UOC: 一个完全去中心化的网游应用开发平台

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UOC

uochain@outlook.com

2018年8月1日

中本聪在2009年1月启动比特币区块链,向世人证明了完全通过点对点技术实现的电子现金系统是可行的、安全的。越来越多的人,尝试将区块链带来的新思维和新技术,应用到更多领域。

UOC在本文中,基于我们完成的“在任意约定范围内,生成可信随机数”的数学突破,在以比特币为基础的区块链上,提出了在非金融领域的事务处理高效实现的可能,并且以网络游戏为首要应用方向。

为实现上述目标,我们分别在区块链技术领域、计算机技术领域、数学理论领域,提出了聚合约、自证存储链、博弈证明三项基础技术。

 1. 关于转帐事务处理(Transactions)的本义

Transactions 是一个非常重要的定义,中本聪在比特币论文[1]中,将其作为前言概述之后,放在首位被定义的条目。歧义理解的话,在实际应用实现中,会造成南辕北辙巨大偏差。 比特币关于transactions单词的描述,在许多文档中(特别是中文译文[2]),被解读为交易UOC以为这是不精准的解读,甚至是会带来歧义的解读。
UOC以为,用事务处理或者金融业务中常说的转账来解读更为合适。
例如:在标准的银行系统中,一个从A账户向B账户转账X元的请求是一笔转账事务,而不是交易。在习以为常的认知中,解释为交易的话,那么B应该向A提供AB双方约定的服务。

以下是比特币论文的英文原版,特意的标注,是为了更好的理解交易与转帐事务处理含义上的区别。

[TransactionsWe define an electronic coin as a chain of digital signatures. Each owner transfers the coin to the next by digitally signing a hash of the previous transaction and the public key of the next owner and adding these to the end of the coin. A payee can verify the signatures to verify the chain of ownership.]

由此可见,比特币的区块链,本义是在描述数字资产的归属权问题。

 2. 关于脚本与公共资源

比特币区块链中,已经实现了脚本事务处理,但中本聪没有在其论文中进行过定义。
直到其等价功能的描述和比较,出现在以太坊区块链[3]中,智能合约[4]这个概念才在区块链世界广为人知。
比特币的脚本与以太坊的智能合约一样,都是为了解决更加复杂的转账需求,例如:如果怎样,则怎么样的,基于条件的,甚至是多方参与的转帐事务。

此设定,为事务处理提供了逻辑环境,带来了无限的想象空间。
比特币的脚本,与以太坊的智能合约,基础功能上是一致的。以太坊对比特币脚本的缺点描述,包括缺少图灵完备性、价值盲、缺少状态和区块链盲方面,UOC是认同的。

但是,UOC觉得因此对比特币脚本的改进,是不必要的。或者说,以太坊提出的智能合约改进方向,是有风险存在的。

比特币的事务处理,都是从外部创建的,包括脚本事务处理;以太坊的基于智能合约的事务处理,可以从内部创建。后一种方式,对应用的开发,带来较大危险。已经有很多基于以太坊的应用,在使用智能合约时,出现了重大漏洞。
UOC以为,基于数字资产归属权的描述,只能是结果唯一的,不应该参与逻辑运行的过程。例如:博彩游戏胜负的结果,影响数字资产归属权,但博弈过程与数字资产归属权无关。

UOC无意指责以太坊的智能合约的解决方案是错误的,只是以为可以有其他不同思路的实现。
UOC以为,比特币的脚本事务处理方式是完美的,外部创建是安全的。只是其对数字资产归属权非你即我的描述过于单一,缺少对非排他性的使用公共资源进行描述。

即,公共资源,是可由所有人,非排他性使用的
例如:土地资源、水资源、矿产资源、公共设施等等。还有,在网络游戏中的副本、怪物等,都属于公共资源,玩家可以刷副本、打怪物,从而获得装备或游戏金币等财富奖励。而游戏开发商,通过提供公共资源的服务,收取费用,继而循环,可提供更多的服务。

 3. 聚合约PSC

UOC基于比特币区块链,提出了新的公共资源的概念,在无需改变比特币脚本事务处理的基础上,增加了一个外部的、插件式的解决方案,并将其定义为“聚合约”

UOC强调,基于数字资产归属权的描述,只能是结果唯一的,本身不应该参与逻辑运行的过程。

聚合约,旨在描述一个逻辑过程,并返回结果。
聚合约是安全的,由于执行过程不涉及资产归属权变化,所以,即便受到攻击或恶意诋毁,也不会对资产归属权造成影响。最差的实现情况是:B没有对A提供服务,所以A的资产不会流向B。

UOC对这种情况的发生,是接受的。如同区块链的记账人,有可能会选择性的记录转账事务那样,某些事务处理请求被记账人忽略,甚至是恶意拒绝。

UOC的聚合约,运行在去中心化的节点上,采用自证存储的安全保护机制,所以攻击、诋毁和伪造是无意义的。
聚合约,是以插件模式,运行在区块链节点上的可执行语言,为脚本事务处理,提供了逻辑补充。它不对数字资产进行归属权描述,仅返回处理结果。

区块链节点,可选择运行某个或某几个感兴趣的应用,为其提供聚合约的算力服务。是否提供算力服务,是节点的一个可选择的插件模式。

 4. 自证存储链SCSC

为了保证所有节点聚合约运行的结果一致性、抗攻击和诋毁,UOC扩展了一种在较小领域中被广泛应用的技术。
这是一种在匿名网络中,很早就被熟练使用的、约定俗成的、基于时间轴的P2P加密信息传递方式,但尚无明确的名词定义。
为了方便理解,按照功能描述,UOC将其定义为“自证存储”

这是一种精巧的信息传递方式,基于不对称加密方法,保证消息传递的各方,在传递消息过程中,不会产生歧义,同时保证数据不会被除了自己之外的人伪造。

例如:A要发送一段消息给B,首先A用自己的私钥对消息加密,这样可保证这一段消息无法被伪造。B在接收到消息后,用A的公钥对加密消息进行解密即可获得明文。为了保证这个消息只能被B接受,这一段消息又会用B的公钥进行加密,保证了只有B才能解开。

UOC对“自证存储”加上了时间轴和消息HASH的链首与链尾,用以保证数据的唯一性和完整性。即便A伪造了不同的消息进行广播,那么A必须再发送下一条消息时候,对已经双花的消息进行调整。但这种作弊是不允许的,因为A已经为自己的作弊行为留下了不可篡改的数字指纹证明。

UOC对这种基于加密安全的消息传递和存储机制,定义为“自证存储链SCSC”。

 5. 服务节点

UOC在比特币区块链节点的基础上,增加了运行聚合约能力的服务节点,旨在节点为不同区块链脚本应用,提供插件方式的CPU算力支持。
每个节点,可选择不同的应用提供CPU算力服务,服务节点选择运行聚合约,收集用户消息,执行验证后并打包,并递交最终的结果。

 6. 博弈证明PoG

在选择记账人的共识机制上,UOC没有采用比特币的一CPU一票的工作量证明机制,而是采用节点竞选机制,依照成绩排序来选择记账人,保证排名在前的链条将以最快的速度延长,并超越其排名靠后的链条。
UOC,为此提出了一个全新的数学模型,将传统用于解决“不需要可信第三方即可以进行公平扑克游戏”数学问题的数学模型,推进到了高效且具备了普适性的地步,我们将其定义为“博弈证明”。
这是一个非常有趣的、同样也是基于数学模型的选举方法。

(1)所有的节点都有权利报名参与竞选。人人可参与的竞选,将杜绝钱权选择共识,带来的人为风险。
(2)无需要耗费计算机算力进行挖矿,因为博弈证明共识算法产生结果的速度非常快。于是可大幅度提高产出块的时间。
(3)节点报名需要缴纳报名费用,但竞选结束后,在扣除转账手续费后,将归还报名费。
(4)参与竞选的节点需要提前24小时报名,截至报名结束后12小时宣布结果。

博弈证明的数学模型,即解决“一副牌,ABC三人想玩扑克游戏,因为相互不信任,也不相信第三方,在此前提下,在每一步都完全可信的环境中,完成洗牌和发牌。”数学算法

因为使用了博弈证明,所以UOC在保证人人参与竞争的情况下,还能做到10秒的高速出块机制。

7. 结论

UOC,是在比特币区块链基础上的延伸实现。扩展了其对于数字资产的归属权描述,增加了“公共资源”的描述;使用了“博弈证明”,大幅度提高创建块的速度;采用“聚合约”为比特币脚本事务处理,提供了可无限想象的可编程插件模块;其中,“自证存储链”保证了聚合约的安全。

UOC是完全去中心化的区块链平台,可实现无服务器的算力支持,为网络游戏的区块链化提供了可能和无限想象。

参考

[1] 中本聪《比特币:一种点对点的电子现金系统
https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

[2] QQagent(吴忌寒)《比特币白皮书:一种点对点的电子现金系统》中译版
http://www.8btc.com/wiki/bitcoin-a-peer-to-peer-electronic-cash-system

[3] 以太坊《下一代智能合约和去中心化应用平台》
https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper

[4] 尼克·萨博《智能合约》
http://www.fon.hum.uva.nl/rob/Courses/InformationInSpeech/CDROM/Literature/LOTwinterschool2006/szabo.best.vwh.net/smart.contracts.html

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