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Grabity.io 白皮书

初稿 撰写日期:2018年9月5日 Grabity 白皮书 1.0版

最终修订日期:2018年10月19日 Grabity 白皮书 1.1版

摘要:自二十世纪六十年代互联网的诞生到普及经历了三十多年时间,从2009年比特币出现开始,虽然区块链技术有所发展,但是区块链技术的普及仍然需要技术性能的提高及标准化实现的过程。与二十一世纪初互联网泡沫时期一样,目前很多IT企业为了发展区块链业务,在过渡期的区块链技术里,试图融进过多的内容。正如没有互联网技术就无法形成互联网业务一样,在区块链技术成熟以前,以区块链为基础的商业市场就很难形成。

Grabity把开发一个能够利用计算机闲置资源的公链系统作为首要任务,并努力使之成为区块链的标准化协议。 Grabity将努力创建一个优良的生态系统,让开发者无需承担很多的费用就可以运营服务器,让使用者利用自己的设备就可以成为节点,不需要支付手续费也可以运行DApp应用程序。为此,需要实现同步并发式交易,分布式存储技术的普及化,再加上通过自行开发出来的初始块序位上提(Genesis Hoisting)技术和碎片文件梳理技术(Defrag Function),来构建点对点(P2P)通信最优化的真正意义上的分布式网络。

注意事项:本白皮书上所谈及的加密货币通证(GBT)不是基于以太坊区块链被称为ERC-20的通证,而是指能够在 Orbits Network 主网上使用的通证。

版权所有 © 2018 Grabity Pte. Ltd.

允许任何人在未经授权下,可以按照原来的出处和版权告示中所提及的在非盈利性、教育性的用途(即收费或商业性目的之外) 中使用、复制和传播本白皮书。

免责 条款: Grabity.io白皮书初稿仅用于提供信息。Grabity Pte. Ltd.不对白皮书的准确性或结论做任何保证。本白皮书仅是提供"与原有内容相一致的"内容。 Grabity Pte. Ltd.不作出对任何明示、暗示、法定或其他所有形式的表述作保证及陈述。 Grabity Pte. Ltd.及其附属公司不会对因使用、参考或依照白皮书或白皮书包含的任何内容而引起的任何损害或可能性被通报等而去承担任何责任。在任何情况下, Grabity Pte. Ltd.不会对任何直接或间接性、后果性、补偿性、附属性、实际性、示范性、惩罚性、或者特殊性用途、使用或者不可使用的所有种类的损害、损失、责任、费用或支出而为任何个人和团体所包括的收益、利益、数据、使用、经营权或者其它无形损失承担任何责任。

1. 愿景

互联网的新范式

我们力求将互联网的范式从中心化结构向分布式结构实现革命性地转变。

我们要改变互联网的范式,通过构建公链将任何人都已经拥有的智能手机 、平板电脑、 个人电脑等计算机资源进行共享,将中心化系统向去中心化的分布式系统转变。

Grabity 为了实现将中心化系统向去中心化的分布式结构转变,改变互联网的范式,打造了Orbits 网络系统公链项目。随着现今硬件性能飞跃式地发展,智能手机的性能已经超越了以前服务器的性能,但是存储空间和计算能力并没有得到100%的应用。 任何人如果把已经拥有的智能手机、平板电脑、个人计算机等设备的闲置资源或不使用的设备等利用起来并拿出来分享的话,可以根据提供资源的多少获得相应的奖励。DApp的开发者可以通过利用算机资源的分享,而可以花费更少的费用来运营服务器。如果Grabity的项目能够达到普及化阶段的话,那么任何人都可以充当和使用分布式节点,从而实现互联网范式的转变。

2. 引言

2.1. 互联网的范式

现在的互联网技术是在原有TCP/IP 协议基础上构建的全球性网络,二十世纪六十年代开始开发,到二十世纪九十年代实现了商业化。

互联网的历史是从二十世纪六十年代分组交换网络的构建开始的,首篇关于目前计算机媒体沟通方式的分组交换理论的论文,是由出身于麻省理工学院的伦纳德·克兰罗克发表于1961年 。1969年 开发出了像阿帕网(ARPANET)一样可以使网络相互连接的协议 ,可以将互不相连的多个网变成一个网络。

二十世纪七十年代中期,出现了台式机和1200bps的猫(调制解调器)以后电脑媒介传播 CMC ( Computer- Mediatedcommunication ) 分布式网络的模式也开始出现了。 另一方面,互联网的开发,对互联网用户的拓展起到了巨大的推动作用。这是一种近距离通信网(Local Area Network, LAN 局域网)的概念,是目前互联网组成元素中最基本的模型。二十世纪七十年代,随着基础系统和应用软件开发出来以后,网络的规模开始出现了飞跃式的扩展。

不过到了二十世纪八十年代以后,互联网的管理和运营成为了一个很大的难题。为了应对环境带来的变化,举例来说开发出了例如像域名一样的系统。 在互联网的初期,主机的数量比较少,单一的主机表就可以满足要求,但是随着主机数量的增多,主机的名字和地址记忆起来开始变得困难,于是开发出了DNS(域名)系统,1984年开始引入了该系统后,主机数量当年便突破了1,000台。到了1983年, 兼具TCP和IP功能的互联网协议组(TCP/IP)成为了标准化协议, 其中的IP具有传递包的功能, TCP 具有可以控制流量以及可以修复已丢失包的功能。

互联网向大众用户实质性地推广并形成普及化,已经是二十世纪九十年代年以后的事情了。在1989年,主机数量突破了10万台,但仅仅经过一年以后的1990年,主机数量却超过了30万台。在这个时期,最初的互联网搜索引擎Archie开发了出来,像现在一样的商业性互联网服务(ISP)也登上了舞台。 互联网商业化决定性的转机,是从1991年万维网( WorldWideWeb)开发、推广以后开始的,互联网能够得以发展原因,是因为开发出了用户使用起来非常方便的浏览器。

二十世纪九十年代中期以后,随着使用者容易操作的网络数的增加,价格低廉性能良好的PC机的普及,通信基础设施的扩大、发展,对互联网的文化和商业方面都产生了巨大的影响。这些不仅包括电子邮件、实时通讯、视频通话,还包括博客、社交媒体、网上购物商城等,形成成了一个万维网。从调制解调器到光纤以及LTE无线通信,克服了互联网速度和空间的极限而发展到了现在。

2.2. 区块链技术

区块链是在任何人可以阅览的账本上,透明地记录交易内容,在多个节点上复制、存储以后, 通过多数节点来验证记录的内容以防止黑客的侵袭,并将数据分布式存储的技术。

中心化金融系统的问题,在2007年全球金融危机中得到了暴露。为了从美元为中心的金融资本权力中摆脱出来,中本聪于2009年提出了在无法互相信赖的点对点环境下,可以安全地实现金融交易的区块链技术。

区块链是将数据装入区块中以链的方式相连接,许许多多的计算机同时将该内容复制、存储的分布式数据存储技术,也称作公共交易账本。不是在中心服务器上将交易记录存储,而是所有用户将相同的交易记录一模一样地保存下来。每次交易时,所有交易的参与者共享信息,彼此相互对比验证而防止伪造和篡改数据。

这种区块链的技术应用到了比特币上,何人都可以公开透明地在账本上将交易内容记录下来,节点们每10分钟做一次验证,以防止黑客的侵袭。此外,由于比特币是完全匿名性交易,任何人只要有计算机和互联网就可以开立账户。

2014年,V神(Vitalik Buterin 维塔利克 ˙布特林 )开发了以太坊,区块链迎来了重大的变化。 以太坊从是从比特币分叉出来的,具备了智能合约的功能。智能合约是将合同条件记录在区块链上,并在满足合同条件时会自动履行合同的应用程序。智能合约不仅可以用于金融交易,而且几乎可以用于所有产业之中,因此区块链技术的应用范围得到了拓展。

2.3. 互联网信任的演进

为了将互联网的范式转变,需要建立以技术为基础的信任。目前需要的是在区块链技术中,将现有中心化信任结构,通过去中心化的过程,向分布式结构进化。

由于特定技术的发展,假设能够形成新的范式。但是,要转变成为新的范式需要什么样的要素呢?想从形成已久的模式中摆脱出来,转变成为新的模式,其力量的源泉就是要靠信任。

现在的互联网是中央集权化的,此外,在互联网上造假要比线下来的容易。但是我们大部分希望进行公平交易,并且相信互联网会做到这一点而加以信任。这种信任不可以因为一部分怀有恶意的人而遭到损毁,哪怕是多少牺牲一些便利也要构建一个更加值得信赖的互联网社会。

中央集权化的互联网因为区块链技术而向去中心化结构的方向发生着变化,比较有代表性的是加密货币将区块链交易的内容储存起来,让任何人都可以看得到,每次交易时都采用与已经存储的内容进行比较验证的方法,防止数据的篡改。除此之外,还可以在电子结算、数码认证、货物追踪系统、P2P贷款、电子投票、车辆共享、医疗记录管理等需要信任证明的多种多样的领域中应用。目前,区块链技术正通过以太坊平台加速发展,但平台使用费用的增加和交易处理速度的局限性等,仍旧是有待解决的课题。

可是,现在去中心化平台的治理部分、通证的分配、项目的运营和管理部分,正在朝中心化结构的方向回归,而DApp则是由中心化的服务器和混合式服务器来运营。分布式账本技术是在没有中心服务器或者中心管理者控制的状态下,由分布式网络的各个节点共享数据库的数据并持续保持同步的技术。分布式账本技术(DLT: Distributed Ledger Technology)的发展,将摆脱服务器-顾客的结构,实现并构建由节点组成的真正的分布式网络。

2.4. 分布式账本技术的未来

初次应用区块链技术而开发出的比特币,已历经九年时间。分布式账本技术的未来将如何发展?还有什么时候可以实现商业化呢?这可以通过互联网技术的发展和商业化的进程进行预测,分布式账本技术须优先克服技术上的局限性和实现标准化之后才能到其普及

1969年始于ARPANET的互联网,经过全世界14年技术的研发,在1983年形成了TCP/IP标准协议。八年后的1991年,万维网的开发使互联网得以普及。其后的1995年到2000年,随着互联网泡沫的兴起,大家竞相投身到互联网的领域中。众多的IT企业所尝试的互联网服务,由于处在过渡期的技术中融合了太多的东西,并且超前于时代,其结果是大量的创投企业出现了倒闭。

目前区块链产业在发展技术的同时,也试图将其实现商业化,结果出现了类似互联网泡沫的经济现象。人们在缺少对区块链技术信任的时候,对新模式的接受会比较困难,这些也都将影响市场(商业化)的形成。同互联网初创期发展一样,分布式账本技术也会按照相类似的进程发展,不过由于分布式账本技术是在利用互联网的基础设施,所以可以预见其发展的速度将会快几倍。就像没有互联网技术就不会存在互联网生意一样,只有在开发出能够在现实生活中使用的分布式账本技术以后,应用区块链技术的商业活动才会得到拓展。 分布式账本的普及需要面对以下几个课题: 首先,处理的速度要快。看看现在比特币(7 TPS)和以太坊(20 TPS)速度,就知道其速度的局限性了。像“链养猫”事件一样,以太坊的交易在大量集中时, 因为处理速度低下,导致整个网络瘫痪的现象出现了好多次。区块链要想实现像互联网一样在现实生活中得到应用,需要伴随着出现比目前隔离见证技术(SegWit)、 闪电网络技术(Lightening)、雷电技术 (Raiden)、分片技术 (Sharding)更加能够根本性解决问题的技术。

其次, 需要降低使用费用,目前,大部分区块链的用户在承担所有的费用(Gas)。 为了推进区块链的普及,像我们每次在使用互联网时不需要支付费用一样,要改善现在的费用结构。

第三,要提高数据储存的效率。不断产生的账本和智能合约的垃圾数据等将在区块链里面永久性地储存, 按照现在以太坊为准,所有的完整节点,要将从创世块开始到现在累积起来超过1TB的所有数据都保存起来,轻节点(Light Node)的容量也要超过150GB,这将导致进入的壁垒变高,会使整个网络的效率变得低下。比起保证数据的完整性来讲,更需要高效的数据存储结构。

第四,需要做出完全分布式结构的DApp。现在DApp结构是App和DApp 混合式模式的App。DApp的数据库存储在区块链中,而运行代码则在中心服务器上运行,虽然可以通过区块链保护数据,但是当中央服务器出现问题时,系统就会瘫痪,存在结构上脆弱的一面。 因此,要把数据库和DApp的源文件都做成分布式结构, 才可以真正实现去中心化。

第五,要开发普适的开发环境。以太坊在有限的环境下,选用了并非普遍使用的(Solidity)语言,开发人员进入的壁垒变高,开发更多种类的DApp就会变得困难。如果提供可以普遍使用的语言开发环境,将会有更多的开发人员更容易地参与进来,会开发出更多的热门应用程序软件(Killing App)。

最后,就是多数来参与进行的无缺陷性验证了。现在的区块链网络是一定程度上的中心化结构。采用工作量证明方式的项目是被财团和矿池的经营者所控制,权益证明机制则是被资本所被蚕食的结构,委托权益证明方式的治理结构也并没有得到完善,其结果是被少数人控制,即只有形成由多数参与的无缺陷性验证与共识,才会使真正意义上的区块链能够将现有的中央集权化以及被少数人掌控的格局弱化。为了保持真正意义上的分布式系统,需要向多数节点可以参与系统的结构发展。

3. Project 项目

3.1. Orbits 网络

优化的无线通信体系,真正的分布式系统

< 主题 >

Orbits 网络系统作为Grabity分布式主网,利用所有与有线/无线网络相连接的计算机资源,力求构建真正的分布式点对点(P2P)网络系统。Orbits 网络系统的交易可以实现快速、同步、并发式处理,交易记录可以通过应用初始块序位上提技术( Genesis Hoisting)而高效地管理。此外,将智能合约和源文件(Resource File)通过分布式存储技术和 碎片文件梳理技术(Defrag Function)将其中一部分内容分割并储存到各个节点,需要的时候,再将各个部分有序地呼出,按照连续播送(Streaming)的方式运行。

< 架构 >

  1. 网络层:点对点(P2P)为基础的覆盖网络。节点之间通过相应的层,对交易做验证后进行传播,其核心是对基本网络的带宽幅度进行最大程度的利用。
  2. 数据层:是区块链数据结构和物理性的存储空间,储存着包含有默克尔树、哈希函数、数据块、数字签名等内容的区块和去中心化应用程序软件(DApp)文件。
  3. 共识层:发生交易的使用者节点,首先直接检验自身的交易,然后将交易内容共享给周边节点,获得周边节点过半数以上验证通过的交易内容,将被生成区块。这些区块将被传播到别的节点,如果有被判定为通过恶意攻击而形成的区块,交易内容将被初始化,该区块会被验证过的完整的交易内容所覆盖并保持与系统同步。
  4. 应用程序层: 区块链的上端提供应用程序的接口(Interface),起到与使用智能合约、虚拟机、DApp等数据的用户直接相连接的作用。
  5. 管理层: 为构建开发生态环境,提供控件(TOOLKIT)和软件程序开发包(SDK),成为第三方角色。

< 节点 >

超级节点:是保存所有交易内容和源文件的节点. 保持数据的完整性、保持与宏结点和微小节点的同步化, 调用智能合约时,将判断文件内容是否有伪造的哈希值传达给宏结点和微小节点。

宏结点:是指通过参与Orbits 网络系统获取GBT的节点。起到处理和验证其它节点的交易,提供和存储源文件的作用。

微小节点:是分享一部分交易内容,一时性处理和验证自己和别人交易的节点。

< 特点 >

Orbits网络系统的主要特征包括:可以同步并发式地进行交易,可以分布式地存储数据文件和运行程序文件,独有的初始块序位上提(Genesis Hoisting)技术和“碎片文件梳理“(Defragment Function)技术四个部分。

处理 储存
账本 并发式交易 初始块序号上提
去中心化应用程序文件 碎片文件梳理 分布式存储

3.1.1. 并发式交易

依照次序进行交易的结构存在处理速度的局限性,会带来扩展性的问题。解决扩展性问题的根本措施是实现同步并发式交易模式。在Orbits 网络系统上所要实现的同步并发式交易的基本模式,是指一个节点作为使用者,在自身发生交易的同时又进行交易的处理和验证的生产者模式。以往的模式是交易量越大网络的超负荷问题就会越严重,而我们的模式在结构上与之不同,交易量越大则参与交易验证的节点也会同步增多,因此可以解决扩展性问题。由于是同步并发式交易模式,不需要将交易积攒起来再处理,在一个交易发生的同时生成一个区块,依靠自身和周边的节点对有效性进行验证,然后将区块储存到自身和周边的节点上。

3.1.2. 初始块序位上提

目前区块链的结构是随着时间的增长,各个节点里积累的分布式账本的容量也会随之增大,因此网络的效率也会变得低下,扩展性也会降低。但是,要实现区块链普及的话,让更多的节点能够自由地参与进来却是必须的, 初始块序位上提技术就是为此而研发出来的。初始块序位上提,就是各个节点的储存空间达到一定的程度时,就会将节点内分布式文件的内容进行清算、重置,将所有的区块传输到超级节点。在清算后进行重置的过程中,会得到比原有区块的序位号更大的一个序号,好像将原来的区块不断向上垒起来一样, 于是将其称为初始块序位上提。

3.1.3. 分布式存储

目前DApp的模式是将数据存储到区块链而将源文件在中央服务器上运行。由于区块链的技术和通信技术的局限,采用了混合模式。这种结构虽然通过区块链技术可以将数据保护起来,但是中央服务器瘫痪的话,系统就会崩溃。真正的分布式应用程序软件(App)是需要把源文件也实现分布式的存储和驱动。可是如果将源文件也要存储到区块链上的话,容量会呈几何倍数增加,因此需要高效的存储系统和处理系统。目前的方式是将函数的整体都堆积到内存里,在需要使用特定函数的功能时,接近其地址并读取内容;而Orbits网络系统则与其不同,将程序源文件的函数按照基本单位进行哈希值化,再分散存储。

3.1.4. 碎片文件梳理功能

碎片文件梳理功能是指实时地采用连续播放(Streaming)的方式将应用程序软件呼出调用的技术。将构成程序软件源文件的函数按照基本单位分散存储,呼出时与其它节点的哈希值进行比较验证以防止伪造和篡改。由于采用碎片文件梳理技术,无需将所有源文件存储,不使用或者使用频率比较低的函数可以不储存,以此可以减少存储空间的负担,可以保持网络的高效性能。

3.2. 行星钱包

行星钱包是Obits网络上的节点客户、官方钱包。为了争取用户,在主网上市前,将实现保管代币和用手机号码就可以方便地进行代币转账的功能,实现在应用程序软件内与交易所联动、进行代币的买卖等功能。主网上市后,将追加节点应用程序软件功能和DApp商店的功能。

4. 生态系统

Grabity的生态系统由节点、社区、去中心化应用软件、平台联结而成,各组成主体依靠代币经济为基础,为生态系统做出贡献。为了使我们的生态系统运行及发展,构建了如下所述的代币经济和各种必要的条件体系。

4.1. 通证经济

GBT的需求

  1. 计算机资源的需求者需要购买GBT。
  2. 想参与基于Orbits网络开发的去中心化应用程序软件(DApp)所进行的ICO,需要购买GBT。
  3. GBT作为DApp的基础代币,DApp使用者数量增多话,可以预期GBT的购买者会增加。
  4. 主网上市以后,对提供计算机算力的奖励是依照提供算力和持有量作为标准,可以期待GBT的需求会增加。

GBT的供给

为了项目的开发和运行,初期的10,000,000,000个GBT将在以太坊网络上发行。以ERC20协议为基础的GBT,在主网上线后,将被Obits网络系统上发行的GBT所替代。此外,主网上线后,为了对提供GBT资源者进行奖励,考虑一部分的通胀因素,会增发一些代币。通胀的比例虽然会波动,但为了保护代币持有者和生态参与者们的利益,决定增发的数量每年不会超过5%。

参与GBT生态界的奖励

计算机算力资源的购买者,可以支付比以往更低廉的费用来构建服务器和维持其运行,通过使用GBT来应用Orbits 网络系统。计算机资源的提供者,通过将空闲或闲置的设备资源贡献给Orbits网络而获取GBT。

4.2. DApp 去中心化的应用程序软件

主网的价值在于其保有多少DApp使用者。大部分DApp的使用者是从原来使用App的用户中转化而来,为此,Grabity为以往App的用户提供了非常熟悉的模式即DApp商店。使用DApp必备的要素是代币能够自由地保管和交易,因此将DApp商店与钱包和交易所联动,并推出PC和手机版本。DApp将按照游戏、金融、社交网络、媒体、健康、教育、音乐等多种类别进行划分。目录里面的顺序和综合排序按照日平均使用者数、满足度、交易发生量、开发频度等综合考虑的算法来决定。

5. 路线图

2018 第四季度

智能合约发布

按照ERC20协议发行代币

2019 第一季度

开发网络层(构建点对点覆盖网络)

行星钱包上线(安卓和苹果模式 )

2019 第二季度

开发数据层

开发共识层

2019 第三季度

Orbits 网络 测试版

开发节点客户

开发区块资源管理器

2019 第四季度

开发App层

2020 第一季度

开发管理层

2020 第二季度

Orbits网络上线

以GBT为基础的去中心化交易所(DEX)、DApp 商店上线。

6. 代币销售

-代币总量 : 10,000,000,000 GBT -代币销售总量: 7,000,000,000 GBT -代币销售量占总发行量的比率 : 70% -硬顶: 30,000,000 USD -软顶: 10,000,000 USD -预售和众筹的数量以外的部分在私募阶段销售。 -未销售的代币部分将被销毁处理。

预售 众筹
代币销售比率 20% 30%
奖励 10% 0%

< 代币的分配 >

项目 分配量
代币销售和促售活动 70%
合作伙伴及顾问 5%
Grabity团队 15%
市场营销和推广 10%

< 资金的使用 >

项目 使用量
技术开发 50%
生态建设 20%
业务开发 10%
营销 10%
备用 10%

参考文献

  1. Nakamoto, S. 31 October 2008. "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System". Also known as the Bitcoin whitepaper. http://nakamotoinstitute.org/bitcoin/. http://bitcoin.org/bitcoin.pdf.
  2. W. Dai, "b-money," http://www.weidai.com/bmoney.txt
  3. S. Haber, W.S. Stornetta, "How to time-stamp a digital document," In Journal of Cryptology
  4. D. Bayer, S. Haber, W.S. Stornetta, "Improving the efficiency and reliability of digital time-stamping," In Sequences II: Methods in Communication, Security and Computer Science
  5. R.C. Merkle, "Protocols for public key cryptosystems," In Proc. 1980 Symposium on Security and Privacy, IEEE Computer Society
  6. Ethereum: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper
  7. EOS.IO: https://github.com/EOSIO/Documentation/blob/master/TechnicalWhitePaper.md
  8. Smart contracts: https://en.bitcoin.it/wiki/Contracts
  9. Merkle trees: http://en.wikipedia.org/wiki/Merkle_tree
  10. GHOST: https://eprint.iacr.org/2013/881.pdf
  11. Ethereum Merkle Patricia trees: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/%5BEnglish%5D-Patricia-Tree
  12. Elliptic-curve cryptography (ECC): https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic-curve_cryptography
  13. IPFS: https://docs.ipfs.io/