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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

区块和数据可用采样解耦,使得垂直扩容成为现实,并且我们本身独特的共识和计算分离,也使得执行者的水平扩容成本维持在 log(n) 水平

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 Spartan, 一个简单安全的PoC共识协议,它实现了“一磁盘一票” 所述的自由和公平的共识。

绘制空间

首先,农夫/种收者在 沙漏安排 下将数百万个微小的 (4kb) 片段写入他们的可用磁盘空间。 每个片段都使用基于 SLOTH 的异步排列进行编码。 对每一片段计算一个标签并将其存储在二叉树 (BST) 中。 与 Chia 绘图不同,不需要(或破坏 SSD)并且速度提高了 10 倍。 与 Filecoin 不同,农夫/种收者不必按其磁盘空间的比例抵押代币。 这允许世界上的任何人迅速 轻松呈诉其自由空间并参与共识。

种收区块

Ouroboros 之后,我们从区块链历史本身构建了一个安全的随机信标。 在每个位置,所有农民都在他们的 BST 中搜索任何足够接近挑战的标签,来满足难度设置。 然后他们可以将标签和相应的编码编译成 复制证明 (PoR) 并产生链上的下一个块。 然后,任何人都可以通过使用农夫/种收者的公钥反转编码并检查标签,低成本验证证明。 这使得种收在所需存储和计算得开销方面保持轻量。

维护安全

为了防止模拟攻击,(该)挑战在许多连续的时段里被重新利用。 为了防止研磨攻击, 我们将复制证明与区块内容隔离, 同时将随机性完全建立在复制证明上。为了防止压缩攻击,我们要求农夫/种收者定期重新向其BST承诺。 为了防止长程攻击、贿赂攻击和时空折衷攻击,我们使用了一个简单的 以AES-256为依据的时间凭证(PoT),要查看完整分析,可以查看 确保Spartan安全一文.

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。

子空间通过鼓励储存历史,并将状态管理权交给执行者节点,解决了农夫/种收者困境(farmer's dilemma)。
实现了第一个真正去中心化的的 PoC 网络。

档案存储证明(PoAS)共识

为了激励农夫/种收者保留历史,我们将 Spartan 空间证明 共识延伸到区块链本身历史的 存储证明 。 根据 档案存储证明 (PoAS)共识,每个农夫/种收者在其磁盘空间允许的情况下,储存链历史上尽量多珍贵的可证明独特片段。 农夫/种收者保存的历史越多,他们就越有可能被选来产生一个新的区块。 为了确保矿工储存尽可能多的独特的片段,我们执行一个最大的绘图面积,同时防止女巫式的多身份耕作/种收。

分布式档案存储

农夫/种收者集体存储历史,形成分布式存储网络,以确保历史总是可供下载。 为了提供适当的负载均衡和一致复制性,鼓励每个农民储存最接近其随机分配节点ID的片段。 为了防止历史丢失,区块 用纠删码 编码到源代码和校验器中。 为便于高效检索,农夫/种收者加入了简化 Kademlia 分布式哈希表 重要的是,这使客户端能够用一笔交易将数据嵌入,以及后来从分布式哈希表恢复这一部分历史,进而创建一个可扩展的不可变对象存储。

解耦的智能合约

为了减轻农民维护状态和进行冗余计算的负担,我们采用了分布式系统中的经典技术--将共识和计算解耦。农民只负责订购交易,而另一类执行者节点维护状态并计算每个新区块的转换。为了确保执行者对他们的行为负责,我们采用了一个押金系统,可验证的计算,以及非交互式的欺诈证明

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

通过使用虚拟信标链,我们消除了单个主链的瓶颈并支持多达 2^16 个分片。 农夫/种收者在每个区块轮换分片,而根据 Free2Shard 设计,执行者可以选择任意数量的不同分片。

无许可迅速结束

子空间为 PoC 共识扩展了Taiji 快速确认协议,使得农民在三个区块内实现近乎确定的终局,将新交易的确认延迟从几分钟缩短到几秒钟,并且无需依赖执行者。


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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