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1、AskCoin 书基于 DAG 的区块链系统和全新的知识付式!谈国鹏吴丁2017 年 7 15 草案版本 0.0.1摘要AskCoin 是基于 DAG 技术的底层区块链系统，它为知识和现之间的转换提供了最为便捷的通道。在整个的态设计中，以问答系统为例，知乎、Quora、stackoverflow、春医等等都是 AskCoin 区块链系统的应。在这些应间使 ASK 做为统的代币。你在 stackoverflow上回答问题赚来的 ASK 币可以转给你的朋友，让她/他在知乎上问其感兴趣的问题。1概述“们的努的成功，不仅取决于他们所使的货币，也仰赖于他所使的货币的效果。F.A.哈耶克”从中本聪于 20

2、09 年命性地发明了特币 1 今已经过去 8 年。在这 8 年，区块链技术得到了的发展和不断的进步。以特币为代表的数字加密货币逐渐被们所了解和接受，成为去中化的数字资产和价值存储。特币被们称为数字。而另，天才少年 VitalikButerin 和技术极客 Gavin Wood 于 2013 年创建的以太坊项 2 也获得了巨的成功。越来越多的基于以太坊智能合约的去中化应受们关注。而这切都是基于区块链技术的推动。根据 站的统计数据，全世界前有超过 700 种数字加密货币和 100 多种数字资产。全部市场价值合计超过 1000 多亿美元。数字加密货币和资产乎已经遍布当今世界的任意个落。而数字加密货币

3、的基，区块链技术，也必将影响到每个类的住，并对类社会的当前以及未来的所有业产冲击。钱永不眠，技术的发展也不会停歇。针对区块链技术本的发展也是这样。简单来说，区块链的核技术可以从四个概括：分布式共识算法，点对点络，分布式数据存储，以及基于区块的链式的数据结构。其中最核的就是这种链式的数据结构。所有的交易打包在区块中，这些1区块按照先后顺序链接在起，并且法篡改。这种法篡改的链表就像历史样往前，永不回头。区块链这三个字就来源这个数据结构。但这种数据结构最的问题在于，随着这种链式结构的不断增，历史交易数据会不断累积，需要持的交易量和数量也在不停增，对于效率和可伸缩性的需求也会变得越来越。们开始设想能否

4、改变这种单链式的数据结构，来解决这种与俱增的需求。Askcoin 给出的解决案是使基于 DAG3 的数据结构。DAG（Directed Acyclic Graph）代表有向环图。使 DAG 式的数据结构来替换特币的单链式的数据结构，在这种模式下，交易不再通过单向链表的式连接在起，而是通过有向环图的式连接。基于 DAG 的设计并不是 Askcoin 的创，早在 2015 年，Sergio Demian Lerner（RSK 的席科学家）就提出了个名为 DagCoin4 的概念性项，发表在 bitcointalk 论坛上。随后 IOTA5 团队开发了 Tangle 项，试图使 DAG 数据结构加尔

5、科夫蒙特卡洛（MCMC）法的式来解决双花。而俄罗斯技术极客 Anton Churyumov 创建的雪球项 6（Byteball）更是使眼前亮，提出了主链（mainchian）的概念。同时，IPLD 项 7 提出了些名为默克尔图和默克尔 DAG 的数据结构。Askcoin 试图站在这些前辈探索者和实践者的肩膀上,成为个使 DAG 技术为基础的区块链项。区块链不仅仅是场技术命，其本所蕴含的共享、透明、开放和去中化的精神内涵已经远远超越了技术本的范畴。特币撬动了融巨头们对全球付络的垄断地位；以太坊为典型代表的新型 ICO 投资模式刷新了们对传统险投资和股权众筹模式的认知。而在社交媒体领域，基于区块链

6、技术的 Steem 项 8 使得对于产的内容具有了主权，并根据规则获得奖励。Askcoin 与 Steem 类似，但并不针对内容的产，而是专注于知识的变现。它为知识和现之间的转换提供了最为便捷的通道，使任何都可以通过的知识来快速地得到报酬。另外，在技术层，Askcoin 并没有像 Steem 那样基于传统的区块链技术，而是采了 DAG 技术。我们认为个基于 DAG 技术的新型的区块链平台将为知识变现带来全新的付式。同时，Askcoin 将不会从任何现有的开源项的源码中分叉出的项。Askcoin 会建出个全新的系统，我们会使 Java 编程语从零开始打造 Askcoin 平台。Askcoin 的

7、代码会在合适的时间点开源，公开透明地允许们浏览、审视、下载和修改，并励更多的开源和区块链技术爱好者参与进来，使得 Askcoin 能得益并回馈于整个开源和数字加密货币社区。2加密算法与 ASK 地址Askcoin 使椭圆曲线加密算法（ECC）来作为公钥密码算法。椭圆曲线算法被泛应于数字加密货币领域。例如特币和以太坊都使了 secp256k1 签名算法 9，而 Askcoin 选择使 ed25519签名算法 10。Askcoin 的地址通过 ECC 算法成的公私钥对推衍而成。具体使了特币的BIP173 协议 11 中提出的编码算法。该算法是个针对原有特币 base5812 地址编码算法基础上的个

8、改进版本。22.1数字签名加密算法Askcoin 选择的 ed25519 算法相对于 secp256k1 更加效，同时安全性也常。前也被泛应很多加密数字货币项中，著名的项例如 Zcash、公证通（Factom）、新经币（NEM）等等，以太坊的创始 Vitalik 也曾在博客中公开表，以太坊计划在新版本中切换到 ed25519。ed25519的好处是在不损失安全级别的情况下，显著提升运算效率，其效率是 secp256k1 的很多倍。以ed25519 的论中的实验为例，该算法完成次签名需要 87548 个 CPU 循环，个 4 核 2.4GHz 的CPU 每秒可以完成 109000 次签名。密钥的

9、成也常效。而 ed25519 的安全级别和 secp256k1的级别相同，都是 128 位的安全级别。Figure 1:secp256k1 和 ed25519Askcoin 选择 Twisted Edwards 曲线 13 来配合使 ed25519 算法。Twisted Edwards 曲线的公式定义如下：ax2+y2=1+dx2y2(1)Twisted Edwards 曲线的点(x1,y1),(x2,y2)的坐标公式如下:(x1,y1)+(x2,y2)=(x1y2+y1x21+dx1x2y1y2,y1y2 ax1x21 dx1x2y1y2)(2)2.2ASK 地址Askcoin 地址采特币

10、BIP173 协议 11 中提出的 Bech32/Base3214 编码法进编码。Bech32编码法是由特币核开发者 Pieter Wuille 和 Greg Maxwell 提出的新代的特币地址编码式。Bech32 相 Base5812 效率更，功能更强。Askcoin 将在 Bech32 的基础上，开发出个专的版本以供 Askcoin 使。Bech32 的优点包括：3 小写不敏感，更易于读写。转换算法更加效。只 Base58 多占 17%的空间 checksum 校验算法更加优化 对维码持的更好Figure 2:Askcoin 地址3架构设计Askcoin 所使 DAG 技术是新代的区块链

11、技术，有别于特币和以太坊中使传统的区块链技术。使 DAG 这种基于图的数据结构相对于传统的链式的数据结构将帮助 Askcoin 更好地解决平扩容、交易延展性等问题。基于 DAG 的区块链技术并为 Askcoin 所独创，在 Askcoin 之前，有 IOTA 项和字节雪球（byteball）项采了 DAG 技术并进了有益的尝试。尤其是字节雪球项，在 IOTA 的 DAG 的基础上，具有开拓意义的提出了主链（mainchain）的概念，并通过证4的式实现了主链选择算法，从而解决了 DAG 的双花问题。Askcoin 将沿着字节雪球的道路继续向前发展，提供的主链选择算法。DAG(Directed

12、Acyclic Graph)代表有向环图。经典的有向环图的拓扑结构如下图所：Figure 3:有向环图的拓扑结构3.1主链选择在 DAG 中，没有区块的概念，所以也没有出块时间的概念。基于 DAG 的技术，Askcoin 不需要向特币那样需要等待 10 分钟左右的出块时间，也不需要像以太坊那样等待 15 到 16 秒。基于 DAG的区块链络是即时确认的。同时基于 DAG 技术，由于交易不需要打包到区块中，所以也不存在所谓区块扩容的问题。前特币的区块容量是 1M，实际情况约能容纳 2000 多个交易。而以太坊区块约能容纳 200 多个交易。特币社区因为扩容问题带来的争议而严重影响了客体验，使得特

13、币的发展陷个瓶颈。同时以太坊试图以分（shading）的式解决扩容的问题，但分的式将增加跨区智能合约的事务复杂度，对如何实现分和分环境下智能合约的开发都带来很多新的挑战，是否可以解决问题还有待时间去验证。而基于 DAG 的设计因为没有区块的概念，其扩容完全不受区块小的限制，所以其可伸缩性只取决于络带宽，CPU 处理速度（例如数字签名加密算法的处理速度）和存储容量的限制。由于 DAG 这种基于图的数据结构并不像传统区块链那样基于链的数据结构那样具有严格的顺序，所以会产双花 15 的问题。因此基于 DAG 的区块链平台必须解决双花问题。字节雪球提出了主链（mainchain）的概念，通过证机制来解

14、决双花问题。Askcoin 也将沿这种机制，实现的主链选择算法，通过 Askcoin Hub（Askcoin 的证机制）来解决双花问题。3.2Askcoin HubAskcoin Hub 是 Askcoin 络的核，其作是维护 Askcoin 络的共识，确保主链的致性，验证交易的有效性并抵抗双花攻击。Askcoin Hub 在 Askcoin 络中起到证（witness）的，其作原理类似于字节雪球中的证节点。Askcoin 络依靠 Askcoin Hub 使得主链的状态始终保持致。Askcoin 络上的每笔交易，不论是直接的还是间接的，最终都会连接到主链。每个交易通过其到主链的距离会建个先后的

15、顺序。如果有两个交易试图花费相同的输出（Askcoin5Figure 4:Askcoin 的主链选择基于 UTXO 模型），那么先接主链的交易会被接受，而后接主链的交易会被拒绝，从而解决了双花问题。Askcoin Hub 通过收取定的交易费来维持的运。该式类似于特币络中矿节点的挖扩奖励，通过经济激励的模式来励节点的运。同时通过收取定的交易费，也使 Askcoin络中每笔发起的交易都具有定的成本，可以遏制恶意节点通过制造量交易来攻击络。Askcoin Hub 由 Askcoin 络运营者和 Askcoin 应运营者共同建和维护，从而建个去中化的 Askcoin 共识络。Askcoin 客端和 A

16、skcoin 钱包通过连接公共的 Hub 列表来接 Askcoin 络。3.3最终性理论上来说，传统的 POW 络如特币，是不具备最终性（finality）的。即使你的交易已经得到了 100 个确认，理论上只要你拥有够多的算，依旧可以推翻这个交易 1617，从而改变交易的最终性。当然特币由于其背后巨量算的持，这种为通常被们认为在实践上不具备可性，同时们认为即使存在算分布的某种集中性，出于利的理由，集合全算 75%以上的攻击为开销过，从而忽略特币络其实在理论上不具备最终性这个事实。而以太坊则计划在未来版本中由 POW 式过渡到 POW+POS 的式，提出了 Casper 协议来解决这问题。与传统的区块链络相，基于 DAG 技术的 Askcoin 天然就具备最终性。当交易接 DAG 络与主链建连接后，不论是直接的还是间接的连接，只要连接建则交易的最终性刻得到确认。这种最终性经确认则再法被推翻。64代币Askcoin 平台的代币被命名为 ASK。ASK 被来付交易费，以及提问者付给回答者回答问题所应得的报酬。ASK 是所有接 Askcoin 平台的应之间的通代币。从而实现不同问答平台之间的价