TrustNote公有链：孕育下一代区块链互联网应用的新平台

瑞士当地时间1月23日，参加2018年世界经济论坛的国际区块链软件及芯片专家，澳大利亚TrustNote（代币符号：TTT）基金会创始人Jeff Zhou，在达沃斯论坛与来自全球区块链行业的技术专家、创业者和政府代表们一起，就区块链技术的性能与局限、对用户隐私的保护、政府监管与行业自治趋势等影响区块链技术普及的关键问题进行了辩论，并应邀就“突破区块链技术瓶颈，构建支持高频次交易、跨平台的下一代区块链应用的TrustNote公有链技术平台”进行了主题演讲。

和传统互联网应用一样，去中心化应用也要支持高并发，这是区块链技术普及面临的首要问题

       与常见的海量级应用相比，目前区块链应用的并发性能仍相距甚远。例如：比特币每秒能处理大约3个交易，以太坊每秒最多能处理20个交易；而PayPal每秒能处理200～450个交易，Visa的平均处理能力更达到惊人的每秒1,667个。当受热捧的区块链游戏如以太宝贝和区块猫上线时，由于突然增加的高频交易，区块链出现了大面积的交易延迟、或交易费用上涨等问题。

       Jeff指出，比特币的区块链在任意时刻仅允许一位“矿工”将交易打包并生成新区块，而为了避免出现双花，矿工必须校验交易并将它们拼装到有容量限制的区块中，然后消耗大量哈希运算生成有效区块。可以把比特币区块链简单理解为一个仅能以阻塞方式顺序写入的数据库，在一个区块写入后才能处理下一个区块，整个系统的吞吐量和交易时间受限于区块大小和生成每个区块所需的时间。

有向无环图（DAG）是解决区块链高并发性能问题的最佳方案

      为解决上述问题，比特币开发者们陆续提出了区块扩容、隔离见证和闪电网络等解决方案，但这些方案都不完美，要么只是缓解问题，要么会牺牲安全性或一致性，在社区中均未能达成共识。近期出现的多个比特币分叉，被戏称为“IFO”，更将这一问题的争论推向白热化。

      认识到块链式结构才是影响区块链系统性能的瓶颈后，技术极客们继续寻找更高效的数据块链接形式，并提出有向无环图（Directed Acyclic Graph，简称DAG）与区块链相结合的方案：DAG 链。与区块链的块链式数据结构不同，DAG链没有区块的概念，由每个单元自行选择、验证并引用之前的单元，建立单元之间的有向无环图。

由于没有区块，所以DAG链没有区块的容量限制；允许节点并行验证交易，解耦交易验证、可信节点选举和双花检测等任务。理论上，DAG链可以实现无限高并发，是一个非阻塞、可异步写入的数据库。 

      来自柏林和莫斯科的区块链初创公司IOTA和Byteball在2016年分别构建出各自的DAG链，以支持高频次交易的应用场景。美中不足的是，在交易频次低时，旧交易无法获得足够多新交易的验证和引用，致使旧交易无法被及时确认，极端情况下交易可能永远不会被确认。为此，IOTA和Byteball分别引入“协调者”和“12位见证人”作为可信节点。前者采取的是一种临时性的中心化角色，而且并未公布设计细节；后者虽宣称用户有权选择自己信任的见证人，但其交易引用规则使得用户很难主动更换见证人。上述两种方案在安全和公平上仍然存在缺陷。

结合有向无环图与工作量证明的TrustNote，是真正支持高并发的去中心化公有链

      在主题演讲中，Jeff向参会的嘉宾们讲解了基金会正在构建的TrustNote公有链的工作机制：采用支持超级节点和其它多种节点类型的四层节点分层拓扑结构，通过基于工作量证明的“挖矿”机制鼓励和选择超级节点主动参与有向无环图中主链的构建。与采用“协调者”或“见证人”等中心化的DAG链相比，采用工作量证明的TrustNote鼓励所有节点公平参与，更公平、更安全、更可信赖，是真正支持高并发的去中心化公有链。 

      作为全球第一个支持挖矿的DAG链，TrustNote公有链支持多种节点类型，包括：1）拥有良好资源和信用、支持微钱包托管、可运行在矿机、云主机、PC或服务器的超级节点；2）拥有全部账本但不参与挖矿的全节点；3）使用轻账本、适合智能手机或平板电脑的轻节点；4）无账本、委托超级节点进行交易、适用于MCU及智能卡等嵌入式设备的微节点。结合区块链加密和P2P网络技术，节点根据交易占用的存储空间支付相应数量的加密数字货币TTT作为交易费，不仅解决了来自任意类型节点的数据在开放网络传输时可能遇到的数据丢失或被篡改等安全问题，还有效保护了经加密处理的用户数据和隐私，更在属于不同利益主体的多个交易方之间就数据传输和存储上的利益分配问题达成一致，跨越了被称为“物联网悖论”的信任鸿沟，可信任的万物互联最终得以实现。 

      TrustNote拥有非图灵完备的声明式智能合约系统，并对变量运算和合约内部数据的存储进行了改进，大大提升了对复杂应用场景的支持。与图灵完备的智能合约（如Solidity）相比，TrustNote智能合约能直接描述合约期望的目标，表达能力强、易于理解、安全性高，同时还降低了合约的编写难度和出错概率。为进一步简化合约的定义，TrustNote提供可视化的图形界面工具，未来还将开发拥有函数式编程语言特性的新型轻量级合约语言。 

TrustNote公有链的优势和应用 

     合同、交易以及记录它们的账本是组成现代经济、法律、和政治制度的核心要素。它们建立并验证身份和事件，保护组织与个体的资产并在之间设定边界，管理国家、组织、个体之间的交易行为。在互联网3.0时代，管理这些深刻影响全球经济和各行各业的核心要素的技术手段必须赶上社会数字化转型的步伐，从而释放更大的社会价值。在2018年世界经济论坛年会上，世界经济论坛创始人兼执行主席施瓦布认为，承诺解决这些问题的区块链技术将会是“第四次工业革命的关键技术”。

     针对现有区块链技术普遍存在的问题，以“极轻、极速、极趣”为目标，TrustNote构建了全球首个支持挖矿的DAG公有链。其中，DAG公有链支持海量并发交易、交易确认更快；基于工作量证明的共识算法鼓励所有节点公平参与，更公平、更安全、更可信赖；对轻节点和微节点的支持以及节点根据交易占用空间支付交易费用的方式，跨越了被称为“物联网悖论”的信任鸿沟；支持复杂场景的声明式智能合约系统使得类似货物交付后自动向供应商付款等“自动合约履行机制”得以普及。 

     与传统区块链技术相比，TrustNote公有链的优势在于：通过对海量并发、万物互联和高级声明式智能合约的支持，降级去中心化应用的开发难度和技术门槛，支持和促进以高频次交易、跨平台、合约化为特点的去中心化应用和生态的蓬勃发展。无论是针对企业级应用，还是消费级应用，TrustNot均能对下一代的区块链应用提供优秀支持。对于基于区块链的社交网络和游戏等拥有海量用户和高并发交易的大型消费级应用，“极轻、极速、极趣”的TrustNote公有链是目前市场上更好的解决方案。

据Jeff透露， TrustNote将打造一个去中心化的数字通证创建、发行、和运营平台，并在支持多个平台和浏览器（Windows、Mac、Linux、Android、iOS、Chrome、Firefox）的TrustNote钱包中集成场外交易功能。用户可方便地定制个人数字通证，轻松发起资产众筹或首次资产发售，无需编写复杂的智能合约代码，实现数字通证发行零门槛；用户还可通过相应的数字通证网关安全地管理比特币、以太坊、莱特币等主流数字代币钱包，实现数字钱包跨操作系统和入口的统一，无需在钱包间反复切换。   

     Jeff的演讲清晰地指出了区块链发展面临的技术问题，并给出了优秀的解决方案。在参会嘉宾们提出TrustNote很可能代表区块链3.0技术的发展方向时，Jeff表示：“大家都在谈下一代的区块链互联网应用，很多人关心TrustNote未来的工作重点。对此我只想说，TrustNote的目标是让去中心化的应用真正成为人们的一种生活方式。目前，我们在前人基础上做了一些创新，取得了一些成果，但仍需继续努力。非常感谢TrustNote社区的小伙伴们，他们的参与和贡献支持我们一路走到现在。未来，我们仍将坚持沿着随TrustNote技术白皮书发布的项目路线前进，以底层技术创新和开源生态体系实现行业变革，这是时代赋予TrustNote的使命，我们会为此坚定不移，一路前行，不断用行动和产品兑现我们的承诺。”

关于Jeff Zhou

Jeff是区块链软件和芯片研发专家，在数字货币、大数据平台、物联网平台和操作系统核心等领域均有世界领先的技术成果和丰富的产品技术实战经验，拥有多项相关领域发明专利。在创立澳大利亚TrustNote基金会前，Jeff曾在多家上市公司和初创公司担任高管：2013年曾任某数字货币芯片公司CTO，领导开发了世界首款比特币莱特币双挖矿机；曾任某500强集团研发副总裁，全面负责工业物联网平台的研发，打造出世界领先的基于Hyperledger Fabric的IoT区块链平台；曾任某纳斯达克上市芯片企业创业期技术总监，全面负责核心软件和算法，对公司赴美上市做出重要贡献；曾成功研发出世界领先的手机浏览器，后被奇虎360收购并成为奇虎360手机浏览器的核心。

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