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PDX公有链——公共的区块链生态体系

来源: 首页 > P2P

2018-07-27 14:26:12 
区块链助力互不信任的各方自动建立信任,具有广泛的应用前景。然而,每一个区块链平台和区块链应用都可能在安全、隐私、性能和可信性等方面有自己独特的需求;这些需求在一个应用内部或应用之间可能是冲突而不可折中的。一个有生命力的公有链,需要能够同时托管各种需求冲突的应用,而这是当前所有公有链面对的困境。

PDX 公有链,是公共的区块链 IaaS,通过支持业务实现和信任实现的分离和协作,成功的走出这个困境。

PDX 公有链,支持一键式部署任意大小的、任意性能指标取舍的、有全生态信任背书的、完全的公有链或联盟链,并实现其在 PDX 公有链生态下的和谐共存,助力中小型企业、区块链公司和技术极客快速上线区块链平台。

PDX 公有链,支持一键式部署安全和性能需求冲突的智能合约应用和谐共存,满足 各自在安全、隐私、吞吐量、延迟、规模、海量数据和信任方面的特别需求,并实现其在 PDX 公有链生态下的和谐共存,助力中小型企业、区块链公司和技术极客快速上线生产级应用。

PDX 公有链,支持 PDX 共识,大幅度的提升单个区块链的性能指标,同时实现超大规模、超低延迟、超高吞吐。

PDX 公有链,延伸区块链到智能设备端,自动支持多链跨链,而且消除区块链的进入和迭代门槛。

PDX 公有链,基于虚拟货币定义定价和激励模型,助力生态系统的快速发展和有机进化。PDX 公有链的终极目标,是作为可信互联网的基础设施,构建可信的网上社会。

设计目标

PDX 公有链的近期目标是,作为公共的区块链 IaaS,聚焦中小型企业、区块链公司和技术极客,1)支持一键式创建任意大小的、任意性能指标取舍的、有全生态信任背书的、完全的公有链或联盟链,助力快速上线区块链平台,2) 支持一键式的部署安全需求和性能需求可能冲突的智能合约应用,包括真正安全、真正私密的商业应用, 助力快速上线区块链应用。

PDX 公有链的终极目标是,成为自进化的可信互联网基础设施和可信网上社会(trustworthy e-society)。

PDX 公有链的主要设计目标是:

1) 实现业务和信任分离协作的新一代区块链平台架构。支持共识重构、海量数据、跨链多链、区块链引擎热插拔、智能设备端的智能合约等。

2) 作为公共的区块链 IaaS,支持基于部署描述,一键式创建在安全、性能等指标取舍上可能不兼容的区块链(公有链或联盟链),并实现其在 PDX 公有链上同时运行、和谐共存, 而且具有真正的全链级的可信强度。

3) 作为公共的区块链 IaaS,支持基于部署描述,一键式创建在安全、性能等指标取舍上不兼容的智能合约,并实现其在 PDX 公有链上同时运行、和谐共存。

4) 支持真正安全、真正私密的应用,做到相关方对数据、代码逻辑和软硬件运营环境的完全控制,代码和数据不经过非相关方并对其完全不可见。真正使区块链能够适合关键的现实应用。

5) 公平、安全的 PDX 共识,支持超大规模、超低延迟、超高吞吐、超高并发和区块链集群的自由伸缩。

6) 彻底消除区块链生态体系的进入、运维、开发测试、升级迭代门槛,内生支持平台自身和智能合约应用的无缝、无痛升级。

7) 内置组件商店,支持开发者开发免费或付费的区块链引擎、共识算法、账本实现、P2P 网络实现,以及特定应用。

8) 内置符合 ERC20 标准的虚拟货币(PDX 币,英文简称:PDX),作为奖惩激励和定价支付的基准。基于活跃度证明(PoA:Proof-ofActiveness)、贡献证明(PoC:Proof-of-Contribution)的透明激励模型(PDX Incentivization Model),激励生态体系的所有参与者和帮助生态体系增长和活跃的所有活动。

应用场景

PDX 公有链,是公共的区块链 IaaS 平台,支持一键式创建任意大小的、任意安全要求、任意性能指标取舍的、完全的公有链/联盟链和智能合约应用并实现其在PDX 公有链生态下和谐共存,同时满足 各自在安全、隐私、吞吐量、延迟、规模、海量数据和信任方面的特别需求。

PDX公有链,致力于帮助中小型企业、区块链公司和技术极客,快速上线完全的区块链平台和智能合约应用。

一键式部署:专属 区 块 链

中小型企业、区块链公司和技术极客,通过 PDX 公有链的 IaaS 接口,基于Web,可以一键式的部署自己的专属区块链,以便低成本的快速上线自己的区块链平台。

用户通过 PDX 公有链提供的专属链模板,快速定义自己的公有链或联盟链的部署要求(安全、性能、组件偏好等),PDX 公有链平台自动匹配组件和物理节点,安装交付符合用户要求的专属链。


一键式部署:个性智能合约

中小型企业、区块链公司和技术极客,通过 PDX 公有链的 IaaS 接口,基于Web,可以一键式的部署自己的智能合约,以便低成本的快速上线自己的区块链应用。

用户通过 PDX 公有链提供的智能合约部署模板,快速定义自己的智能合约部署要求(安全、性能、组件偏好等),PDX 公有链平台自动安装合约到符合用户要求的专属链。

增值服务:跨链“互动”

公有链平台要形成规模,其节点数量、信任强度和用户数量非常重要。PDX 公有链,通过公共的物理层和公共的信任层,实现全生态跨专属链的算力共享和全生态背书的信任强度。PDX 公有链平台,通过支持跨链互动,减少获客成本,助力各专属链快速形成规模。


这里,跨链的互动,可以是获客、广告、或跨链的应用集成等。

增值服务:区块链应用商店

一个有生命力的公有链,离不开一个有机增长的开发者社区。PDX 公有链平台,通过内生的区块链组件应用商店,支持开发者开发免费或付费的区块链组件,支持测试、运维者测试、运维区块链组件,以及专属链的拥有者部署区块链组件到专属链。PDX 公有链组件的开发者、测试运维者基于 PDX 实现产品和服务定价,专属链的拥有者基于 PDX 支付。


增值服务:数字资产交易

公有链通过数字货币激励生态体系的参与者。除了使用数字货币在生态体系内消费之外,很重要的变现途径是通过数字货币易所。PDX 公有链平台,内置去中心化的、可信的数字资产交易所。生态体系内的各个专属链发行的数字货币,可以以极低的交易费用,在 PDX 公有链内置的数字资产交易所交易。

杀手级应用 & 已完成案例

PDX BaaP, 即 PDX 公有链的基础平台,已经成功用于某最高执法机构的电子存证系统,部署在多个银行,并与多个重量级合作伙伴推进行业应用。

PDX 公有链主网(Mainnet)上线时,将同步上线推出如下杀手级应用:

⚫ 蜂巢云:新一代“社群”生态
⚫ 咏春坊:新一代 IP 确权和内容分发平台
⚫ 小蜜蜂:全球工商总局企业价值链
⚫ 新一代区块链游戏和装备交易平台

同时,PDX 会与合作伙伴一起上线大型 B 端和 C 端应用,助力 PDX 公有链快速形成生态。


公链平台

1.关键技术优势

PDX 公有链,基于 PDX BaaP(Blockchain-As-A-Platform),继承 PDX 20 多项在区块链和信息安全方面的创新和多个重量级专利保护的共识算法、分布式账本和智能合约架构,具有如下的关键技术优势:

1) 基于业务和信任分离协作的新一代区块链平台架构,作为区块链 IaaS,支持“一键式”实现不同安全等级、不同性能指标和不同可信等级的区块链平台和应用,支持不同安全、性能和可信等级取舍的区块链平台和应用的和谐共存。

2) 基于专利保护的智能合约架构算法,支持实现完全私密的智能合约,做到相关方对智能合约的数据、代码和软硬件运营环境的完全控制。平台内建对系统错误和敌对攻击的自动响应(resilient to failure and hostility),并内置支持运行环境的可靠自检、交叉验证等生产级安全措施,实现平台级安全。

3) 基于专利保护的高性能共识算法,创造性的大幅度改善区块链的性能指标,同时支持超大规模、超低延迟、超高吞吐、超高并发和区块链集群的自由伸缩,满足现实应用对平台性能的苛刻要求。

4) 支持灵活的共识机制:全链级、应用级、交易(类型)级,以满足不同的应用需要。

5) 基于专利保护的大规模账本算法,支持超大规模区块链账本,解决由于账本增长造成的规模问题。

6) 消除区块链和智能合约的进入门槛、运维门槛和进化门槛,通过独创的多链/多版本共生和无缝迁移机制,支持平台自身的无痛进化,以及智能合约应用的上、下线和无痛升级。

7) 延伸区块链和智能合约到智能手机、平板电脑和 IoT 设备端,支持实现端到端的自动信任。

8) 不但支持内生的 RESTful 智能合约,而且自动支持超级账本链码(Hyperledger chaincode)和以太坊智能合约,有助于保护现有区块链投资,快速形成应用生态。

9) 内建基于活跃度证明(PoA:Proof-of-Activeness)、贡献证明(PoC:Proof-of-Contribution)的透明激励模型(PDX Incentivization Model),通过内置符合 ERC20 标准的虚拟货币(PDX 币),激励生态体系的所有参与者和帮助生态体系增长和活跃的所有活动(activity)。

10) 内置基于 PDX 币的平台收费和应用定价、清结算体系, 助力形成有偿共享的平台生态。


2.公链 IaaS 架构

全生态 IaaS 架构

为了实现近期和终极目标,PDX 公有链创造性的提出并实现业务和信任分离协作的区块链平台体系架构。该平台体系架构,为 PDX 公有链作为区块链领域的IaaS,奠定坚实的技术基础。

PDX 公有链,由一个实体链(物理层)及其上叠加的信任链(一个或多个)和专属区块链(一个或多个)组成。多个信任链之间,形成一个树形结构,组成 PDX公有链的信任层(Trust Layer),是整个 PDX 公有链的终极信任保障。信任层和组成信任架构的各级信任链,由 PDX 公有链平台软件自动组织、自动调整,“平均”叠加到每一个有效节点上。信任链树形结构的根,即根信任链。

每个专属区块链,承载着一个或多个智能合约应用。同一个业务链中的智能合约应用,其安全、性能需求兼容。专属区块链,可以是一个完整的公有链或联盟链,也可以是一个单一应用的隔离链。各个区块链之间,基于授权机制,实现互联互通。

PDX 公有链,支持“一键式”实现不同安全等级、不同性能指标和不同可信等级的专属区块链和智能合约应用, 支持不同安全、性能和可信等级取舍的区块链平台和智能合约应用在同一个 PDX 公有链生态内和谐共存。

部署专属区块链时,提交相应的专属链部署要求 (Blockchain Deployment Descriptor),PDX 公有链根据部署要求选择适量的节点、合适的区块链引擎、共识算法、账本实现等。

部署智能合约时,提交相应的智能合约部署要求 (Application Deployment Descriptor)。PDX 公有链根据部署要求创建或选择合适的专属链(一个或多个),然后部署智能合约应用。

高效的全生态共识

信任链,只用于接收专属链或上级信任链传递的区块摘要和组块证据,同时传递自己的区块摘要和组块证据至下一级的信任链。这个架构,以极高的效率,确保所有PDX 公有链生态内的专属链和智能合约应用(不论其专属链的节点数目的多寡)具有全链背书的可信等级(不可抵赖,不可篡改)。图 2 是一个两级信任链的架构示例。

每个专属链的账本,都有第一层的信任链背书;第一层的信任链,由第二层的信任链背书;直到最底层的信任链。经由这个多级信任架构,无论各专属链的节点多寡,其可信等级都做到全链级。

3.节点技术架构

PDX 公有链节点,基于 PDX BaaP 平台。其架构(图 9)在设计上引入 多链“引擎”概念,每一个“引擎”可以是小到一个共识算法,或大到一个完备的区块链协议栈。PDX 公有链平台同时支持四类区块链引擎,以支持平台的无痛进化:“非活跃”引擎(0 到多个)、“过渡”引擎(0 到 1 个)、“活跃”引擎(1 到多个),和“下一代”引擎(0 到 1 个)。随着平台的进化,一个引擎从“下一代”开始,测试成熟后演变成“活跃”引擎;当引入新“活跃”引擎时,可以转为“过渡”引擎,直到最终被取代成为“非活跃”引擎。区块链引擎的生命周期,由“引擎服务“模块管理。

“共识重构“模块,支持实现三种共识种类:链级、应用级(智能合约级)和交易级。引擎、智能合约和交易可以选择自己支持的共识种类和共识实现。

”合约服务“用于管理智能合约的全生命周期。”交易服务“用于管理区块链交易的全生命周期。“跨链多链“,用于未来实现链级互联互通。”IoT 服务“用于支持在智能设备上实现轻量级 PDX 公有链节点和智能合约服务, 比如 PDX 钱包。

代币支付,是 PDX 公有链的虚拟货币、虚拟信用和支付模块。PDX 公有链平台通过“代币支付“模块实现自动激励、自动支付和清结算。PDX 公有链智能合约和PDX 公有链节点,在部署时可以提供计价模型,通过”代币支付“模块实现自动支付和清结算。

“组件市场”,用于开发者发布免费或收费的区块链引擎、共识算法、账本实现、智能合约等平台组件和工具。

“IaaS 服务“,用于业务链、智能合约的部署、升级和下线服务, 以及提供可视化的平台管理和监控。

PDX 公有链智能合约,真正智能、真正容易(RESTful),同时能够和现有的系统集成。PDX 公有链支持以太坊智能合约和超级账本链码(Hyperledger chaincode),以保护用户现有的区块链投资,同时助力 PDX 公有链快速形成生态。

PDX 公有链支持智能合约有独立的合约级账本(公共或私密)。PDX 公有链还支持智能合约和现有系统集成。如果需要,PDX 公有链自动做智能合约外部对接的确定性检测,并根据该智能合约的部署选项,在外部确定性不满足时采取行动(比如合约冻结、下线等)。

PDX 公有链支持共识机制的热插拔。PDX 公有链支持三种共识类型,链级、应用级(智能合约级)和交易级共识, 以满足不同应用场景对共识机制的特别要求。不但各区块链引擎可以设定自己支持的共识机制,智能合约也可以定义合约级、以及交易(类型)级的共识机制和共识失败处理机制(比如,合约冻结、合约下线、交易忽略等)。

平台无痛升级


PDX 公有链,基于 PDX BaaP,其架构(图 9)在设计上引入 “引擎”概念,每一个“引擎”可以小到只是一个共识算法,或大到是一个完备的区块链协议栈。PDX 公有链平台同时支持四类区块链引擎:“非活跃”引擎(0 到多个)、“过渡”引擎(0 到 1个)、“活跃”引擎(1 或多个),和“下一代”引擎(0 到 1 个)。随着平台的进化,一个引擎从“下一代”开始,测试成熟后演变成“活跃”引擎,当引入新“活跃”引擎时转为“过渡”引擎,直到最终成为“非活跃”引擎。区块链引擎的生命周期,由“引擎服务“模块管理,通过投票机制实现状态迁移。

PDX 公有链未来将支持多重 P2P 网络机制,PDX 公有链的区块链引擎可以自主选择或通过投票选择合适的 P2P 网络机制。

PDX 公有链账本,支持基于版本的无缝扩展。每个账本版本,对应相应的账本机制和账本格式。区块链“引擎”可以自主选择或投票选择账本机制和账本格式。PDX 公有链 框架、引擎,以及其他模块的升级,通过内生的节点间投票机制来实现升级。

合约无痛升级

PDX 公有链,支持智能合约在部署时选择升级选项,并通过实现初始化(init)和下线(fini)接口支持无缝升级。

PDX 公有链支持智能合约的多版本共存。每个智能合约,可以有 0 到多个“非活动”版本、0 到 1 个“过渡”版本、一个到多个“活跃”版本和 0 到 1 个“下一代”版本。“合约服务”模块,负责路由和版本“状态”迁移。PDX 公有链内部通过隐含的投票机制(每个智能合约的版本信息是平台状态信息的一部分),实现“状态”迁移。交易可以指定“活动”或“下一代”版本,以支持正常操作和新版本的在线测试。


4.安全私密合约

PDX 公有链,通过创造性的重构区块链(但是不危害区块链的可信强度),支持智能合约的数据和程序代码在区块链节点上选择性部署。PDX 公有链节点的拥有者,全权决定托管哪个/哪类智能合约; 智能合约拥有者,全权决定自己的合约在哪个/哪类/哪些节点运行。同时, PDX 公有链支持通过带外(OOB:Out-ofBand)P2P网络实现安全、可信的数据传输。

这样,一个智能合约的拥有者,可以通过只在相关方的区块链节点部署智能合约的数据和程序代码,辅以安全可信的带外传输,做到对该智能合约应用的数据、代码和软硬件运营环境的完全控制,实现真正私密、真正安全的智能合约应用。

如图 10 所示,绿色的账本和智能合约,是公共账本和公共智能合约。红色和黑色的账本和智能合约是“私密”账本和“私密”智能合约。“私密”账本和“私密”智能合约的数据和代码不在非相关方和非授权节点存在,亦不经过非授权节点, 最大程度上保护了智能合约应用的用户隐私和商业秘密。

值得指出的是,将加密后的数据和加固后的智能合约代码部署在潜在有敌意的节点或不可控的节点的方法,有违多层安全防护(defense in depth)的信息安全理念,不应该是推荐的私密应用方式。因为,如果该数据和代码足有价值的话,有心人就一定试图破解,而最安全的办法就是 PDX 公有链的做法,即这些数据和代码不在非相关方和非授权节点存在,也不经由非相关方和非授权节点。

支持实现完全私密的智能合约应用,是 PDX 公有链作为公有链极具生命力的主要原因之一。


5.PDX 共识算法

PDX 共识算法 (PDX Consensus),采用并行共识机制,结合内生的位置感知(Locality-Awareness)、活跃度证明(Proof-of-Activeness)和贡献证明(Proof-of-Contribution)评价,在 PDX 公有链上同时实现超大规模、超低延迟、超高并发和超高吞吐量,以及节点的自由伸缩。该算法已经申请 PCT 专利。PDX共识算法会在PDX公有链技术白皮书中适时公布。

6.超大规模账本

区块链账本,随着时间的推移而增长。最终每一个区块链节点都可能存在存储规模问题。PDX 超大规模账本算法(MSDL: Massively Scalable DistributedLedger),在确保区块冗余度、可用性、存取效率的同时,实现区块链账本的自动分片,有效的解决了账本存储问题。该算法已经申请 PCT 专利。

每个智能合约,可以自由创建自己专属的、可信的公共或私有账本。PDX 公有链支持灵活的账本格式,方便高效的查询(单个字段、组合字段、模糊查询)。PDX公有链同时支持账本数据的选择性在链,保护私密数据不外泄。PDX 公有链还支持自主、灵活的账本访问控制,比如谁能改变账本格式、谁能读取、修改和删除记录,并提供可选的 OpenID token 支持。PDX 公有链支持智能合约拥有者或区块链节点拥有者对智能合约账本格式和容量实现控制。

图 11 是一个私密账本的创建和使用过程示例。这里,账本只在节点 A 和节点 Z,不在节点 I 部署。辅以可信的带外数据传输(OOBM:Out-of-Band Messaging),账本数据不在非授权节点存储,做到私密的区块链账本。

7.智能合约架构

PDX 灵活的智能合约部署(FSCD:Flexible Smart-Contract Deployment),支持智能合约的数据和代码在区块链节点上选择性存在(如图 10 所示)。辅以安全可信的带外数据传输(OOBM:Out-of-Band Messaging),支持实现完全私密的智能合约应用。PDX 灵活的智能合约部署架构已经申请 PCT 专利。

PDX 公有链平台,通过沙箱(docker,java 沙箱等)来防范恶意或有问题的智能合约,实现对宿主节点的安全保护和限定其对系统资源的使用。


8.数字货币

PDX 公有链平台生态,通过内置的数字货币,PDX 币(PDX),激励平台的所有参与者。同时,也通过 PDX 币支持平台服务的提供方对服务进行定价、收费。PDX 由虚拟货币合约实现,并兼容 ERC20。PDX 币是 PDX 公有链生态系统内激励、消费和交易的基准。

健康经济体的货币发行量随经济的发展或萎缩调整。PDX 公有链,为实现致力于做为可信互联网的基础设施,实现可信的网上社会的长远目标,其数字货币的流通总量和生态体系的规模关联并随之调整。

PDX 公有链平台同时实行激励和收费双轨制。PDX 内生的产品和服务,其激励和收费随着 PDX 的增值递减(如图 12 所示)。前期平台激励大于收费,助力快速形成生态体系。达到平衡点之后,收费大于激励,产生生态收益。PDX 公有链上的非 PDX 产品和服务,由贡献者自主激励、自主定价。



9.创新专利

PDX 申请了三个重量级 PCT 专利,分别是:超大规模、超低延迟、超高并发和超高吞吐的共识算法、超大规模的区块链账本、灵活的智能合约架构。另有两个创新专利正在准备中。


10.平台演示

PDX 公有链的基础平台,已于投入 2016 年 6 月 30 日投入商业运营。下面是几张系统界面截图。


关于更多PDX信息:http://pdx.link/

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