KT小白筆記｜第8課 ULORD原鏈及技術優勢(上)
時間：2018年11月14日
講師：ULORD技術團隊/優得學院 Cyber博士
本次課程以下面三大系統來說明ULORD原鏈設計及技術上的優勢：
一、ULORD主節點系統
二、ULORD投票系統
三、ULORD預算系統
為了滿足互聯網數據分發的要求，ULORD原鏈引入了「主節點系統」，將整個主節點網路構造為點對點的文件分發網路，提供海量雲存儲資源和全球統一的可尋址空間存儲資源。
ULORD同時引入了「投票系統」和「預算系統」來確保整個生態的可持續發展。投票系統不僅能對應用層的多種應用進行智能評判，也能輔助預算系統，資助更多的開發者投入ULORD開發，讓整個ULORD生態發展成一個良性的循環，承載更多的應用。
另外，ULORD能與智能合約相容，讓以太坊上的應用移植到ULORD網路上。ULORD也採用了工作量證明和存儲量證明的混合挖礦機制，確保區塊網路的發展不被算力劫持。
一、主節點系統
(一)全節點
全節點是指維持「包含全部交易信息」的完整區塊鏈的節點，精確來說，全節點應該被稱為「完整區塊鏈節點」。
在比特幣發展早期，所有的節點都是全節點，當前的比特幣核心客戶端也是完整的全節點。但在過去的兩年中，出現了許多不需要維持完整區塊鏈的輕量極新型客戶端。
全節點保有從第一個區塊到最新區塊完整的「包含全部交易信息的比特幣區塊鏈拷貝」，並且可以獨立進行建立區塊，以及自主的校驗任何交易信息，而不需要藉助任何其他節點或其他信息來源。
然而，維持全節點的正常運行需要消耗大量的存儲空間和網路流量。因此，目前比特幣網路上的全節點數呈現出逐漸下降的趨勢，使區塊廣播的時間需要額外增加40多秒，社區也提出了許多解決方案，如引入微軟研究的新獎勵計劃，或者bitnose激勵計劃等等，嘗試增加節點數目，但都沒有得到一個好的解決。
(二)簡易支付驗證節點(SPV)
簡易支付驗證節點(簡稱SPV節點)，亦即輕量級客戶端，是指不必存儲完整區塊鏈的情況下進行工作的節點。SPV節點只需下載區塊頭，由此產生不含交易信息的區塊鏈，大小是完整區塊鏈的千分之一。由於SPV節點網路上未包含所有交易的完整信息，因此無法構建所有可用於消費的UTXO的全貌。
完整區塊鏈節點(簡稱全節點)，是沿著區塊鏈按照時間倒敘一直追溯到創世區塊的數千區塊交易，去建構一個驗證鏈；而SPV節點，僅僅只是驗證所有區塊的鏈，並非驗證所有的交易。
例如，一個全節點要檢查30萬號區塊中的某個交易，全節點會把從該區塊開始一直回溯到創世區塊的30萬個區塊全部連接起來，並建立一個完整的UTXO數據庫，通過該UTXO來驗證交易的有效性；相反的，SPV節點會在該交易信息及其所在的區塊之間，用默克爾路徑建立一條路徑，然後等到序號從300,001到300,006的六個區塊堆疊在該交易所在的區塊之上，並通過確立交易的深度是在第300,006區塊至第300,001區塊下，來驗證交易的有效性。事實上，如果網路中的其他節點，都接受了第300,000區塊並在該區塊之上又生成了六個區塊，就可以證明該交易不是雙重支付。
一個交易的存在是有可能對SPV節點隱藏的，因此，SPV節點可以證實某個交易的存在性，但不能驗證某個交易的不存在性。這個漏洞使SPV節點容易遭受「拒絕服務攻擊」或「雙重支付型攻擊」。為了防範這些攻擊，SPV節點需要隨機連接到多個節點，以提高連接到可靠節點的概率。
(三)主節點(Master Node)概念_ 以達世幣(Dash)為例
主節點也是全節點，但主節點必須另外對全網提供一定的服務，並且需要抵押一定量的押金才能加入。
以達世幣(Dash)的主節點系統為例進行介紹：
比特幣網路全節點的銳減的主要原因是缺乏對運行全節點的獎勵，並且隨著全網用戶增多，對帶寬的需求更高，節點運行所需的資金也更多，在成本考量上，節點運行者逐漸採用了輕量級客戶端，而不利於比特幣網路的健康發展。
達世幣提出了分級網路的解決方案，通過引入主節點系統，組成穩定的骨乾網路，同時解決通信延遲的問題。
1. 達世幣底層是比特幣，正如比特幣網路一樣，主節點也是全節點，但同時必須對全網提供一定的服務，以及抵押一定量的押金。押金不會丟失，在主節點運行時是安全的，也可讓節點運行者同時賺取一定的收益。
2.達世幣是一種以隱蔽性為名的加密數字貨幣，使用類似於比特幣一樣的工作量證明機制，但是與比特幣主節點最大的區別在於，達世幣主節點可以提供匿名服務，用戶可以透過達世幣錢包匿名發生交易。
3.達世幣主節點在網路中分擔了原來在比特幣網路中礦工交易驗證部分的工作，通過工作的分離，達世幣完成了實時驗證，基本實現秒級確認。
(四)ULORD主節點設計上的優勢
ULORD團隊在深刻分析了達世網路的弊端，在其基礎之上進行一系列的改進，同時考慮不同的應用場景，對ULORD主節點系統進行了大量的優化。具體包括以下三個部分：
1.引入主節點候選機制，增強網路服務質量
ULORD將整個網路25%的收益分給主節點持有者，同時引入QoS考核機制，採用優勝劣汰的原則，確保主節點持續投入和質量。
QoS考核機制，包含數據的掉寶率、網路的通信延遲及數據的重傳次數，從這三個指標來確保ULORD主節點的服務質量。
2.提供高質量的網路存儲服務
引入PoS(Proof of Stake)機制，提供IPFS服務。為了滿足ULORD網際網路內容分發機制，從兩個層面保證高質量的網路存儲服務：
(1)主節點需要提供1TB的硬盤存儲空間作為資質但保，ULORD通過分佈式技術將這些主節點組成一個海量的存儲資源池；
(2)引入pos機制，通過數據持有性證明和數據可恢復性證明，隨機對主節點數據進行完整性驗證，確保主節點能穩定的提供數據存儲服務，考慮因素包括存儲容量，存儲價值，存儲iops等等。
3.提供跨平臺的主節點客戶端軟體
ULORD將開發跨平臺的主節點客戶端軟體，包括windows、Linux、os以及安卓等多個主流系統，以吸引更多的投資者參與主節點網路的建設。
二、投票系統
(一)對開發者提出的預案進行評估，促進社區對UILORD的貢獻
開發者為ULORD貢獻解決方案或代碼，將可以得到系統獎勵，但必須經由ULORD投票系統判斷是否對該開發者貢獻進行獎勵或者獎勵多少。
(二)對Ulord上的資源和站點進行審查，維護Ulord生態健康有序發展
為了凈化網路環境，ULORD引入共識評判機制，對網路進行智能維護，所有的主節點都可對ULORD上用戶發布的站點資源進行投票表決。
當一定時間內，反對的票數超過某一閾值(臨界值)時，網路會自動禁止資源的傳播，並給出時間讓發布者整改，若規定時間內，資源沒有整改，網路將使資源不可訪問。
三、ULORD預算系統
ULORD預留了10%的收益用來獎勵整個社區的提案者及開發者，並提供統一的提案入口。社區提案者及開發者可以通過該入口提交對ULORD的改進提案，提交後的提案會廣播到全網路，並以消息的形式推送給用戶。
ULORD所有的用戶都有投票權，當一個提案支持的數目超過一定閾值時，提案將獲得通過並且接受預算系統的支持。 同一個提案，用戶需要進行兩次表決，第一次表決通過後，開發團隊將接收預算的支持獲取50%的預算。等到開發團隊完成開發後，用戶發起第二次表決後，開發團隊才有機會收獲取剩餘50%的預算支持。
在具體實現上，每隔17000個區塊會自動生成一個「超級塊」，ULORD利用超級塊來獎勵及資助社區的開發者。超級塊的coinbase幣的數目是前一超級塊和當前超級塊之間的區塊，扣取10%收益後的總和。若當前的超級塊沒有預案，資金會自動存儲在資金池之中，用於後續預案預算的支持。
