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涡轮网络(Volume network)白皮书解读

自中本聪发布BTC白皮书以来,BTC一直以电子现金的形式存在,这也是BTC设计的初衷。

BTC作为一种加密货币,它具有极大的优势

1、去中心化,BTC摆脱了第三方信任机构的制约,人人都能够参与“货币”的铸造;

2、货币无国界:你可以在全世界任何一个地方使用BTC,只需联网的PC,两个互不相识的人即可达成交易,减少相互信任的成本;

3、使用更方便,相较于各类的纸币和硬币,BTC更容易携带与保存,更不会出现纸币与硬币的损耗。

BTC的出现,对传统的金融、科技领域造成了极大的冲击,加密货币正在以我们无法想象的方式改变整个世界。

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(1)

BTC面临的问题

随着BTC的经济地位不断攀升,开发团队、矿机商、矿工之间也产生了诸多的问题,尤其在扩容之争、算力大战中暴露出的中心化问题,让BTC处于一个极其危险的境地。

1、电力资源浪费问题,据加密货币消息机构digiconomist.net发布的加密货币能源消耗指数显示,目前比特币挖矿每年消耗的电力大约在42.15~54.11太瓦时(TWh,1太瓦时为1亿度电)之间,并且这一数字还在继续增加。世界各国开始注意BTC挖矿造成的巨大电力资源损耗问题,我国国家发改委在2019年4月8日已经拟将BTC挖矿列为淘汰产业。

2、垄断问题,POW共识算法最终都难逃被ASIC化的命运,早期PC挖矿时代已经离我们远去,昂贵的ASIC矿机,更是将普通人参与挖矿的门槛提高至一个难以想象的地步,个人挖矿几乎不可能获得出块奖励。BTC挖矿彻底变成了富人的专属游戏。

3、中心化问题,BTC的安全性是依靠设备的堆叠,但BTC绝大部分的算力掌握在极少数的矿池、矿场手中,而这种局面的出现,标志着平等主义的瓦解。只要有一点野心与贪婪,BTC网络便可以被操控。

吴忌寒与澳本聪的算力大战中更是将这一问题表现的淋漓尽致,为何两个人就能左右整个BTC网络的发展,BTC引以为傲的去中心化和安全性是否还真的存在,这一切我们深表怀疑。

涡轮网络VOL(Vloume network)的出现,就是为了解决BTC目前存在的问题,涡轮网络让更多的普通人以更低的能耗、更低的准入门槛、更加去中心化的方式了解并参与挖矿获得数字货币。回归中本聪的初衷,一人一票的白皮书构想。

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(2)

涡轮网络(Volume network)简介

涡轮网络,Volume network,是探索演进路线的基于HardDisk的基础货币,通过时空证明(PoST)共识机制,使用硬盘容量进行挖矿。致力于构建大规模在现实商业社会中能够加以应用的数字货币。

涡轮网络(Volume network)的优势

1、更低的准入门槛,参与POW挖矿门槛极高的原因之一在于,昂贵的ASIC化挖矿设备。而在涡轮网络中,用户只需要一块硬盘即可参与挖矿。硬盘价格低廉且供货稳定,因为不会出现用户无法购买硬盘以及厂商垄断硬盘设备并以此提升硬盘价格的局面。这意味着更多的个人能参与涡轮挖矿并获得挖矿红利的。

2018年熊市,矿机论斤卖是挖矿行业常见的现象,因为ASIC矿机只能用于挖矿,而一旦币价跌破关机价格,挖矿就不得停止。而硬盘在没用用于挖矿之前,它就是互联网世界的基建设备之一,我们存储的任何数据都需要硬盘来保存,因此,即便硬盘无法参与挖矿,它也能回归原本的存储作用,残余价值极高。

2、更低的能耗(对环境更加友好),POW挖矿中,电费的支出在挖矿收益中的占比高达60%,并且这种情况会随着币价的浮动而浮动,这也是2018年熊市中,矿工无法参与BTC挖矿的原因之一(币价无法支付电费,开机即为亏损)。并且POW挖矿还会产生巨大的噪音与热量,这也是为何我们常常能在遥远的内陆地区见到POW矿工的原因,(内陆地区的电价更低,很大范围内无人居住,不会对人的生活造成影响)。

而涡轮挖矿所使用的硬盘,天然存在低功耗、低热量、低噪音的优势,并且硬盘是三大基础设备(CPU、GPU、机械硬盘)中唯一一个不会被ASIC化的设备。

硬盘的平均功耗在5-10W,即便是城市用电(0.6-1元),电费的支出占比也仅为挖矿收益的10%左右。每个人都可以在家部署几十块硬盘,而不用担心巨额的电费支出。硬盘的低噪音低热量,也不会对人的生活造成任何影响,因此再也不用跑去遥远的大西北寻找低价电与矿场。

3、安全防攻击,涡轮网络的时空证明是空间耕作的辅助机制。准确地来说,Proof of Time 是可验证延迟算法(Verifiable Delay Algorithm),它是一种特殊的Proof of Work,在验证过程中需要花一 定的时长,经历特定次数的迭代。每次迭代过程可以加速,但不能跨迭代进行并行运算。

同时它还需保证运算结果可验证且具有权威性:任意两个不同节点进行验证,其运算结果都是一致的,且网络中其他节点都可以对其结果进行验证。在此机制下,涡轮网络甚至可以设置,将一个区块Proof of Time 的运算结果作为下一个区块的Proof of Space 的运算起点。有了空间证明和时间证明,每一个区块的产生以空间证明为起点,时间证明为终点,保证一个区块就是一个区块(也就是我们所说的finalized),每个区块的权值相等,那么攻击者也就无法从孤块入手重写整条链。

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(3)

涡轮网络(Volume network)技术

涡轮网络采用PoST(Proof of Space and Time,时空证明)作为共识算法基础。

1、POST时空证明

POST是时空证明本质上是存储证明的一种。使用用户存储的数据本身作为算力大小的证明。用来证明一段时间内一个矿工所拥有的数据量,进而使用该数据量作为算力大小的证明。

POST可以分为两个部分:基于Plot的硬盘测绘算法、基于VDF的时间证明。

①、基于Plot的硬盘测绘算法:就是我们常说的P盘,测绘过程中所使用的算法,是一种计算非常慢的哈希算法,我们称之为Shabal哈希算法。

在挖矿开始之前,矿工首先借助自己的公钥与哈希算法,在硬盘中生成Plot文件,根据硬盘空间的大小,所花费的P盘时间也是不同的。硬盘的容量越大,P盘所花费的时间越长,而存储的hash值也就越多,挖矿出块的概率也就越大,因此,在涡轮网络中想要获得更高的收益,增加硬盘的数量(容量)是唯一的办法。

②、基于VDF的时间证明:网络选择一个矿工来创建新区块的概 率与当前这个矿工存储容量(S)和全网网络容量(A)的关系成正比。我们设计了算法,使得矿工必须提供存储并通过计算以证明数据被存储之后才能参与共识。

矿工监听钱包收到的交易之后,组成一个block,根据这个block 的hash值,在硬盘上寻找一个最匹配的Nonce把Nonce 转换为Deadline。并要求矿工在对该Nonce 进行一定时间强度的数学运算得出VDF证明,并且广播此block以及VDF证明。

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(4)

涡轮网络(Volume network)技术原理

Plot文件的生成

涡轮网络的Plot文件名词解释:

①、Shabal算法,相较于BTC的sha256,shabal算法需要更长时间的计算和工作量。Shabal的好处是挖矿期间矿工无需进行hash计算,因此验证的过程会相对较快,同时shabal也能防止作弊(即防止矿工在每个出块阶段临时计算需要的Hash值而非存储中的Hash值);

②、Nonce:这是Plot文件的基本单元,它是矿工参与挖矿过程的基础逻辑单元,拥有固定的编号,由256kb大小的数据构成;

③、Scoop:每4096个Scoop文件能够组成一个Nonce文件,Scoop与Nonce一样,都具有编号(Scoop的编号为0~4095)。每个Scoop中包含着2个hash值,即一个Nonce文件包含8192个hash值。

Nonce文件生成过程:

创建nonce,需要制作第一个起始种子,种子包含Plotter id与Nonce id(nonce编号),完成后我们用shabal256函数生成第一个哈希值,作为Scoop#4095Hash#1。

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(5)

随后把Scoop#4095Hash#1 附加到起始种子。作为下一轮shabal256 计算的种子。

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(6)

作为下一轮shabal256 计 算的种子。依次类推,最后再生成FinalHash 值:

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(7)

再使用Finalhash异或者其他所有hash,存入Plot文件中。

挖矿的步骤:

1、抵押一定数量的代币(300-1200)获得挖矿资格;

2、矿工向钱包询问挖矿信息;

3、通过模运算获得Scoop数值;

4、矿工计算出Deadline,选择数值较低的Deadline作为出块的选择;

5、通过VDF函数验证Deadline

6、提交账户ID与Nonce数值给钱包

7、钱包接受信息并创建Nonce,同时验证VDF与Deadline;

8、钱包选择最小数值的Deadline生成区块,并在全网广播

9、钱包对区块的每一笔交易进行验证

10、其余节点钱包收到区块,并验证区块交易,矿工根据自己的抵押比例来获得相应的区块奖励。

涡轮网络(Volume network)经济模型

1、涡轮网络代币简称VOL,VOL的主要用途为:

  • 、奖励矿工;
  • 、代币的持有数量影响个别场景的权重,例如节点出块选择
  • 、激励生态参与者,推动生态发展

2、VOL代币分配

VOL的代币总量为100亿枚,3%(3亿枚VOL)用于IEO,97%(97亿枚VOL)用于挖矿产生。挖矿产出的97亿枚代币中,其中有6亿枚用于奖励生态参与者,例如代码贡献者、矿池、市场推广团队等;91亿枚全部奖励给挖矿的矿工。

出块时间:4分钟

区块奖励:1500枚VOL(1407.2枚分配给矿工,92.8枚分配给涡轮网络生态参与者)

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(8)

3、代币抵押规则

涡轮网络中加入了POS的staking机制,即矿工抵押代币的数量决定出块的奖励。

节点抵押数量:最低300,最高1200,涡轮对于节点质押代币的要求为最低300枚VOL/T,如果不满足最低抵押情况,能够出块,但无法得到奖励,如果满足最高1200枚VOL/T的抵押情况,则节点得到最高的区块奖励。

抵押的代币可以立即解除抵押,同时也允许节点多次抵押,抵押的数量可以叠加。多次质押后可提取的余额依次累加,多次解质押后,按照最后一次解除质押两周后可提取至可用余额,提取可以部分提取。

4、奖励计算方式

涡轮节点最大容量为5PB,即5PB*1025=5120T

①、每T平均日产量计算公式为:0.25*(当前每T抵押均值-每T最低抵押数量)+K/365=日产币量

②、每T平均年产量计算公式为:0.25*(矿池节点当前每T抵押均值-每T最低抵押数量)+K=年产币量

PS:K值目前为650,K值会随着全网容量的增加而调整

每T抵押的均值默认数量=300,最高1200。

K值目前为650,K值会随着全网容量的增加而调整

每T抵押的均值默认数量=300,最高1200。

出块奖励计算公式为:日均单T产量*全网容量/360(当日的平均产块数量)

例如:当某个节点爆块后

假设该节点每T平均质押量:300VOL,块奖励:1114.399 枚VOL

平均质押量:600VOL,块奖励:1242.983VOL

平均质押量:800VOL,块奖励:1328.706VOL

平均质押量:1000VOL,块奖励:1414.429VOL

平均质押量:1200VOL,块奖励:1500.152VOL

出块奖励分配

例如:当某个节点爆块,此时出块奖励为X,奖励分配如下:

基金会:X*6/97

矿池收益:X*(1-6/97)*10%

矿工:X*(1-6/97)*97

出块矿工:得到50%的矿工总分配

抵押矿工:50%矿工的总分配按照当前矿池下矿工质押权重分配(包含出块者)

涡轮网络(Volume network)白皮书解读配图(9)

涡轮网络(Volume network)发展路线

2019年3月:核心贡献者团队搭建完成,涡轮网络项目的技术路线与经济模型调研

2019年4月:项目正式启动,白皮书撰写完成

2019年5月:市场预热,上线5家交易所

2019年10月1日: 涡轮网络测试网主网上线,增加动态质押(Staking) 机制,矿工可挖矿

2019 年Q4: 调试完善测试主网,为主网开源做准备;增加社区自治管理功能;增加矿池&矿工反作弊检测功能

2020年Q1:GitHub 代码开源,PoST共识机制引入VDF运算

2020年Q2-Q3:支持用户在Lambda网络与涡轮网络间动态切换,可同时存储文件与进行涡轮网络挖矿

总结

垄断、中心化的BTC不是中本聪想要的,也不是我们想要的。区块链的核心是去中心化,想要真正实现去中心化的方法只有让更多的人参与区块链行业,但在BTC准入门槛极高的今天,大多数人尤其是普通投资者已经无法通过挖矿方式这种最简单的方式参与挖矿。

涡轮网络的出现,就是为了解决当下挖矿行业的弊病,让数字货币重新回归大众的怀抱,让每个人都能获得区块链为这个世界带来的红利。

#硬盘挖矿#  #硬盘狗社区#

本文来源:陀螺财经 文章作者:硬盘狗社区
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