發模式,還將支持 Web Of Trust 式的點對點的證書簽發模式。并通過人臉、指紋、語音、短信等多因素認證實現簽發階段和使用階段的真實身份比對。同時,還將使用區塊鏈取代 OCSP 協議來管理、記錄 X.509 的吊銷證書列表 CRL。

智能合約

智能合約是 1994 年由密碼學家尼克薩博(Nick Szabo)最先提出的理念,幾乎與互聯網同齡。根據 Nick Szabo 的定義:當一個預先編好的條件被觸發時,智能合約執行相應的合同條款。區塊鏈技術給我們帶來了一個去中心化的,不可篡改的,高可靠性的系統,在這種環境下,智能合約才大有用武之地。NEO 具備獨立的智能合約體系:NeoContract。

NeoContract 智能合約體系的最大特點是無縫對接現有的開發者生態。開發者無需學習新的編程語言,就能用 C#、Java 等主流編程語言在熟悉的 IDE 環境(Visual Studio、Eclipse 等)中進行智能合約的開發、調試、編譯。NEO 的通用輕量級虛擬機 NeoVM 具有高確定性、高并發性、高擴展性等優點。NeoContract 智能合約體系讓全球百萬級的開發者能夠快速進行智能合約的開發。NeoContract 將有獨立的白皮書描述實現細節。

應用與生態

生態是開源社區項目的生命力所在。為了實現智能經濟網絡的目標,NEO 將致力于發展開發者生態,提供成熟的開發工具,完善的開發文檔,組織教育培訓活動,提供資金支持。我們計劃對以下基于 NEO 的應用與生態進行支持,并對完善與提升體驗的設計給予獎勵:

🔹 節點程序

  • 完整功能的 PC 全節點程序

  • 更好體驗的 PC 輕節點程序

  • 提供不需要同步區塊鏈的 Web / Android / iOS 客戶端

  • 硬件錢包

🔹 區塊鏈瀏覽器

🔹 SDK 開發工具包

  • 支持 Java / Kotlin、.NET C# / VB、JavaScript / Typescript、Python、Go

🔹 智能合約編譯器與 IDE 插件

  • C# / VB.Net / F#,Visual Studio

  • Java / Kotlin,Eclipse

  • C / C++ / GO

  • JavaScript / TypeScript

  • Python / Ruby

🔹 去中心化應用

  • 智能基金

  • AI 輔助的法律智能合約

  • 網絡社交

  • 自動化代幣流動性提供者

  • 去中心化交易所

  • 安全通訊協議

  • 數據交易市場

  • IP 交易市場

  • 預測市場

  • 廣告市場

  • 算力市場

  • NeoGas 市場

NEO 的管理模式

經濟模型

NEO 中內置兩種原生代幣,NEO(縮寫符號 NEO)和 NeoGas(縮寫符號 GAS)。

NEO 是管理代幣,總量 1 億份,用于實現對 NEO 網絡的管理權。管理權包括投票進行記賬人選舉,NEO 網絡參數更改等。NEO 的最小單位為 1,不可再分割。

GAS 是燃料代幣,最大總量上限為 1 億,用于實現對 NEO 網絡使用時的資源控制。NEO 網絡對代幣轉賬和智能合約的運行和存儲進行收費,從而實現對記賬人的經濟激勵和防止資源濫用。GAS 的最小單位為 0.00000001。

在 NEO 網絡的創世塊里,1 億份 NEO 已經生成,而 GAS 尚未生成,數量為零。1 億份 NEO 所對應的 1 億份 GAS,將通過一個衰減的算法在約 22 年的時間內逐步生成至 NEO 管理代幣的地址中。NEO 管理代幣轉入新的地址后,之后的 GAS 也將在新的地址生成。

NEO 網絡將通過投票設置一個閾值,對一定量的轉賬交易和智能合約運行存儲免收 GAS,以提升使用體驗。當發生大量垃圾交易時,可以通過 NeoID 來優先處理具有合格身份的交易和智能合約。沒有合格數字身份的交易和智能合約可以通過支付 GAS 來獲得優先處理。

分發機制

NEO 的分發:

NEO 的 1 億管理代幣分為兩部分,第一部分 5000 萬份 NEO 用于按輪次和比例分發給 NEO 開發經費眾籌的支持者,該部分已經分發完畢。

第二部分 5000 萬份由 NEO 理事會管理,用于支持 NEO 網絡的長期開發、運維和生態發展。該部分的 NEO 處于鎖定期,在 2017 年 10 月 16 日 NEO 網絡運行達 1 年時方可解鎖被使用。這部分 NEO 不會進入交易所交易,僅用于長期支持 NEO 項目,計劃按如下比例分配使用:

🔹 1000 萬份(總量 10%)用于激勵 NEO 開發者和 NEO 理事會成員

🔹 1000 萬份(總量 10%)用于激勵 NEO 周邊生態開發者

🔹 1500 萬份(總量 15%)用于交叉投資其他區塊鏈項目,所獲得代幣歸屬于 NEO 理事會,并僅用于 NEO 項目

🔹 1500 萬份(總量 15%)機動使用

🔹 每年使用的 NEO 原則上不得超過 1500 萬份

GAS 的分發:

GAS 伴隨著每個新區塊的生成而產生。GAS 初期總量為零,伴隨著新區塊的生成逐漸增多,直至約 22 年后達到總量上限 1 億。NEO 每個區塊的間隔時間約為 15-20 秒,200 萬個區塊約合 1 年時間。

第一年(實際為0-200萬個區塊),每個區塊新生成 8 個 GAS;第二年(實際為第 200-400萬個區塊),每個區塊新生成 7 個 GAS;以此類推,每年遞減 1 個 GAS,直至第 8 年遞減至每個區塊新生成 1 個 GAS;自此保持每個區塊新生成 1 個 GAS 直至約 22 年后的第 4400 萬個區塊,GAS 總量到達 1 億,則停止伴隨新區塊生成 GAS。

按照這樣的發行曲線,第 1 年會有 16% 的 GAS 被創造,前 4 年會有 52% 的 GAS 被創造,前 12 年 80% 的 GAS 被創造。這些的 GAS 都會按照 NEO 的持有比例,記錄在對應的地址上。NEO 持有人可以在任意時間進行發起一筆認領交易,將這些 GAS 認領到 NEO 的地址上。

治理機制

鏈上治理:NEO 管理代幣的持有人是 NEO 網絡的所有者和管理者,通過在 NEO 網絡上構造投票交易來實現管理權,通過獲得 NEO 管理代幣所對應的 GAS 燃料代幣來實現 NEO 網絡的使用權。 NEO 管理代幣可以被轉讓。

鏈下治理:NEO 理事會是 NEO 項目的創始人組織成立的常務管理機構,下設管理委員會、技術委員會和秘書處,分別負責戰略決策、技術決策和具體執行。NEO 理事會向 NEO 社區負責,以推廣和發展 NEO 生態為首要工作目標。

NEO 的技術實現

共識機制:DBFT

DBFT 全稱為 Delegated Byzantine Fault Tolerant,是一種通過代理投票來實現大規模節點參與共識的拜占庭容錯型共識機制。NEO 管理代幣的持有者通過投票,可以選出其所支持的記賬人。隨后由被選出的記賬人團體通過 BFT 算法,來達成共識并生成新的區塊。投票在 NEO 網絡持續實時進行,而非按照固定任期。

DBFT 對由 n 個共識節點組成的共識系統,提供 f=?(n-1)/3? 的容錯能力,這種容錯能力同時包含安全性和可用性,可以抵抗一般性故障和拜占庭故障,并適用于任何網絡環境。DBFT 具有良好的最終性,一個確認即最終確認,區塊無法被分叉,交易也不會發生撤銷或回滾。

在 NEO 的 DBFT 共識機制下,每 15~20 秒生成一個區塊,交易吞吐量實測可達到約 1000tps,在公有鏈中性能優秀。通過適當優化,有能力到達 10000TPS,可以支持大規模的商業化應用。

DBFT 結合數字身份技術,使得記賬人可以是實名的個人或機構。從而使得凍結、撤銷、繼承、找回、司法判決過戶等非常規操作成為可能。這有利于合規性金融資產在 NEO 網絡中的登記發行。NEO 網絡計劃在必要的時候支持此類操作。

智能合約體系:NeoContract

NEO 的智能合約體系由三部分組成:

NeoVM - 通用區塊鏈虛擬機:

NeoVM 是一個輕量級的通用型虛擬機,其架構與 JVM 和 .NET Runtime 非常接近,類似于一個虛擬 CPU,負責讀取并按順序執行合約中的指令,根據指令的功能進行流程控制、算數運算、邏輯運算等。它具有良好的啟動速度和通用性,非常適合應用于智能合約這種小程序,也可以被移植到非區塊鏈的場景中,或者與 IDE 集成從而提供良好的開發體驗??梢詫?NeoVM 的功能進行擴展,引入 JIT(即時編譯器)機制,從而提高指令的執行效率。

InteropService - 互操作服務:

用于加載區塊鏈賬本、數字資產、數字身份、持久化存儲區等底層服務。它們就像是為虛擬機提供的虛擬設備,使得智能合約可以在運行時訪問這些服務,從而實現一些高級功能。通過這種低耦合的設計,NeoVM 可以被移植到任意區塊鏈甚至非區塊鏈系統中使用,使得智能合約的適用領域大大擴寬。

DevPack - 編譯器和 IDE 插件:

DevPack 包含高級語言編譯器和 IDE 插件。由于 NeoVM 的架構與 JVM、.NET Runtime 等高度相似,這些 DevPack 里的編譯器可以將 Java byte code 和 .NET MSIL 這類中間語言編譯成 NeoVM 的指令集。Java / Kotlin、C#的開發者不需要學習新的語言,在 VS、Eclipse 等熟悉的 IDE 環境中就能立即著手編寫智能合約。這使得智能合約的學習成本大大降低,可以建立豐富的 NeoContract 智能合約生態。

NeoContract 可以在運行智能合約之前,就通過靜態分析來建立智能合約的調用樹。通過確定性的調用樹,NEO 節點可以對智能合約進行動態分片,實現理論上無限的擴展,克服了其他區塊鏈系統的靜態分片導致的“鬧市擁堵效應”。

跨鏈互操作協議:NeoX

NeoX 是實現跨鏈互操作的協議。NeoX 分為兩個部分:“跨鏈資產交換協議”和“跨鏈分布式事務協議”。

跨鏈資產交換協議:

NeoX 在已有的雙鏈原子資產交換協議上進行了擴展,可以讓多個參與者在不同的區塊鏈上進行資產交換,并保證整個交易過程中的所有步驟全都成功或全都失敗。為了實現這個功能,我們需要利用 NeoContract 的功能,為每一個參與者創建一個合約賬戶。對于其它的區塊鏈,如果它不兼容 NeoContract,但是只要能夠提供簡單的智能合約功能,也能夠與 NeoX 相兼容。

跨鏈分布式事務協議:

跨鏈分布式事務是指,事務的多個步驟分散在不同的區塊鏈上執行,且保證整個事務的一致性。這是對跨鏈資產交換的一種擴展,將資產交換的行為擴展成任意行為。通俗的說,NeoX 使得跨鏈智能合約成為了可能,一個智能合約可以在多個不同的區塊鏈上執行不同的部分,要么全部執行完畢,要么全部退回執行前的狀態。這賦予了跨鏈協作極大的想象力,我們正在探索跨鏈智能合約的應用場景。

分布式存儲協議:NeoFS

NeoFS 是一套利用了 Distributed Hash Table 技術的分布式存儲協議。NeoFS 通過文件內容(Hash)而非文件路徑(URI)來對數據進行索引。大文件將被分割為固定大小的數據塊分布式地存儲在眾多節點中。

該類系統的主要問題是需要在冗余度和可靠性之間尋找平衡點。NeoFS 計劃通過代幣激勵機制和建立骨干節點的方式來解決這一矛盾。用戶可以選擇文件的可靠性要求,低可靠性的文件可以免費或幾乎免費的被存儲和訪問,高可靠性的文件將由骨干節點提供穩定可靠的服務。

NeoFS 將作為 NeoContract 體系下的 InteropService 互操作服務之一,使得智能合約可以在區塊鏈上存放大型文件,并為這些文件設定訪問權限。此外,NeoFS 可以與數字身份相結合,使記錄數字身份的數字證書可以點對點簽發、傳送、吊銷,而無需中心化服務器來管理。未來可以將陳舊的區塊數據存放在 NeoFS 中,使得大部分的全節點可以釋放舊數據,獲得更高的擴展性,并保證歷史數據的完整性。

抗量子密碼學機制:NeoQS

量子計算機的出現將對基于 RSA 和 ECC 的密碼學機制產生重大挑戰。量子計算機能夠在極短的時間內解決 RSA 所依賴的大數分解問題和 ECC 所依賴的橢圓曲線離散對數問題。NeoQS 是一種基于格的密碼學機制,QS 是 Quantum Safe 的縮寫。目前,量子計算機尚無快速解決最短向量問題(SVP)和最近向量問題(CVP)的能力,格密碼學被認為是抵御量子計算機的最可靠算法。

總結

NEO 是一種結合數字資產、數字身份和智能合約的分布式網絡。NEO 系統還將使用 DBFT、NeoX、NeoFS、NeoQS 等多項原創技術,成為未來智能經濟的基礎架構。

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