羅素幣RC基于Coin Shuffle 可提供企業級服務的區塊鏈方案

2019-11-25 14:10:13 來源：區塊網

區塊鏈的誕生，標志著人類開始構建真正可以信任的互聯網。通過梳理區塊鏈的興起和發展可以發現，區塊鏈引人關注之處在于，能夠在網絡中建立

區塊鏈的誕生，標志著人類開始構建真正可以信任的互聯網。通過梳理區塊鏈的興起和發展可以發現，區塊鏈引人關注之處在于，能夠在網絡中建立點對點之間可靠的信任，使得價值傳遞過程去除了中介的干擾，既公開信息又保護隱私，既共同決策又保護個體權益，這種機制提高了價值交互的效率并降低了成本。

從經濟學意義來看，區塊鏈創造的這種新的價值交互范式基于“弱中心化”，但這并非意味著傳統社會里各種“中心”的完全消失，未來區塊鏈將出現大量的“多中心”體系，以聯盟鏈、私有鏈或混合鏈為主，區塊鏈將會進一步提高“中心”的運行效率，并降低其相當一部分成本。

從技術角度來說，我們認為，區塊鏈是一種由多方共同維護，以塊鏈結構存儲數據，使用密碼學保證傳輸和訪問安全，能夠實現數據一致存儲、無法篡改、無法抵賴的技術體系。這種技術給世界帶來了無限的遐想空間，全球對區塊鏈的關注熱度持續升溫，全球主要經濟體從國家戰略層面開始對區塊鏈技術及發展趨勢進行研究。

羅素幣RC在自主創新的基礎上，打造了提供企業級服務的“羅素幣RC區塊鏈”解決方案。基于 “開放分享”的理念，羅素幣RC將搭建區塊鏈基礎設施，并開放內部能力，與全球企業共享，共同推動可信互聯網的發展，打造區塊鏈的共贏生態。

羅素幣RC在支付與金融、社交、媒體等多個領域積累了豐富的行業與技術經驗，在高并發的交易處理方面取得了業界領先的突破;此外，羅素幣RC還具備海量數據處理和分析、金融安全體系構建的能力，在云生態和行業連接的探索上也積累了豐富的經驗。

1. 主節點網絡特性和獎勵計劃

全節點是運行在 p2p 網絡上的服務器，讓小節點使用它們來接受來自全網的動態變化。這些全節點需要顯著的流量和要消耗大量成本的其它資源，由此在一段時間內會觀察到比特幣網絡上的這些節點數量呈現穩步下降的趨勢，使區塊廣播的時間需要額外增加40秒。為解決這問題，提出了許多方案，例如引入谷歌研究的新獎勵計劃和 Bithub 激勵計劃。

這些節點對網絡的健康而言十分重要，它們能讓客戶端同步和通過全網快速廣播信息。我們提議增加次級網絡，名為羅素幣主節點網絡。這些節點將具有高可用性，而且在為網絡提供符合一定要求的服務后能夠得到主節點服務獎勵。

1.1 主節點獎勵計劃——成本和獎勵

比特幣網絡全節點銳減的主要原因是缺乏對運行節點的獎勵。隨著時間的推移，全網接入的用戶會更多，對帶寬的需求會更高，對節點運行者的資金需求也更多，結果使運行全節點的成本提高。考慮到成本的上升，節點運行者必須要降低他們的運行成本或者運行輕客戶端，但這樣完全不利于網絡健康。

正如比特幣網絡一樣，主節點是全節點，但不同的是主節點必須對全網提供一定的服務，并需要一定量的押金才能加入。押金不會丟失，在主節點運行時也是安全的。這可讓投資者為全網提供服務的同時，賺取一定的投資收益，減少了價格的波動性。

運行一個主節點，需要存儲1000RC。當主節點生效時，它可為全網的客戶端提供服務，并以利息的形式獲取獎勵。這就使得用戶為這項服務投資，但同時得到一定的回報。主節點獲取的收益是來自同一個礦池，大約有50%的區塊獎勵納入到這個計劃中。

考慮到主節點獎勵計劃的獎勵率是固定的百分比，還有主節點網絡節點存在波動的事實，預計主節點獎勵會根據當前生效的主節點總數作出變化。通過以下的計算公式可計算出運行主節點一整天的收益：

(n/t) * r * b * a

n: 運行者控制的主節點數

t: 主節點的總數

r: 當前的區塊獎勵(當前平均獎勵是5RC)

b: 平均每天的區塊數，當前RC網絡每天區塊通常是576個

a: 主節點的平均獎勵(平均每個區塊獎勵的50%)

運行主節點的收益公式：((n/t) * r * b * a * 365) / 1000(式子中的變量與上述相同)運行主節點需要成本，這在網絡上創建了生效節點的硬限制和軟限制。目前有530萬RC流通，只有5300個節點可能可以在網絡上運行。軟限制由配置節點所花的成本和平臺的滯留量所致，因為RC是流通的貨幣，而不僅僅是為投資所用。

下圖所示：主節點獎勵計劃良性循環效應

1.2確定順序

使用特定的確定算法創建主節點的偽隨機排序。使用為每個區塊設計的工作量證明機制的哈希算法，挖礦網絡可以提供支持這個排序的安全性。

選擇主節點的代碼：

示例代碼還可以進一步擴展為主節點排序，“第二”，“第三”和“第四”個主節點的計算依此類推。

1.3 非信任制的機制

當前 RC 網絡大約具有1000個生效的主節點，而需要1000 RC擔保才可成為一個生效的主節點。我們創建了一個系統，其中沒有一人能控制整個主節點網絡。例如，如果有人想控制50%的主節點網絡，他們將不得不從公開市場上購買1000萬個RC。這將極大提高幣價，所以獲得如此多RC是不可能的。

在擁有主節點網絡和擔保條件的前提下，我們以非信任制的方式使用該次級網絡進行高度敏感的任務，其中沒人能控制網絡的演變結果。從總池中選擇N個偽隨機主節點來執行相同的任務，這些節點可以充當裁判，過程無需整個網絡的參與。

例如，。非信任制的機制可以利用主節點網絡作為金融市場的去中心化預言者，這讓實現去中心化的合同成為可能。例如蘋果公司的股價在2019年12月31日超過1000美元的話，就提交公約A，否則提交公約B。

上圖是RC的隱私架構概述。

1.4 角色和服務量證明機制

主節點可以向網絡提供任意的額外服務。正如在概念中指出，我們的首個成功應用是RC(匿名發送)和 (即時支付)。使用我們稱之為“服務量證明”的機制，可以要求這些節點處于在線狀態，即使在正確的區塊高度上也要作出響應。

惡意者也可以運行主節點，但不會對網絡提供任何實質性的服務。為了減少這些人使用系統做出對自己節點有利事情的概率，必須ping剩余網絡以確保它們保持活躍。這項工作通過主節點網絡在每個區塊選擇2個機制來完成。機制 A檢查機制 B每個區塊的服務。機制 A是與當前區塊哈希最接近的節點，而機制 B是遠離所說區塊哈希最遠的節點。

主節點A(1)檢查主節點B(2300)

主節點A(2)檢查主節點B(2299)

主節點A(3)檢查主節點B(2298)

檢查網絡就是要驗證節點是生效的，這由主節點自身完成。全網區塊的1%會受到檢查。這使整個網絡在一天中會被檢查大約6次。為了保持這個系統是非信任制的，我們使用系統中隨機選擇節點，但我們最少也需要六次檢查來排查一個惡意節點。

為達到欺騙系統的目的，攻擊者需要在一輪中被選中六次。否則，欺騙的目的就被系統發現，使其不會得逞，其它節點也是這樣。

上圖：在服務性證明機制失衡的情況下，一個獨立的主節點欺騙系統的概率

n:攻擊者控制的主節點數

t:全網主節點總數

r:區塊鏈深度

1.5主節點協議

主節點使用一系列擴展協議在全網進行廣播，包括主節點消息機制和主節點消息ping機制。這兩類機制用來確認全網節點處于生效狀態，除了它們，執行服務量證明機制需求的還有羅素幣RC在錢包中發送1000RC到特定地址，就激活代碼自然生成能在全網進行廣播的主節點，隨之次級私鑰生成，它是用來對其它所有信息進行簽名，另外在運行單機模式時還可用來完全鎖定錢包。

在兩臺獨立的機器上使用次級私鑰讓冷模式成為可能。主要的“熱”客戶端對1000RC的輸入進行簽名，此過程包含使用二級私鑰對信息進行簽名。之后，“冷”客戶端能發現包含次級私鑰的信息并將主節點激活。這讓“熱”客戶端失效(客戶端關閉)，這樣攻擊者訪問激活后的主節點也不可能獲得竊取其中的1000RC。

主節點開始運行時，會向全網發送“主節點廣播”信息，包含有：

信息：(1000RC輸入，可訪問的IP地址，簽名，簽名時間，含有1000RC的公鑰，次級公鑰，用于捐贈的公鑰，捐贈的百分比)此后每隔15分鐘，一條ping信息會對外發送，證明節點生效中。

信息：(1000RC的輸入，簽名(使用次級私鑰)，簽名時間)

隨著時間的推移，網絡會移除失效的節點，讓該節點不再被客戶端利用或再用于支付。節點也可以不停地ping網絡，但如果它們的端口不打開，最終會被標記為失效狀態，不再用于支付。

1.6主節點列表的廣播

進入RC網絡的新客戶端必須發現當前全網活躍的主節點，這樣才可以使用它們的服務。一旦它們加入網狀網絡，它們的節點就會收到請求主節點列表的指令。設置緩存的目的是讓客戶端記錄主節點及其當前狀態，因此當客戶端重新啟動時，他們只需簡單加載該文件，不需重新請求主節點的完整列表。

1.7使用挖礦進行支付和強制規定

為了確保每個主節點都獲得應有的區塊獎勵，網絡必須強制每個區塊支付獎勵給正確的主節點。如果礦工不愿意的話，他們的區塊必須被網絡拒絕，否則作弊就會產生。

我們提出一個策略，就是一個主節點代表一個信息，選擇其中優勝的主節點然后廣播它們的信息。信息得到N次廣播后，會選擇同一目標接收者，這樣達成共識后選中的區塊要對該主節點支付獎勵。

在網上挖礦時，礦池(礦池的作用是將單獨的礦工整合起來)使用API接口獲取生成有關區塊的信息。為了向主節點支付獎勵，必須添加次級接收者來擴展接口。礦池之后廣播自己的成功開采的區塊，使自己和主節點之間保持同步。

2. 真實匿名隱私技術

2.1 比特幣——非真實匿名(弱匿名)特性。

比特幣網絡不像我們想像得那么匿名，嚴格地說，是一個偽匿名系統比特幣網絡通過以下三個措施進行隱私保護或匿名：

1、地址的生成無需實名認證;

2、通過地址不能對應出真實身份;

3、同一擁有者的不同賬號之間沒有直接關聯，無法得知特定用戶的全部比特幣數量。

比特幣的匿名性弱點

1、交易公開。只需知道一個地址就可以找到關聯人的一系列地址。

2、交易所的用戶操作會暴露擁有人的其他地址。

3、比特幣的通訊協議未加密，便于追蹤和定位

2.2 羅素幣RC真實匿名隱私技術

1.三大隱私技術保護

Zero—Knowledge Proof——零知識證明

ZKP是一種密碼學技術，是一種在無需泄露數據本身情況下證明某些數據運算的一種零知識證明，允許兩方(證明者和驗證者)來證明某個提議是真實的，而且無需泄露除了它是真實的之外的任何信息。在密碼學貨幣和區塊鏈中，這通常是指交易信息數據。

Coin Shuffle——區塊鏈混幣技術原理

羅素幣混幣功能是基于Coin Shuffle的。Coin Shuffle能將兩個同時發起支付的錢包用戶聯系在一起，兩者信息都是未知的。接著就能進行交易混合和加密，這樣就很難判斷交易走向了。比如：A向B轉賬5RC。羅素幣利用Coin Shuffle，打亂并加入C,D,E,F等用戶的轉賬參與。

多次混幣之后，讓商業用戶的隱私無從被查找。

RingCT——環形加密

舉個例子，A向B轉賬5RC，在 RingCT 的交易中, A不會直接公開給網絡5RC，而是提供一個數字RCXXX,作為交易金額輸出。RCXXX= 隨機數 + 5(真正的交易金額)。隨機數是用來為真實金額遮罩的，由錢包自動產生。網絡可使用這個RCXXX值去驗證交易輸入是否等于交易輸出的金額，以確認沒有額外的 RC 被偽造產生。然而，對于一個外部的觀察者而言，無從得知實際交易金額。

信息的保密性是羅素幣RC的一大核心優勢，上文提到的類似比特幣的交易過程，不能做到真正的隱私保護，對那些一丁點兒信息也不想透露的商業用戶來說，這還不夠。現在，他們多了一項可靠的選擇。

基于以上匿名隱私技術特點，羅素幣理論上能夠做到對商業用戶的完全保密。

2.3增強的隱私和DOS防護

多方的交易可以合并為一個交易，羅素幣RC很好地利用了這點，它將多方的資金合并在一起對外發送，這樣一旦整合后就無法再次拆分。考慮到RC交易是專門為用戶支付設置的，這個系統是高度安全防盜竊，用戶的貨幣是十分安全的。目前，使用羅素幣RC的混幣技術至少需要3方參與。

為了從整體上增強系統的隱私性，我們提以使用0.1RC，1RC，10RC和100RC的相同面值。在每輪混幣過程中，所有用戶應該以相同面值的形式輸入和輸出資金。除了使用相同面值外，交易手續費會被移除，而且所有交易會分解成分散的、獨立的、前后沒有關聯的小交易。

接下是應對可能的DOS攻擊，我們提議所有用戶在加入時把交易以押金的形式提交到礦池去，交易最后還是輸出到用戶，同時又可向礦工支付一筆高的報酬。也就是說，用戶向混幣池提高請求時，交易一開始就要提供押金。如果某個時候用戶不合作了，例如拒絕簽名，押金交易會自動在全網廣播，若要在匿名網絡上進行持續攻擊，所付出的代價是極其高昂的。

3. 安全性

由于交易合并在一起，主節點在用戶資金流過時有可能進行“窺探”。由于每個主節點都被要求持有1000RC和用戶選用隨機主節點來部署他們的資金，所以“窺探”的影響性不大。通過區塊鏈追蹤交易的概率計算如下所示。