双子座 3h 已上线,标志着双子座测试网系列的新篇章!
一个真正的第四代区块链

安全性、可扩展性、去中心化

子空间是第一个完全解决区块链三难困境的协议
并且没有任何妥协

安全和可持续共识

档案存储证明(PoAS) 共识保持了 中本聪 共识的诚实多数假设和无许可特性,同时没有巨量电力成本来挖矿。

完全
去中心化

解耦执行使得耕作/种收(farming)轻量化,并对”集合化“产生抗性,而农夫/种收者存储网络,则允许区块链大量“扩展”,但不会中心化。

聚合
扩展

区块解耦和数据可用性采样可实现纵向扩展,而我们独特的共识和计算分离可实现横向扩展,但操作员的开销为对数(n)

基于多年的原创性研发

子空间技术栈

高效的
中本聪共识
容量证明(Proof-of-Capacity)文字 容量证明(Proof-of-Capacity)文字 容量证明(Proof-of-Capacity)文字 容量证明(Proof-of-Capacity)文字 容量证明(Proof-of-Capacity)文字
随机信标 随机信标 随机信标 随机信标 随机信标 随机信标 随机信标
时间证明文本 时间证明文本 时间证明文本 时间证明文本 时间证明文本 时间证明文本
容量证明
随机信标
时间证明
分布式
档案储存
纠删码
一致性哈希值
分布式哈希表(S/Kademlia算法)
最优
垂直扩容
区块解耦
数据采样
超轻型客户端
档案存储证明(PoAS)
沙漏安排
复制证明
SLOTH 256-189
解耦的智能合约
抵押执行
无状态耕作/种收(farming)
欺诈证明
水平横向分片
虚拟信标链
全局耕作/种收(Farming)
本地执行

中本聪
共识

分布式
存储

已解耦的计算

聚合
扩展

去信任化跨链

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

使用最优技术构建

WASM(WebAssembly)

Rust语言

Parity Substrate

LibP2P

区块链不可能三角/区块链三难困境

区块链三难困境 是一个由 Vitalik Buterin 创造的术语,用来描述创建一个安全、可扩展和去中心化区块链的挑战。 他认为,区块链在实践中只能达到三个特征中的两个。

安全 意味着为了保持安全和活跃度,必须要有超过50%的节点在运行。(假设大多数节点是诚实的)。

去中心化 这意味着要保持足够低的计算、存储和网络资源(门槛),使任何人都能在他们的笔记本电脑上运行一个节点。

可扩展性
意味着随着更多的用户加入网络和其计算机硬件的改善,交易吞吐量应该增加。

中本聪
共识

分布式
存储

已解耦的计算

聚合
扩展

去信任化跨链

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

特性

共识拼图

第一个问题是找到一个安全的共识机制,它对环境友好,无许可且公平。

工作量证明?

工作量证明(PoW) 或 "一个CPU一票" 是简单、安全和无许可的,但它的电力成本很高,不具备环境的可持续性,并导致中心化或池化(集合化)采矿。

权益证明 (PoS)?

权益证明 (PoS)或 "一币一票" 采用基于个人财富的虚拟采矿系统。 虽然生态友好,但PoS并不公平也不是无许可的,只是让富人更富的系统。

容量证明?

容量证明(PoC) 或 "一磁盘一票" 用存储密集的种收取代采矿。 理论上,PoC是安全、生态友好和公平的,但实际上大多数设计都转回PoW或PoS模型。

为了解决这个问题,我们构建了 Dilithium是一个简单而安全的 PoC 共识协议,它实现了"一盘一票 "所描述的自由公平共识的愿景

绘制空间

开始时,农民会在空闲磁盘空间中写入数千个(1MiB)小片段,这些片段按 1GiB 的扇区分组。每个片段都根据Chia Proof-of-Space 的定制实现,屏蔽了内存带宽约束。与 Chia 不同的是,"绘图 "不会用随机数据填充固态硬盘,而是为每个农户创建唯一的部分历史副本。与 Filecoin 不同的是,农户无需按照磁盘空间的比例投入硬币。

种收区块

根据c-Nakamoto PoS,我们从区块链历史本身构建了一个安全的随机性信标。在每个时隙,所有农民都会部分扫描他们的地块,寻找与挑战足够接近的 32B 块,以满足难度设置。然后,他们可以编译该块,承诺证明它是链历史的一部分,并将相应的证明空间编译成一个 复制证明(PoR) 并生成链中的下一个区块。然后,任何人都可以通过执行 64 次哈希值和 2 次 KZG 验证来廉价验证该证明。这使得农业在所需的存储和计算开销方面保持恒定和轻量级。

维护安全

为防止模拟攻击,区块链历史中的熵会在多个连续的时隙中重复使用。为防止研磨攻击,我们将 PoR 从区块内容中分离出来,同时将随机性完全建立在 PoR 的基础上。为防止压缩攻击,我们要求农户提交整个编码以生成区块,并使解压缩在时隙时间内与绘图一样不可行。为防止远距离攻击、贿赂攻击和时空权衡攻击,我们采用了 基于 AES-128 的简单 时间证明 (PoT)。有关正式的安全分析,请阅读我们的研究论文。

维持去中心化

第二个问题是PoC网络容易中心化,这是由于一个机制设计上的挑战,我们称之为 农夫/种收者困境

农夫/种收者困境

农夫/种收者可以选择:到底是用他们的存储去要么 a)保留链的状态和历史 b)最大限度地扩大他们的绘图规模和投资回报。

池(集合)耕作/种收

随着链长度的增加,农夫/种收者总是会选择后者,大不了变为轻客户端。 最糟糕的情况是,选择加入一个由受信任的运营方管理的种收池。

中心化

如果没有人存储历史记录,节点只能从中心化的供应方进行同步。 如果没有人维持状态,我们就必须依靠受信赖的第三方取得余额。

子空间(Subspace)通过鼓励存储历史数据并将状态管理权下放给操作员节点,解决了农民的两难问题。
,从而实现了首个真正分散的 PoC 网络。

档案存储证明(PoAS)共识

为了激励农民保留历史,我们将空间证明共识扩展为 存储证明区块链本身的历史。在存证共识(PoAS)下,每个农民在磁盘空间允许的范围内存储尽可能多的可证明唯一的区块链历史片段。农户存储的历史片段越多,就越有可能被选为产生新区块的农户。为确保农户存储尽可能多的唯一片段,我们对每个农户可以存储的片段执行了与其身份相关的规则。如果身份发生变化,则需要重新绘制,以防止 "西比尔"(Sybil)攻击。

分布式档案存储

农户集体存储历史记录,形成一个分布式存储网络 (DSN),确保历史记录随时可供下载。
为了防止历史记录丢失,在源数据和奇偶校验数据中都对数据块进行了擦除编码
为了提供适当的负载平衡和一致的复制,每个农户都将最接近其 ID 的未编码数据块存储在热缓存中,占用的存储空间低于承诺存储空间的 1%。
为了实现高效检索,节点会首先从农夫的热缓存中请求数据块。只有在极少数缓存缺失的情况下,才会要求农户从其小区冷库中解码碎片。利用归档协议和 DSN 的特性,我们建立了一种独特的链同步机制,该机制基于提取碎片并在本地重建链。这使得 Subspace 节点只能存储最近的区块,并清除已归档的历史记录,从而使全节点的内存需求保持不变,无论链条有多长。

解耦的智能合约

为了减轻农户维护状态和执行冗余计算的负担,我们采用了分布式系统中将共识和计算解耦的经典技术。农户只负责交易排序,而另一类操作员节点则负责维护状态并计算每个新区块的转换。为了确保操作员对自己的行为负责,我们采用了一种押金、可验证计算非交互式欺诈证明系统。

不在扩容上妥协

最后的挑战是不牺牲网络安全性和可扩展性,还要扩大交易吞吐量。

更大的区块

扩展吞吐量的一种方法是增加块的大小。 但这会导致更长的传播时间和更高的诚实分叉率,从而降低安全性。

许多链

另一种缩小规模的方法是用多链或分片,但现有的设计对于一个适应性强,以单一分片为目标的攻击方来说是不安全的。

更加膨胀

这两种方法都会导致链上状态和历史快速增长,区块链在少数强大节点下变得臃肿和中心化。

虽然最近的研究显示了如何安全地进行扩展,但膨胀 问题仍然存在。 由于子空间已经处理了这个挑战,为了解决农夫/种收者困境,它确实能够在不妥协的情况下进行扩展。

安全的垂直扩容

子空间采用 Prism 可扩展性提案 不降低安全性实现高吞吐量处理交易 。 当与 数据可用采样超轻客户端 结合使用时,耕作/种收(farming)可以保持低带宽和去中心化。

水平横向扩容

通过采用虚拟信标链,我们消除了单一主链的瓶颈,最多可支持 2^16 个分块。根据Free2Shard设计,农场主可以在每个区块中轮换分块,而操作员则可以根据自己的选择在多个不同的分块上投注。

无许可迅速结束

子空间扩展了用于 PoC 共识的太极快速确认协议,使农民能够在三个区块内实现近乎确定性的最终性,将新交易的确认延迟从几分钟缩短到几秒钟,而无需依赖操作员。


一个可扩展的去中心化应用平台

高额交易吞吐量

未来是多链的,用户偏爱AMM而不是中心化交易所。子空间提供了连接众多链所需的layer1扩展性,同时允许进行去信任化、低延迟和高吞吐量的资产交换。

分布式档案存储

由于历史的成长可能远远超出任何一个农夫/种收者的存储能力,但依然可以有效定价。 子空间独有地够提供廉价、永久的 dApp 存储,同时仍然可以将数据提供到一个全局执行层。

可扩展的智能合约

通过将执行和存储解耦,然后分别进行扩展,Subspace允许更广泛的layer2结构,限制仅来自协议设计者的想象力。

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