下一代分散式区块链平台“Enecuum”的基本原理解析

货币对经济的关系，相当于言语对表达能力的关系：其通过自然的历史竞争成型，包含借用的特征，且在翻译过程中会丢失一些东西。语言的发展与其用户数量以及所说/所写/所读资料（即其中的“交易”）数量成正比。使其活着且免于灭绝的是其周转以及与达尔文主义相符的变化适应能力。大多数传统货币自然发展，如同大多数方言随着时间的推移经历了规范化并通过逐渐使用而取得了成功。尽管人造语言声称，由于精心策划特征以及诸如不规则动词之类残遗现象的乏官而能够取得全球性成功，但终于遭遇了失败。

既然我们已经进入了加密货币与区块链的世界，尽管它们也是一种人造语言，但很明显，所获得的变化适应能力是使平台成为首选交易手段的关键因素。许多有名的区块链具有僵硬与笨拙的设计，而 Enecuum 的区域链具有高度适应性与真正的分散性，参与者能够投票选择所需的新变化，而无需因此修改协议。同时，如果需要，还可以通过退出协议修改版引入经过调整的区块链参数。所有下述的技术说明共享相同的核心理念：我们相信通过增强的隐私性、安全性与可扩展性，且更重要的是通过改变与适应能力我们使 Enecuum 成为未来的区块链，其运用已成定局。我们培养出根深蒂固的区块链。

产品说明

Enecuum 被设计为下一代分散式区块链平台，具有独特的特征，有能力帮助实现大量安全且可扩展的区块链服务与分散式应用程序。

与其他平台相比，Enecuum 的核心优势之一是 HyperDAG。这是一种用于存储与编写交易的数据模型，具有灵活的设置，为区块链技术的实际应用提供了新的机会。 HyperDAG 支持创建单独的分支，其中可以定制规则以解决许多潜在的业务问题，包括以低成本快速处理大量交易的能力。此外，该解决方案允许将能够顺利解决可扩展性问题的“分片”技术集成到其中。

Enecuum 使用混合式一致性算法，将工作量证明（“PoW”）、权益证明（“PoS”）与行动证明（“PoA”）算法相结合，作为其共识机制的一部分。建议通过 Enecuum 在现实世界环境中首次应用 PoA。 利用共识机制的组合，可以从连接到网络的几乎任何一种设备确认交易。这又带来系统尽可能的分散化，意味着 Enecuum 可能对各类的攻击具有高度抵抗力。

Enecuum 开发了“SHARNELL 智能合约”以在 Enecuum 平台上运行。这些合约完全由公式与面向业务的线性逻辑组成。 SHARNELL 智能合约旨在为 Enecuum 的高安全级别做出贡献。

线性逻辑允许在智能合约发布到系统之前对其进行可靠的自动验证，我们相信这可以显着降低系统中潜在的漏洞、误用、冻结、僵局与其他不良后果。

Enecuum 系统的一个优点是其高度适应能力。用户可以参与到其开发并为其他参与者关于改进系统功能的建议进行投票。有两种方法可以引入系统参数的变化：

 在 GitHub 项目存储库进行分支并提供协议的修改版（很可能由经验丰富的开发人员使用）；或者

 投票调整任何不需要协议修改的网络参数。

后者的能力由系统架构提供，并且可以由 ENQ 的所有持有者使用，ENQ 是按设想在 Enecuum 上运行的原生加密数字代币。在测试期之后，按照设想投票算法予以开放，供用户提出 Enecuum 共识模型的变化。在测试期间，Enecuum 团队建议保留对协议的控制权，以便进行测试与调试。

Enecuum 是使用 Haskell 开发的，Haskell 是一种编程语言，具有执行的稳定性与副作用的低可能性等特征。 已选择 Cryptonight 的自定义版本（Keccak + AES + X11）作为核心加密协议，因为它对专用集成电路（“ASIC”）设备具有高抗性。

ENQ 是 Enecuum 的原生代币。 按照设想，ENQ 根据系统特定参数生成，并支付给矿工作为利用计算能力的奖励。ENQ 可以免费接收与发送，还可以用作向网络发布智能合约、在智能合约上执行复杂数学计算、创建自定义宏块、新代币与分支以及参与 PoS 挖掘的付费。

1. 交易

在我们看来，在分布式登记薄中存储交易有两种广义方法：

 作为区块（比特币、以太坊与许多其他）；与

 作为有向无环图（“DAG”）——（IOTA、Byteball、Universa）。

前者的优点是其高可靠性，这是通过网络中所有节点之间的 100％登记薄复制来实现的。但是，该方法对网络速度与可扩展性施加了某些限制。在后者即 DAG 中，没有区块，并且每个新进的交易会指向多个先前的交易，以之有效验证。因此，此类登记薄可以快速处理大量交易，但其安全级别引起了社区的某些忧虑。

我们致力于将这两种方法结合起来，并创建称为“HyperDAG”的全新交易记录方法。其与 DAG 的主要区别在于，进入系统的交易不仅可以引用单个先前的交易，还可以引用位于区块中的一组交易（图 2）。通过这种方式，HyperDAG 顺利容纳了两种方法的优点，同时弥补了上述实质性缺陷，因此其能够每秒处理数千个交易，同时具有高级别的加密保护以防止攻击。

这种表示交易的方法为交易分类、分析与抽样提供更大空间。例如，可以在一个网络中创建不同的分支（区块链），并且还应用分片技术来提高网络速度并消除所有节点之间 100％登记薄复制的需要。

按设想，在 Enecuum 中，交易有几个参数：复制、分片以及服务质量（称为“QS”，此中是指交易速度）。 复制增加系统的整体安全性，但降低网络速度。 分片产生相反的效果。默认情况下，复制为 30％，分片为 30％，QS 为无。

更改这些设置的选项旨在允许轻松扩展以及在系统的各个分支内创建独特服务。

2. 区块

在 Enecuum 中，按照设想，区块的规模没有固定值，可能从 4 KB 到 4 MB 不等。实质上，可以创建最小规模的区块以达到每个操作最小速度延迟，并且随着网络负载的增加，区块的规模也会增加。在用户需要大于 4 MB 区块的情况下，系统还支持将任意数量的区块组合成宏块，从而允许在区块链上存储大量数据。

按照设想，比特币-NG 协议被引入到 Enecuum 宏块中，以减少区块创建之间的延迟，从而实时创建宏块内的每个微块，并在其到达时立即将交易添加到区块链中。通过这种方式，我们不必等到宏块完成、找到其哈希、其在网络上的所有节点中实现同步——相反，微块可以在宏块内同时生成。

在结构上，一个区块由 3 个主要部分组成，如下图所示：

3. 分支

使用 HyperDAG 存储与实现交易可以创建仅包含同类交易的分支（区块链）。 实质上，每个分支都是一个单独的区块链，同时也是整个系统的一部分。每个分支可以规定其特定规则来创建与验证新区块。节点不必复制所有 Enecuum 辅助性分支。

示意性地，按分支安排区块的过程在图 6 中所示。

按照设想，该系统的主要分支如下：

1.交易分支：旨在包括 ENQ 用户之间的所有普通交易。

2.发行分支：旨在包括产生新 ENQ 作为挖矿奖励的交易。

3.统计分支：旨在积累与分析系统运作的统计数据。此分支包含有关节点总数、挖矿记录、区块规模以及多个其他参数（包括 PoA 挖矿奖励规模）。

此外，按照设想，Enecuum 支持创建下述的其他分支：

1.生态分支：旨在发现验证失败的可疑操作与交易。例如，如果新创建的钱包发送异常大量的外发交易，这些交易先进入生态分支进行详细分析。

2.票证分支：旨在通过门票实现不同场景的机会。门票用于允许创建与访问专用的区块链分支，我们将其称为“票证分支”。例如，如果用户创建门票并在该票证分支上发行代币，则涉及此门票的所有操作都可以加密并存储在此专用分支中。此外，这些票证分支可以具有其自己的规则，例如，所有节点都可以被视为有效，来自它们的交易可以更快地处理，因为不需要所有网络成员之间的共识。

3.服务分支：旨在提供分散的服务，例如，用于投票、调查、即时通讯、文档管理等。服务分支中的交易可以包括附加信息，从而达到足够高的灵活性，以将区块链运用到许多业务问题的解决。

4.数据分支，可以作为分散的存储库。基本原理与 BitTorrent 协议类似，但是，Enecuum 不是传统的哈希法，而是提出自己的解决方案——无缝哈希算法，旨在允许对加密文件中任何大小的部分进行授权访问，而无需再次在节点之间二度哈希与分享哈希表，这在 BitTorrent 中无法实现。

4. 混合共识算法（PoW、PoA、PoS）

在 Enecuum 中，建议通过以下三种挖矿算法之间的相互作用来实现共识：工作量证明（“PoW”），行动证明（“PoA”）与权益证明（“PoS”）。 通过这种组合可以实现高度的网络分散，同时显着提高网络安全级别与速度。

按照设想，在 Enecuum 中实现的交易验证过程可以大致分为对应于上述算法的 3 个阶段。

第一阶段：

第一阶段有两种方法。常规方法是，连接到 PoW 网络的矿工并行地计算不同规模的区块的哈希，各个针对其相应的块。在找到满足其复杂性当前要求的哈希之后，矿工用交易填充该块并将其转移到网络中，以用于涉及 PoA 矿工交易验证的第二阶段。 第二种方法是让 PoW 矿工计算哈希值，创建一个宏块并保持开放状态，以便 PoA 矿工团队用包含交易的微块填充该宏块。

第二阶段：

在第二阶段中，分成小组的 PoA 矿工与所选择的 PoW 方法相对应。在上述第一个 PoW 方法的情况下，他们检查转移区块标头中的哈希并验证区块中的交易。在第二种 PoW 方法的情况下，他们检查转移区块头部中的哈希并，创建微块，用交易填充微块，并将其发送到 PoW 矿工的宏块。整体上，一个团队向宏块发送 62 个微块，每个微块包含 40 个交易。然后，根据区块中包含的交易，PoA 矿工将其附加到系统的某一个分支。检查区块哈希的正确性不需要很大的计算能力，甚至可以通过包括移动电话在内的简单设备来执行该操作。

这同样适用于微块创建、填充交易以及交易验证。 PoA 团队形成过程涉及到计算哈希以进入团队。每个团队最多可以有 64 个参与者，并根据对几个参数的分析进行组织，包括节点的地理位置与其他参数，以达到最高的共识安全级别。

第三阶段：

在第三阶段中，PoS 矿工不断重新检查系统中所有钱包的余额。按照设想，PoS 矿工进行这种活动应按发行百分比获得部分挖矿奖励。奖励根据两种方式取决于矿工的余额：第一，系统确定获得奖励所需的余额上限与下限，在此范围之外矿工无法获得任何奖励，第二，奖励随着 PoS 矿工的余额从下限增长到上限而增加。

与网络在发现有效区块后立即生成新币的现有奖励方法相比，Enecuum 在此阶段发布添加到钱包余额的标记，而实际挖矿支付平均每日执行一次。通过这种方式，系统受到保护以免受对挖矿算法的可能攻击以及获得对大多数计算能力控制的试图（例如通过 ASICS）。

默认情况下，挖矿奖励在参与者之间按如下比例分配：PoA - 70％，PoW - 20％，PoS - 10％。但是，统计分支的存在使系统能够控制这种分配方案，保护其利益免受可能的滥用。

5. SHARNELL 智能合约

Enecuum 中的智能合约建议用 JavaScript 编写并在 Google 的 V8 引擎上执行。系统支持两种类型的合约：

1.“轻型”（逻辑）智能合约，建议仅由数学公式组成，并基于面向业务的 SHARNELL 线性逻辑。线性逻辑是完全可预测的，因此可以将潜在漏洞的可能性降至最低。

按照设想，逻辑智能合约由包含条件与参数的“数据卡”以及公式本身组成，其中的公式考虑到上述条件与参数、其可能完全或部分达到与实现。根据设想，将逻辑合约的每个条件放在数据卡中并分配相应的符号。

之后，创建完全反映合约条款的数学公式。 N演算系统用于确保计算并行运行。

这种智能合约非常适合执行最常见的操作与交易，例如多重签名技术、托管等。建议在我们系统的第一个版本中，它们将通过基于 Petri Nets 的图形编辑器创建。

2.“重型”智能合约按设想包含用于解决更复杂问题的代码，例如进行科学计算与训练神经网络。这些在系统的专用分支中执行，并支付计算费用。 建议用 ENQ 按用户定义的费率给出这种计算的付费。还建议其使用 π 演算系统，并使用会话类型的频道系统。

6. 门票与标记

如前所述，Enecuum 旨在支持“门票”（也称为“票证”，如适用）的概念。 票证是加密代理用品，类似于代币，可以由系统的任何用户创建。门票用于创建专用分支，其中没有意向进行 ENQ流通。门票既用作相应分支的访问密钥，也用作该分支中交易的解密密钥，并且可以在 Enecuum的用户之间自由转交。

门票可以是相应票证分支中接受的交易媒介。建议通过相应的门票将这些代币转换为 ENQ。

票证分支的主要目的是促进创建基于区块链的灵活环境，以便企业与客户之间轻松互动。

“标记”是另一种旨在扩展 Enecuum 功能的工具。标记用于对代币、交易或钱包添加标签，并不作为单独的单元存在，仅能与支付单元结合。标记用于表示所标对象的特定功能，并确保严格执行规定的术语或特定任务。 按照设想，标记是最终的，不可逆转的，其不能改变，并在创建之前确定。

Enecuum 旨在提供以下类型的标记：

• 交易加速标记促进更高的交易速度。

• 验证报酬标记在统计分支中的数据累积后转换为 ENQ。

用途

1. 初始硬币发行平台

按照设想，Enecuum 区块链的高吞吐量旨在允许初创公司以任何规模筹集资金，而不存在网络挂起的风险。因此，数字货币首发（“ICO”）参与者有把握他们可以参加 ICO 并快速获得其代币。由于 Enecuum 中的智能合约建议采用 JavaScript，对于任何 Web 开发人员而言都很容易编写，创建成本可能会显着减少。此外，使用线性逻辑有助于消除智能合约代码中的潜在漏洞，并有助于尽量降低黑客攻击的风险。

“取消模式”允许发行人实施复杂的 ICO，在流程的任何阶段逐步募集资金并将资金返还给参与者。类似于 ERC-20 记号的系统特定的代币记号旨在简化在 ICO 之后将基于 Enecuum 创建的代币引入到加密货币交换服务中。

代币发行人将负责其代币用途的适当设计，并确保其代币符合全部所适用的法律与监管责任。

2. 金融服务与支付的基础设施

我们的目标是通过使用 Enecuum 的门票与标记使得银行、政府机构与交易性组织能够可靠控制所收到信贷与预算资金的定向支出。还可以利用 Enecuum 基础设施来实现安全有效的支付。例如，银行可以具备客户数据库，并在其中根据其业务性质（建筑公司、工业设备供应商等）对客户进行分类。银行可以以具有特定且独特标记的代币向客户发放定向贷款。客户只能使用这些代币向某些预定义的单位付款，并只能根据已发放贷款的目的使用这些代币。

此外，由于向交易添加注释的能力可以创建基于区块链的保险服务，其中保留每个客户的历史纪录。该服务可以将用户评级直接保留在区块链上，并通过智能合约进行自动计算而存储每个用户的保险范围信息。

3. 分布式计算

Enecuum 致力于在特定分支中运行“重型”智能合约。 Enecuum 还旨在允许复杂的计算，尽管这需要高计算能力，但不会增加主要 Enecuum 主支上的工作量（对神经网络训练、科学计算、渲染计算机图形、JS 库等有用）。 按照设想，使用此类“重型”智能合约付费按灵活的汇率以 ENQ进行，类似于以太坊区块链中的交易价格概念。在 创建执行计算的请求时，客户设定价格，矿工决定是否愿意为其任务提供计算能力。在矿工同意这些条款的情况下，客户资金由智能合约保留以备将来付款。当任务完成并产生有效结果时，资金将被释放并自动转移给矿工。

4. 分散存储

分片技术的应用与更改交易复制参数的能力允许有效使用用户设备上的磁盘空间。 例如，如果 4个用户各提供 5 GB 的空间，并且复制与分片参数设置为 50％，则有效的文件存储容量为 10 GB。将此模式外推到整个网络，“全球分散磁盘”的规模将按比例增长，同时保持数据的可用性与足够高的访问速度。这意味着用户将来可以在 Enecuum 区块链之上构建分散托管、云数据存储服务与内容交付网络等服务。

而且，通过在这些数据分支之上应用 SHARNELL 智能合约与门票作为加密密钥，用户可以创建复杂的付费访问服务，其中包含以代币付费的分散（与不可变）内容。

5. 微交易与物联网应用

Enecuum 系统的工作量将随着 Eneecuum 上的用户数量增多而上涨，分散的应用程序将在 Enecuum区块链之上开发。但是，Enecuum 建议允许创建带有自己共识规则集的单独区块链分支，从而将工作负载从主系统中移除，从而致力于促进矿工的活动，并创造有利于实施微交易服务的条件。

Enecuum 建议对分散式微交易服务实行零交易费，并且在涉及到从单个钱包进行大量微交易的集中式微交易服务的情况下，每笔交易的费用非常低。 例如，每日 10，000，000 个交易可以很容易地记录在几个 10 MB 的大宏块中。费用将按每个区块计算，因此按照设想每笔交易的费用极低。

我们相信这是对 Enecuum 能力在“物联网”方面的完美运用。在各种设备上实现 PoA 挖矿的简单客户端可以完全覆盖其承担的交易费用。此外，Enecuum 网络协议旨在通过在其之间建立网状网络来提供各种设备的高可用性。