導航

Goopal白皮書

基於區塊鏈科技的數位積分

2015年11月

目錄
  • Goopal白皮書 1
一、概述 3
  • 1、什麼是Goopal 3
  • 2、我們的目標 3
二、Goopal科技原理 3
  • 1、區塊鏈科技 3
  • 2、區塊鏈的資料結構 4
  • 1、區塊鏈科技 3
  • 3、區塊的加/解密 4
  • 4、NTP時間同步 5
  • 5、通信原理 5
  • 6、POW與DPOS工作原理 6
三、Goopal發行原理 6
四、Goopal交易原理 7
五、Goopal安全性保障 8
六、總結 9


一、概述

1、什麼是Goopal

Goopal是一個基於區塊鏈技術開發的全球移動數位積分系統。通過區塊鏈科技去中心化的特點,塑造了Goopal公正、公開、透明的特性,同時也使得Goopal科技能够在更廣泛的場景中得以應用

2、我們的目標

推動Goopal在世界範圍自由共亯——通過Goopal科技的廣泛傳播與應用,建立一個去中心化的世界性數位積分服務體系;通過高效、便捷、安全的技術服務,使Goopal用戶人人受益;通過對開發者的開源支持,使Goopal科技衍生出具有無限想像力的未來。

二、Goopal科技原理
Goopal主要運用了區塊鏈、NTP時間同步、加密P2P網絡、POW&DPOS等科技。其中區塊鏈是Goopal的核心技術。

1、區塊鏈科技

區塊鏈是一種以密碼學科技為基礎,以去中心化的管道,對大量數據進行組織和維護的資料結構。區塊鏈特別適合作為數位資產的帳本。區塊鏈上的數據全部都附有相關人的數位簽章,不可偽造。

一個完整的區塊鏈包含了創世開始至今的所有合法區塊,Goopal的區塊鏈約每10秒生成一個區塊,每一個區塊的生成都依賴於上一個區塊的hash值,囙此想要篡改一個區塊的內容就必須同時修改之前所有區塊上的數據,所以區塊鏈被篡改的可能性基本不存在。

2、區塊鏈的資料結構

區塊分為HEADER和BODY兩個部分組成,如圖1所示。

3、區塊的加/解密

區塊包含發行該區塊代理的簽名,簽名使用的是由ECC加密演算法提供的公私鑰對。代理使用自有私密金鑰對區塊頭進行簽名,然後存入區塊的代理簽名區,接收方通過該代理的公開金鑰進行驗簽。驗簽失敗則捨棄該區塊,同時該區塊中的合法交易將被重新打包。

4、NTP時間同步

NTP是用來同步時間的一種協定,可以使機器從時鐘源(如石英鐘,時間服務器等)同步,且提供高精度的時間校正(局域網上與標準時間誤差小於1毫秒,廣域網上誤差小於幾十毫秒),還可通過加密管道來防止惡毒的協定攻擊。通過NTP時間服務能够確保代理之間處於相同時間,保證代理自身的產塊順序。

5、通信原理

Goopal系統的通訊基於P2P(Peer-to-peer)網絡,該網絡是一種將任務分配給多個節點的分佈式應用程序架構。每個節點都是整個應用中平等的參與者。  在傳統的C/S架構中,通常服務器提供服務,客戶機使用服務,這一切的正常運行依賴於中心化服務器的穩定。而在P2P網絡中,節點直接將其資源(比如計算能力、磁碟空間、網路頻寬等)提供給其他節點使用,而不再需要中心化服務器的參與。節點既是資源的使用者,也是提供者。

Goopal系統在TCP協議的基礎上實現了一套加密的傳輸協定。在節點間建立起TCP連接後,互相連接的節點將創建各自的金鑰對,並將公開金鑰發送給對方,用於生成傳輸秘鑰,並使用傳輸秘鑰對通訊加密。 用戶可以設定自身使用的種子節點,或者使用系統配寘的默認種子節點,在錢包啟動後,會與種子節點以及歷史節點建立連接。在連接建立後,交換各自的連接節點地址,從而構建和拓展整個P2P網絡。

6、POW與DPOS工作原理

POW(工作量證明)是Goopal在發行階段採用的出塊機制。系統將提供一個目標hash值,同時計算參與者提供的區塊的hash值,並與之比較。若該區塊的hash值小於目標hash值,則區塊滿足要求。這是利用hash算灋的不可逆性與結果的隨機性確保參與者只能通過算力競爭來獲取出塊獎勵,從而保證了系統的公平公正性。

DPOS(股份授權證明機制)是Goopal在運營階段採用的出塊機制。與POW相比,解决了資源浪費、出塊效率低等問題的同時,還能通過實施科技式的民主以抵消中心化所帶來的負面效應,更符合金融體系的機制。 Goopal系統根據交易中投票的結果,從代理中選出前99比特代理,其工作內容是打包交易生產區塊。通過去中心化的投票過程,DPOS能讓網絡比別的系統更加民主。

三、Goopal發行原理

Goopal的發行採用先POW機制,後DPOS的機制。前期使用POW機制保證了用戶參與的公平性。之後轉變為DPOS機制,讓可信任代理來生產塊,在保證公平透明的前提下,又顯著提高了整個系統的效率,符合現有的金融體系,使結算更快更便捷。

圖2運行原理示意圖

運營階段的初始數位積分來源於發行階段結束時的數位積分快照,所以Goopal系統結合了兩者的優點。

四、Goopal交易原理

Goopal維護的是一個全網的、公開的、可査詢的區塊鏈系統,所以一個用戶擁有多少數位積分,是從共識網絡中統計來的。對數位積分的操作稱之為交易。在系統中,每個用戶都保存了所有交易數據。

圖3交易網絡示意圖

如上圖所示,普通用戶起到的作用是轉發其他用戶的消息,接收代理用戶打包發送出的塊,對其中的交易進行記帳操作。代理用戶除了擔當普通用戶的職責之外,還要去驗證每一筆交易的數位簽章是否正確,交易手續費是否足够。

當然,鑒於代理用戶擔當了更多的職責,代理用戶產出一個區塊將會有一定量數位積分的獎勵。

當一個用戶A想要把自己的積分給用戶B的時候,用戶A向整個區塊鏈網路廣播一筆交易,內容包括:

1).轉出的數位積分的數量;

2).轉入的目標用戶B;

3).轉出用戶A的數位簽章。

當交易廣播到網絡中,代理會去驗證這筆交易是否合法,所謂的合法性包括:

1).用戶A是否有足够的數位積分;

2).用戶A的數位簽章是否有效。

當代理出塊的時候,再做一次交易合法性校驗,合法的交易打包到區塊中,並向整個網路廣播出去。

其他的用戶,驗證這個區塊出塊人的數位簽章是否合法。驗證合法,更新用戶B的數位積分數量。

五、Goopal安全性保障

1.去中心化特質:

所有節點都擁有完整的資料備份,同時保證了系統的透明性、公平性、安全性,即使絕大部分節點數據損壞,也可以從剩餘節點同步數據,使系統更加穩定。

2.區塊鏈科技保障:

保證了區塊鏈的唯一性和不可篡改性,保證了偽造的交易和區塊不會被系統認可。

3.受託人選舉監督機制:

創建區塊的代理都是由全網的用戶選舉產生,受全網監督。保證了代理的公正和可靠。

4.ECC加密演算法:

採用橢圓曲線映射驗證機制。它的破譯或求解難度是指數級的,讓破解私密金鑰幾乎不可能。

六、總結
這是一個開源的項目,全球性的網絡,沒有任何的中央控制節點,而且可以以低廉交易費的管道向全世界的任意角落付款。它擁有更快的交易確認時間,更高的網絡交易容量和效率,嚴謹的密碼學協定使這個網路系統充分保障每一位用戶的資訊安全。Goopal系統未來可以應用多種場景,線上到線下,傳統行業到互聯網行業等多領域,其充分的流動性,足以證明其是成熟、安全、穩定的系統。