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Nervos Network 白皮书全文

Layer 2 协议正在研究和开拓规模发达成长。我们预见到一个将来,所有的 Layer 2 协议都是尺度化的,且可以实现无缝地互操纵性。可是,我们需要认可的是,Layer 2 方案今朝仍处于一连成熟的进程中,我们仍然需要不绝地挑战它们所能做到的极限,并找到它们可以接管的衡量和取舍。我们已经看到了一些早期有前景的办理方案,可是仍然有大量涉及 Layer 2 设计的主题研究需要开展,譬喻互操纵性、安详性和经济模子。在 CKB 主网启动之后,我们将会把大部门的研究事情投入到 Layer 2 协议中。
6.6 超过禁锢鸿沟
回收分层架构的 Nervos Network 也是一个多链网络。从架构上来说,Nervos 利用 Cell 模子和底层虚拟机来支持真正的自界说和用户建设的暗码学原语,以支持异构区块链之间的互操纵性(在 4.4.1 中有先容)。从加密经济角度上讲,Nervos Network 将代价(而不是信息通报)聚焦到它的根链(Root Chain)上。通过代价捕捉,Nervos 的原生代币将会升值;跟着网络所承载的总代价增加,网络的安详预算也将会增加。最终,不绝上升的原生代币价值,会晋升网络的焦点代价主张,而不是减弱它。这在章节 4.4 中会具体说明。

· CKB 答允开拓者容易地添加自界说的暗码学原语。这样 CKB 就不会过期,在将来也可以验证各类 Layer 2 办理方案生成的证明。

侧链对开拓者很是友好,并提供了精采的用户体验。然而,他们需要依赖于验证者的厚道性。假如验证者有恶意的行为,那么用户就会有丢失资产的危险。Nervos Network 提供了一个开源且易于利用的侧链仓库,以在 CKB 上启动侧链,该侧链仓库由名为「Muta」的 PoS 区块链框架和基于它的侧链办理方案「Axon」构成。

5. Layer 2 办理方案概览
Cell 可以存储可执行代码,并可以或许将其他 Cell 作为依赖项引用。险些所有的算法和数据布局都可以作为存储在 Cell 中的 CKB 剧本实现。通过保持 VM 尽大概简朴并将措施内存装载到 Cell 中 ,更新要害算法就像将算法加载到 Cell 并更新现有引用一样简朴。
我们相信 Layer 1 区块链必需被构建为一个代价存储平台。为了最大限度地实现恒久的去中心化,它必需以 PoW 共鸣为基本,而且环绕状态存储占用而非生意业务用度来设计其经济模子。CKB 是一个基于事情量证明、多资产、代价储存的区块链,其编程模子和经济模子都是环绕状态而设计的。
Cell 模子中的生意业务也是状态转换证明。生意业务的输入 Cell 从当前 Cell 荟萃中移除,输出的 Cell 添加到该荟萃中。当前 Cell 包括 Nervos CKB 的全局状态,而且是不行变的:一旦建设了它们,就不能变动它们。
恒久维持一个自治的、无所有者的公有链的运营是一个相当大的挑战。鼓励机制必需在差异的好处相关者之间告竣均衡,,系统的设计必需思量到遍及的全节点运营和果真的可验证性。在支持开放的全球网络时,对付全节点的硬件要求必需担保公道。
· Layer 2 提供了最佳的扩展方案,带来险些无限制的生意业务处理惩罚本领、最低的生意业务本钱,并晋升了用户体验。Layer 1 区块链在设计上应该与 Layer 2 互补,而不是与 Layer 2 竞争;
CKB-VM 是底层的 RISC-V 虚拟机,它答允机动的、图灵完备的计较。通过利用遍及实现的 ELF 名目,CKB-VM 剧本可以用任何可以编译成 RISC-V 指令的语言开拓。



矿工:代币价值上涨增加了矿工收入


我们发此刻区块链语境中利用 RISC-V 有许多利益:

我们相信一个 Commit-chain 的运营商可以正确地执行生意业务并按期向主链宣布更新。在任何环境下 Commit-chains 的资产都将是安详的,除非根链上有恒久的审查进攻。与同盟型侧链雷同,Commit-chain 的设计对比于无信任区块链提供了卓越的用户体验。尽量如此,他们这样做的同时,也维持了更强的安详保障。


· CKB 环绕状态而不是账户来成立其账簿模子。Cell 本质上是自我容纳的状态工具,可以通过生意业务被引用并在层与层之间通报。这对付分层布局来说很是抱负,在层与层之间的引用和通报工具是状态片断,而不是账户。
诸如 Polkadot 或 Cosmos 之类的区块链网络则更进一步,答允利用沟通的框架(如 Cosmos 的 Cosmos SDK 和 Polkadot 的 Substrate)构建的差异区块链彼此通信和交互。开拓者可以越发机动地构建本身的协议,并确保了沟通暗码学原语的可用性,答允每个链可以或许理会另一个链并交错验证生意业务。然而,它们都依赖于中继或「锚定区域」(Pegging Zones)来和没有用本身的框架构建的区块链举办毗连,从而需要引入特另外信任层。值得一提的是:尽量 Cosmos 和 Polkadot 的方针都是实现「区块链网络」,但 Cosmos 和 Polkadot 网络并没有为互相互操纵而设计。
以下为 Nervos 中文社区对 RFC 0001 的译文:
Axon 侧链和 CKB 之间,以及 Axon 侧链之间彼此浸染的跨链协议也将会被内置。借助 Axon,开拓者可以专注于构建应用措施,而不是构建基本架构和跨链协议。
5.1 Layer 2 是什么?
Axon 是一个用 Muta 构建的完整办理方案,它为开拓者提供了一个基于 Nervos CKB 的完整而且可以或许当纵然用的侧链,同时也提供了一个实用的安详和代币经济模子。Axon 方案利用 CKB 来对其资产举办安详性托管,并利用基于代币的管理机制来打点侧链验证者。


Nervos 配合常识库(Common Knowledge Base,简称 CKB)旨在存储所有范例的配合常识,而不范围于钱币。譬喻,它可以存储用户自界说的加密资产,好比可交流(Fungible)和不行交流(Non-fungible)的代币,以及有代价的暗码学证明,从而为更上层的协议提供安详性,譬喻付出通道(5.2)和 Commit-chains(5.4)

3. Nervos Network 焦点原则
5.3 侧链


Nervos CKB 包括一个称为 NervosDAO 的非凡智能合约,它的浸染是抵制二级刊行所带来的通胀影响。CKByte 持有者可以将代币存入 NervosDAO,并得到一部门二级刊行的代币,这完全抵消了二级刊行的通胀影响。对付恒久代币持有者而言,只要他们将代币锁定在 NervosDAO 中,二级刊行的通胀效应就只是名义上的。由于抵消了二级刊行的影响,将 CKByte 存在 NervosDAO 的持有者实际上就如同持有了像比特币那样有硬顶的代币。

https://medium.com/nervosnetwork/https-medium-com-...
Nervos 是一个旨在满意去中心化经济需求的分层网络。我们认为分层是构建区块链网络的正确要领,原因有许多。在构建区块链系统时,需要做很多众所周知的衡量,好比去中心化与可扩展性、中立与兼容、隐私与开放、代价存储与生意业务本钱、暗码安详与用户体验等等。我们认为,所有这些斗嘴的发生都是因为人们试图用单一的区块链来办理完全相反的问题。

「配合常识(Common Knowledge)」被界说为每小我私家或险些每小我私家都知道,并且每小我私家都知道其他人知道的常识,它凡是与利用该术语的社区有关。在区块链语境中,「配合常识」指的是颠末全球共鸣验证并被网络中的所有人接管的状态。

CKB 是 Nervos Network 的基本层,具有最强的安详性和最高水平的去中心化。在 Nervos CKB 上持有和处理惩罚资产的本钱是最高的,可是,它也提供了最高的安详性,并可以或许很是容易地会见网络中的存储资产,且答允最洪流平的可组合性。CKB 最适合那些高代价资产的存储和恒久资产的保值。
RISC- V 是一个开源的 RISC 指令集架构,建设于 2010 年,用于促进新型硬件和软件的开拓。RISC-V 是一个免版税、被遍及领略和遍及审计的指令集。





4.4.2 在 CKB-VM 上运行其他虚拟机
Nervos CKB 利用 Cell 模子,这是一种新的布局,可以提供(以太坊回收的)账户模子的很多利益,同时保存(比特币回收的)UTXO 模子的资产所有权和基于验证的属性。
在 Nervos Network 中,Layer 1(CKB)用于状态验证,而 Layer 2 认真状态生成。状态通道和侧链是状态生成的示例,然而任何范例的生成验证模式都应该被支持,譬喻零常识证明生成集。钱包也运行在 Layer 2 上,它可以运行任意逻辑,生成新的状态并将状态转换提交到 CKB 举办验证。Nervos Network 中的钱包会很是强大,因为它们是状态生成者,可以完全节制状态转换。
通过对齐所有参加者的鼓励机制,一个连合的 Nervos 社区就会生长起来,网络一致的经济系统也将可以或许防备硬分叉的呈现。
在将来,Nervos Network 也将利用这类 Layer 2 侧链和应用措施作为大局限用户回收的基本,与该规模的领先公司相助。

在其他虚拟机上运行的利用专用语言编写的智能合约,可以很容易地被移植到 CKB-VM 上运行。(严格地说,它们将在本身的 VM 上运行,这些 VM 再被编译并运行到 CKB-VM 内。)
· 精准的资源订价:RISC-V 指令集可以在物理 CPU 上运行,提供执行每条指令所需的呆板运转周期的精确预计,并奉告虚拟机资源订价。

CKB 是专门为支持 Layer 2 协议而构建的 Layer 1 区块链:
Nervos CKB 的经济模子对齐生态系统中的所有参加者的好处。出格是代币价值上涨满意了所有人的方针:
在 Nervos Network 中,Layer 1 协议(Common Knowledge Base,简称 CKB)是整个网络的代价存储层。它从哲学上受到了比特币的开导,是一个开放的、公有的、基于事情量证明的区块链,旨在最洪流平地担保安详性和抗审查性,并充当去中心化代价和加密资产的托管者。Layer 2 协议在 Layer 1 区块链的安详性之上,提供了无限的可扩展性和最低的生意业务用度,并答允在信任模子、隐私性和最终性方面针对特定应用做衡量。
· CKB 被设计成一个通用的验证呆板,而不是计较引擎。这答允 CKB 作为一个加密法庭,来验证链下状态转换。

区块链社区连年来提出了很多可扩展性方案。凡是,这些办理方案可以分为两类:链上扩容和链下扩容。


最后,通过二级增发,状态租赁机制能为矿工提供一连不绝的回报。这种可预测的收入可以或许鼓励矿工推进区块链的增长,而不是通过度叉有利可图的区块来得到生意业务用度。
· 以事情量证明机建造为抵挡女巫进攻的要领,对付 Layer 1 区块链来说至关重要;


我们但愿我们和社区是完全透明的,我们但愿辅佐社区相识我们要完成的事情,所做的衡量以及如何告竣今朝设计的决定。跟着 Nervos 主网上线的邻近,我们但愿通过对今朝 Nervos Network 全面的更新和汇总,来一起思考我们的起点和将来打算。于是,在宣布 RFC 0002-RFC 0020 之后,RFC 0001 终于来了!

Nervos Network 的创世区块总量为 336 亿 CKB,个中 84 亿将当即被销毁。之后的 CKByte 刊行包罗两个部门——基本刊行和二次刊行。CKByte 的基本刊行部门总量有限(336 亿 CKByte),刊行法则雷同于比特币。基本刊行部门的区块嘉奖约莫每四年减半一次,直到刊行完毕。所有的基本刊行都将发放给矿工,作为掩护该网络的嘉奖。二级刊行的牢靠刊行速率为每年 13.44 亿 CKByte,其目标是为状态存储空间的占用征收时机本钱。基本刊行遏制后,将只会有二级刊行。


Commit-chain 由一组运行在根链上的智能合约来掩护。用户将资产存入此合约,然后其运营商在 Commit-chains 上为他们提供资产。运营商将按期向根链宣布证明,用户随后可以通过 Merkle 证明的方法证明本身的资产所有权,即「退出」,这样 Commit-chain 的资产就会被撤回到根链上。

区块链互操纵性的第一个例子是比特币和莱特币之间的原子互换。比特币与莱特币之间的去信任交互不是通过协议内的机制实现的,而是通过共享的加密尺度(出格是利用了 SHA2-256 哈希函数)实现的。
· 既有剧本的语意不会被变动。
然而,代价储存型的用户对付抗审查性和资产安详有着强烈的要求。他们依靠矿工来提供这些特性,并为他们提供赔偿。在代价存储的网络中,这些差异的脚色有着一致的好处。
跟着时间的推移,我们估量 CKB 的经济密度将会增加。CKByte 将被用于高代价的资产存储,而低代价的资产将转移到毗连在 CKB 的区块链上,譬喻 Layer 2 侧链。与直接掩护资产差异,CKB 可以被用作信任根,并通过好比几百字节的暗码学证明来掩护整个侧链的生态系统的安详。这类证明的经济密度很是高,跟着 CKByte 的价值大幅上涨,会进一步支撑存储空间的需求曲线:就像一小块地皮上建了一座摩天大楼,那么这一小块地皮的经济密度就会显著地提高。




通过这种设计,人们对付多资产的需求可以转化为对单个资产的需求,而且可以回收和掩护比特币系统安详沟通的鼓励制度。矿工们会获得以 CKByte 为单元的区块嘉奖,CKByte 会跟着需求的增加而增值,从而增加整个 Nervos Network 的安详预算。

通过度层布局,Nervos Network 可以在 Layer 2 上扩展任意数量的参加者,同时仍可以保持去中心化和资产存储的重要特性。Layer 2 协议可以利用任何范例的 Layer 1 证明或暗码学原语,从而在设计生意业务系统时提供了极大的机动性和可缔造性,以支持不绝增长的 Layer 2 用户群。Layer 2 开拓者可以在吞吐量、最终性、隐私和信任模子方面做出本身的衡量,以使得这些模子在其应用措施和用户利用场景中起到最好的浸染。




4.4.1 CKB-VM 和 Cell 模子
由于用户可以拥有他们本身的数据所占用的共鸣空间,所以这种通胀本钱是有针对性的。该模子还包括一个答允用户将其状态从共鸣空间中删除的原朝气制。再团结状态租赁的经济鼓励,状态巨细始会终朝着网络参加者所需的最小数据量接近。




· 储存在 Cell 中的状态或数据不会被改动;

· 不变性:RISC-V 焦点指令集已经最终确定和牢靠,并获得了遍及的陈设和测试。RISC-V 焦点指令集是牢靠的,而且从不需要更新。

暗码学好像为昂贵的链上验证动态和便宜的链外计较劲身定做了一个东西:交互式证明系统。交互式证明系统是由证明者(Prover)和验证者(Verifier)两个参加者构成的协议。通过往返发送动静,证明者将提供信息以说服验证者某项声明是真实的,而验证者将查抄所提供的内容,并拒绝虚假声明。验证人不能拒绝的声明将会被认为是真实的。
有些项目通过一个「终生仁慈的独裁者」举办管理(就像 Linus Torvalds 对 Linux 的管理一样)。我们认可这确实能让一个项目变得很高效、有凝结力而且具有吸引力:因为人们都喜欢英雄;可是,它和区块链的焦点代价——去中心化相抵牾。

在某种水平上,这种订价模子也正是用户为存储在 CKB 上的状态付费的方法。他们本质上是在向矿工付出存储用度,这笔用度会通过 NervosDAO 发放的通胀嘉奖分派给矿工。





6. Nervos Network


4. Nervos 配合常识库
付出通道成立在常常生意业务的两边之间。它们提供了一种低延迟、即时的付出的体验,这在需要全局共鸣的区块链上是做不到的。付出通道的成果雷同于酒吧账单的事情道理——你可以和酒保一起打开账单,继承点饮料,你只需要在分开酒吧时付清账单并付出最终金额即可。在付出通道的操纵中,参加者会互换包括对其余额举办加密验证的动静,而且在筹备封锁通道,在区块链上结算余额之前,可以无限次地离线更新这些余额。
配合常识的这个属性使得我们可以或许将存储在公有链上的加密钱币作为钱币。譬喻,比特币上所有地点的余额和汗青记录比拟特币用户来说都是配合常识,因为他们可以独立地复制共享的账本,验证自创世区块以来的全局状态,而且知道其他人也可以这样做。配合常识使人们可以或许举办点对点生意业务而不需要信任任何第三方。
链上扩容方案的方针是扩大共鸣进程的吞吐量,成立拥有与中心化系统吞吐量相媲美的区块链系统。链下扩容方案将区块链作为一个安详的资产存储和结算平台,同时将险些所有的生意业务转移到上层。



正如付出通道可以扩展链上付出,状态通道也可以在链上扩展任何范例的生意业务。付出通道仅限于打点两边之间的余额,而状态通道是关于任意状态的协议,支持从去信任的国际象棋游戏到可扩展的去中心化应用措施的所有内容。

本文首先具体研究了今朝公有链(Public Permissionless Blockchain)面对的问题,以及试图办理这些问题的现有办理方案。我们但愿可以或许为读者提供须要的配景信息,以便各人相识我们如何尽全力应对这些挑战,以及我们做这些底层设计决定的来由。之后,本文提供了对 Nervos Network 各个构成部门的具体描写,并重点先容每个部门是如何协同事情以支持我们对整个网络的愿景。


跨链网络的加密经济学也需要进一步的研究。Cosmos 和 Polkadot 的原生代币都可以被用来举办 Staking、管理和用作生意业务费。Staking 无法单独给出原生代币的内涵代价(在 4.2.4 中会接头到),抛开通过 Staking 而引入的加密经济动力不说,依赖于跨链生意业务而获取生态系统代价的模子是很懦弱的。并且,跨链生意业务是多链网络的弱点,而非优势,就像跨分片(Cross-shard)生意业务是分片数据库的弱点一样。跨链生意业务带来了延迟,也会导致原子性(Atomicity)和可组合性(Composability)的缺失。为了淘汰跨链的开销,在差异链上需要交互的应用最终会趋向于迁移到沟通的区块链上,淘汰对跨链生意业务的需求,从而淘汰对原生代币的需求。

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