整理這堂筆記時，市場上依舊片野哀嚎...

這個小白筆記系列...記錄著自己一步一步學習一個嶄新科技領域的過程，同時也記錄著有那麼一群人(ULORD團隊及社區志願者)為了世界更好更公平一直默默的持續努力與付出著...

 不論未來成敗如何，至少我們曾經一起走過科技領域上歷史性的階段...

時間：2018年11月21日

講師：ULORD技術團隊/優得學院 丁博士

本次課程以四個方面來說明ULORD突破性的核心關鍵技術：

一、ULORD智能合約；

二、ULORD共識算法；

三、ULORD隱私保護；

四、ULORD即時支付。

ULORD突破性的核心關鍵技術

一、ULORD智能合約

智能合約

智能合約是一套以「數字形式」定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執行承諾的協議。

通俗來講，智能合約是一個在計算機系統上，當一定條件被滿足的情況下可以被自動執行的合約。

(一)智能合約與區塊鏈的關系

智能合約與區塊鏈的關系

密碼學家尼克薩博(Nick Szabo)發明瞭智能合約的概念，但因為缺乏能夠支持可編程合約的數字系統和技術，導致智能合約的工作理論遲遲無法實現。

然而，區塊鏈技術的出現解決了該問題，不僅可以支持可編程合約，而且具有去中心化、不可篡改、過程透明、可追蹤等優點，天然適合於智能合約。

將智能合約以數字化的形式寫入區塊鏈中，由區塊鏈技術的特性保障存儲、讀取、執行整個過程透明可追蹤、不可篡改。同時，由區塊鏈自帶的共識演算法構建出一套生態系統，使得智能合約能夠高效地運行。

(二)智能合約的工作原理

智能合約的工作原理

智能合約的工作原理包括三個步驟：

第一步是「智能合約的構建」：智能合約由區塊鏈的多個用戶共同參與制定一份智能合約。

第二步是「智能合約的存儲」：智能合約通過P2P網路擴散到每個節點，並存入區塊鏈。

第三步是「智能合約的執行」：智能合約定期進行自動機狀態檢查，將滿足條件的事物進行驗證，達成共識後自動執行並通知用戶。

(三)ULORD統一域名機制

下面說明ULORD系統中「統一域名機制」是如何使用智能合約。

ULORD允許用戶調用平臺層的API(Application Programming Interface；應用編程介面)，發布自己的站點服務，並且可以使用可讀的、易記字元串作為域名，來讓ULORD用戶更能便捷的訪問其他用戶在ULORD平臺上的資源。

用戶發布資源之前，通過指定域名站點申請可讀易記的域名(就像平常上網的域名)，但是在區塊鏈應用中，需要綁定一定數目的ULORD Token(簡稱UT)。

隨著時間推移，UT會隨著區塊的增加而逐漸消耗，用戶可以通過充值的方式，讓域名持續有效。所有因申請域名所消耗的UT將流入底層網路，變為記賬的一部分費用。因此為了支持可讀統一域名機制，ULORD系統引入了一個新的數據結構，叫做域名樹。

在域名樹的數據結構中保存ULORD上所有的域名以及關聯的信息，每個節點對應一個域名，同時每個節點還保留著該節點相關的交易信息。 每個域名在ULORD網路中是獨一無二，註銷域名後，域名會自動釋放。

為了確保完整性，ULORD對域名的區塊結構進行了修改，添加了一個域名樹的欄位，有域名樹的哈希，這就是ULORD系統中很主要的一個關鍵技術，這個統一域名機制就是運用了智能合約中的資源消耗。

ULORD統一域名機制

何謂智能合約的資源消耗？

ULORD智能合約引入以太gas概念

區塊鏈裡面有礦工的概念，礦工有權利選擇先打包哪一個交易，你支付的交易費越多，礦工就越喜歡幫你打包，這樣交易的速度也越快。

在以太坊的智能合約中有一個gas的概念，gas就類似於汽車汽油，也就是必須支付的交易費。比如說我完成一筆交易，交易費是0.001eth，這個就是我們說的交易手續費。

ULORD系統在智能合約上，便引入了這個gas的設計理念，但是不同於以太坊的gas概念，在每一個操作上都會消耗gas，而是採用了更簡化的做法：

用戶在發布ULORD上的資源和站點，都是消耗ULORD網路的資源；用戶綁定一個域名，也是消耗ulord上的資源。因此，用戶在發布資源或者站點時，需要綁定一定量的UT，隨著區塊高度的增加，UT會逐漸消耗掉，用戶需要在UT消耗掉之前往站點充入新的UT，才能確保擁有域名的所有權。

同時ULORD通過側鏈技術建立以太虛擬機，發布智能合約。Ulord允許用戶自定義發布自己的站點服務，並通過發行自己的代幣，運行自己的站點。代幣與UT之間存在一定比例的兌換關系。

這就是ULORD在智能合約上的技術突破及優勢。

二、ULORD共識算法

ULORD共識算法

ULORD系統同時採用了兩個很重要的共識演算法，一個是「工作量證明機制」（Proof of Work；簡稱 PoW演算法），另一個是「權益證明機制」（Proof of Stake；簡稱 PoS演算法）。

ULORD的PoW演算法採用了CPU挖礦演算法，通過採用多級串列密碼學原語操作，同時結合計算機體系結構特徵，具備永久防ASIC的挖礦特徵。

ULORD的PoS演算法主要是為了鼓勵更多的主節點加入，通過提供更多的存儲空間，在為自身帶來收益的同時，也為ULORD提供海量的分佈式存儲空間。一個UlLORD主節點，需要抵押10000個UT當作押金和1TB以上的存儲空間。這些存儲在主節點上的押金不會丟失或損耗，這可讓主節點擁有者為全網提供服務的同時，賺取一定的投資收益，減少UT的價格波動。

PoW挖礦機制永久防止ASIC的壟斷式挖礦，而PoS演算法能鼓勵更多主節點參與進來，因此，ULORD結合了PoW和PoS共識演算法將使得整個ULORD生態環境更加優秀。

三、隱私保護

(一)零知識證明(zero-knowledge proof)

零知識證明是由 S.Goldwasser、S.Micali及 C.Rackoff 在20 世紀 80 年代初提出的。它指的是證明者向驗證者證明並使其相信自己知道或擁有某一消息，但證明過程無須向驗證者泄漏任何關於被證明消息的信息。

引用阿裡巴巴的經典故事來說說零知識證明的運作機制：

有一天，阿裡巴巴被強盜抓住了，為了保命，他必須向強盜證明自己擁有打開山洞石門的咒語，但又不能直接把咒語告訴強盜。於是，阿裡巴巴想了一個好辦法，當強盜向他拷問打開山洞石門的咒語時，他對強盜說：“你們離我一箭之地，用弓箭指著我，你們舉起右手我就念咒語打開石門，舉起左手我就念咒語關上石門，如果我做不到或逃跑，你們就用弓箭射死我。”

強盜們欣然的接受了這個辦法，因為這個辦法不僅對他們沒有任何損失，而且還能幫助他們搞清楚阿裡巴巴到底是否知道咒語這個問題。同樣的，阿裡巴巴也沒損失，因為處於一箭之地的強盜聽不到他念的咒語，不必擔心泄露了秘密，而且他確信自己的咒語有效，所以也不會被強盜射死。

簡而言之，證明自己能做某事，但又不泄露與做某事有關的重點信息，這一過程就可以說是零知識證明過程。這里的“知識”大家可以用“信息”來替代就更便於理解了。

(二)零知識簡潔非互動性知識參數(zero-knowledge Succint Non-interactive Arguments of Knowledge；簡稱zk–SNARK)

每個單詞都有特定的含義：

Zero knowledge：零知識證明；

Succinctness：簡潔的證據信息，更便於驗證；

Non-interactivity：沒有交互性，對於區塊鏈來說，這一點至關重要，可以放心把消息放在鏈上公開驗證；

Arguments：證明過程是計算完好（computationally soundness）的，證明者無法在合理的時間內造出偽證（破解）；

of knowledge：對於一個證明者來說，在不知曉特定證明 (witness) 的前提下，構建一個有效的零知識證據是不可能的。

(三)零知識證明技術在ULORD上的應用

在隱私保護上，ULORD採用了「零知識簡潔非互動性知識參數」(zk–SNARK))來驗證智能合約，對客戶提供隱私保護。

零知識證明技術在ULORD上的應用

例如，用戶A 要轉 2個UT給用戶C，如果直接採用比特幣的方法，會有隱私泄露的風險。

因此用戶A 把自己的 2個UT分成若干份隨機投入一系列中間公用的“混合容器”，容器將內部所有的幣再隨機拆分成若干份，最後將總量為 2個UT的數份轉給C。

這種方法的好處就是，我們成功地證明瞭 2個UT屬於 A，但不能通過交易知道 B 的2個UT是 A 轉過來的，成功地保護了用戶的隱私。

每一筆交易使用零知識證明來驗證以及輸入輸出，地址不用暴露到整個網路中，這就是零知識證明在ULORD裡面的隱私保護上的一個好處。

四、ULORD即時支付

ULORD即時支付

ULORD主要使用主節點技術，用戶能夠發送和接收即時不可逆轉的交易。一旦即時交易形成，該交易的輸入被鎖定在對於的特定交易處。

目前ULORD全網交易鎖定的時間大約為4秒， 一旦在主節點網路達成鎖定的共識，除非它們能匹配當時鎖定的交易對應ID，否則所有與之沖突的交易和區塊將會被永久拒絕。

用戶可以通過ULORD進行商品的服務和購買，快速得到支付確認，而且整個支付過程中沒有任何中心機構的干預，因此ULORD可以輕易滿足即時支付的相關商業場景。