北京時間11月15日，墨客區塊鏈底層節點更新到Nuwa v1.0.5，墨客應用鏈（MicroChain）功能全面上線。最新版本為Nuwa v1.0.10。
用戶在下載和安裝好SCS軟體（或者購買SCS硬體盒子）后，可以注冊到應用鏈節點礦池（SCS pool）中參與應用鏈挖礦，并獲得挖礦收益。
用戶也可以在墨客區塊鏈創建并擁有自己的應用鏈，運行自己的區塊鏈業務。
本文不含任何代碼，讓每個人都能讀懂墨客應用鏈。
1.墨客應用鏈的初衷
簡單說，就是提供去中心化、安全且可擴展的區塊鏈底層技術。
1.1 對DAPP友好
當前區塊鏈底層技術對DAPP不夠友好，主要表現在：
對于區塊鏈的小白來說，DAPP的用戶的學習曲線非常陡峭；
維護DAPP運行的成本不公平的偏向于DAPP的創建者。DAPP的創建者不需要為系統的維護支付任何費用，而是把消耗系統資源的成本轉嫁到了DAPP的用戶身上；
不利于構建DAPP的生態。
基于墨客區塊鏈的DAPP可以做到跟傳統的DAPP一樣，用戶從APP store下載了之后就可以立刻免費或者以很低的成本使用APP。而不需要關心底層的區塊鏈是什么樣的，也根本不需要關心如何獲得和支付gas費。
1.2 共享
目前主流區塊鏈的分配方式是通過挖礦。其理想是每個擁有計算機和網路的人都可以參與挖礦，并獲得虛擬貨幣。這樣，使得資產的分配程序去中心化，讓更多的人可以獲得并使用它，而不是控制在初始的少數人手里。但現實是挖礦已經變得非常昂貴，只有支付得起巨額的礦機和昂貴電力費用的人才能在這個分配程序中受益。
墨客區塊鏈通過應用鏈技術，使得更多的人、用更少的成本能夠參與進來，從而實作有效的、更加去中心化的二次分配程序。
1.3 增加TPS
通過應用鏈技術成百倍地增加TPS，使區塊鏈應用真正能夠落地。
2.墨客應用鏈的實作技術
2.1 分層架構
墨客區塊鏈采用分層架構。底層（節點稱為VNODE）采用POW的共識協議，解決全域一致性的問題。上層（節點稱為SCS）采用分片技術，通過POS、PBFT或者自定義共識協議的方式實作應用鏈功能。同時，應用鏈采用定期重繪的機制將自己狀態的hash寫入底層區塊鏈，以實作一致性。
通過分層，底層主要處理全域交易和合約，以及對應用鏈的呼叫，用戶的業務邏輯在上層的應用鏈中執行，提高系統TPS至100倍。
2.2 分片技術
墨客區塊鏈是通過分片技術實作應用鏈的。分片是把網路中大量的SCS節點分成較小的、能靈活組合和更容易管理的小組。
墨客區塊鏈分片采用合約驅動的模式。一個合約對應于一個系統分片，也就是一條應用鏈。
采用面向節點的分片，可以使得處理能力與節點數量線性相關。SCS節點越多，分片就可以越多，應用鏈也就可以越多，當然TPS就越高。
2.3 作業機制
墨客區塊鏈應用鏈作業機制靈活高效，其特點包括：
每個分片有自己的存盤，就是應用鏈；
可以有不同于底層的共識方式，比如pos，pbft、或者自定義共識方式；
區塊生成時間可以與底層不一致，比如可以采用快速的區塊周期來進一步提高處理速度；
應用鏈周期性的向底層flush結果，從而獲得階段性的全域一致性。
舉例來說，用戶可以根據自身DAPP的需要，通過引數設定實作：
需求SCS節點數21個，pbft共識機制，15秒一個區塊；
需求SCS節點數50個，pos共識機制，30秒一個區塊；
需求SCS節點數60個，自定義共識機制，60秒一個區塊。
2.4 挖礦機制
整個系統的處理速度上去之后，會對VNODE的要求更高。體現在兩個方面，一個是網路的帶寬，另一個是存盤的容量。當然還有每個節點的GPU運算能力。對于普通用戶而言，因為有SCS可以參與挖礦，并不一定需要部署一個VNODE，只要有信任的VNODE可以連就可以。這樣墨客系統就形成兩個層次的挖礦節點：
大量運算能力強大、高網路帶寬、大存盤的VNODE，執行POW，并提供SCS接入服務，維持整個網路必須的挖礦能力，這個數量在一萬到十萬。
海量cpu–based的SCS用于處理合約的執行并獲得收益。針對應用鏈的共識多樣性，這樣的SCS節點甚至可以是手機等移動設備。在目前的架構下，可以有幾十萬甚至幾百萬的SCS參與，而不會影響系統的性能。
3.墨客系統中的角色
USER：使用應用鏈DAPP的用戶
DAPP SERVER：DAPP專案方或開發者
MINER VNODE：主網挖礦節點
PROXY VNODE：主網代理節點，用于提高應用鏈節點的穩定性
SCS：應用鏈礦工節點，參與應用鏈業務邏輯
MONITOR SCS： 只用于查詢應用鏈業務狀態，不參與共識
智能合約： 此處僅解釋與應用鏈相關的智能合約：
應用鏈礦池智能合約subchainprotocol：用于應用鏈SCS節點礦工加入礦工池；
代理智能合約vnodeprotocol：用于主網VNODE提供代理功能，加入代理池；
應用鏈控制合約subchainbase：用于應用鏈控制邏輯，應用鏈生成前和生成后的一系列控制邏輯；
應用鏈DAPP智能合約dappcontract：用于部署應用鏈業務邏輯的合約；
DAPP用戶部署應用鏈時，只需要關注應用鏈控制合約和應用鏈DAPP智能合約。
4.如何參與應用鏈挖礦
用戶參與到墨客應用鏈的挖礦中來，有兩種方式：
4.1 作為SCS礦工參與應用鏈的節點建設
要成為SCS礦工有兩種途徑：
購買SCS硬體盒子，聯網運行；該硬體盒子由第三方商家提供，用戶可以自行購買；
下載SCS節點檔案，聯網運行；點擊下載。
SCS節點運行時需要自行操作的步驟（以SCS軟體節點為例）包括：
配置礦工收益賬號Beneficiary，用于接收挖礦收益；
注冊到SCS礦池，用戶可以自己建一個礦池，不過此處建議加入官方提供的礦池地址，以確保安全性；
SCS注冊時需要提供押金（MC），此處押金必須大于礦池合約的設定值；提交押金越多，能參與的應用鏈越多；
配置SCS需要連接的VNODE，這樣SCS之間才能進行通訊；可以是自己的節點，也可以連接到其他代理節點。
SCS礦工的前期作業完成后，如果被選中參與應用鏈的運行，將會在應用鏈重繪之后，在Beneficiary中看到收益。
注意：SCS運行后不可頻繁掉線，否則可能會被視為作假，被剔除出應用鏈并扣除押金。
4.2 作為PROXY VNODE參與應用鏈的資訊傳遞
主鏈節點注冊到VNODE礦池，變成PROXY VNODE，通過提供應用鏈呼叫合約服務和應用鏈歷史資料中轉服務，獲取收益。
PROXY VNODE需要在vnodeconfig.json的VnodeBeneficialAddress里設定收益賬號。
提供應用鏈呼叫合約服務時，交易中的via欄位，需要設定和VnodeBeneficialAddress相同，否則該節點將不會作業；
提供應用鏈歷史資料中轉服務時，PROXY VNODE是被隨機選中為應用鏈進行服務的。
5.部署應用鏈的流程
5.1 公共礦池合約部署
部署Vnode協議合約：也就是Vnode Proxy礦池，允許Vnode來注冊，并為應用鏈提供服務獲取收益；
部署應用鏈協議合約：也就是SCS礦池，允許SCS來注冊，被選中為應用鏈提供服務，并獲取收益。
這兩個合約，官方會部署，并提供相應的服務；第三方也可以部署，公開資訊后，為dapp方提供服務。
5.2 DAPP業務邏輯
1.部署應用鏈合約：應用鏈控制合約是DAPP用戶使用應用鏈的基本合約，其提供應用鏈運行前和運行中的一些必要介面。
通常來說，應用鏈控制合約需要設定：
一個好用的Vnode Proxy礦池合約地址；
一個好用的SCS礦池合約地址；
應用鏈運行后需要的SCS的最小數量和最大數量；
應用鏈重繪周期（以系統鏈block生成數量為準），小于100的值，合約會自動置為100。
2.選擇SCS：應用鏈控制合約部署成功后，會開放注冊，符合條件的SCS都可以來注冊，此時可以查看注冊情況；
3.創建應用鏈：如果注冊的SCS數量達到要求，關閉注冊后，創建應用鏈完成并開始出塊；如果沒有足夠的SCS來注冊，需要重新開始該行程；
4.部署應用鏈業務合約：通過directcall方式進行應用鏈業務合約的部署與呼叫，directcall以向VNODE PROXY節點發送交易的方式完成自己的任務。
通常來說，應用鏈業務合約需要設定：
應用鏈控制合約的地址；
shardingflag標志位：必須填寫1，（0表示主鏈交易，1表示應用鏈交易）；
發送交易VNODE節點config中的地址；僅配置了該地址的VNODE PROXY才會處理應用鏈業務合約的部署與呼叫。
6.應用鏈SCS的選擇
6.1 應用鏈的SCS的節點選擇通過三個步驟實作：
應用鏈設定一個需要選擇的SCS節點數范圍[min,max]。然后呼叫應用鏈協議合約的getSelectionTarget()，根據當前的注冊的SCS總數，得到一個selection target；
Vnode比較應用鏈地址和與自己相連的SCS地址的距離，如果小于selection target，則通知SCS；
SCS得到register的通知，如果符合條件，則呼叫應用鏈的RegisterAsSCS來確定自己參與到該應用鏈。
6.2 通過這樣的選擇方法，可以實作：
選擇的程序是隨機的，因為SCS的地址和應用鏈地址都是隨機生成的；
SCS的選擇根據當前的SCS節點總數自動調整，因為SCS與應用鏈地址之間的距離符合正態分布；
SCS的顯示確認保證SCS當前是活躍的。
6.3 兩個地址的距離(hash_dist)由RangeIndex[]定義的位數 index_range 來確定
該實體中，index_range為第2和第3位。
7.應用鏈的重繪（flush）
7.1 應用鏈重繪的引數設定
在應用鏈控制合約subchainbase.sol中設定應用鏈重繪引數：
重繪周期Round數值：定義應用鏈經過多少區塊后重繪。假如應用鏈有100個節點，每個節點按POS共識機制依次產生block，定義Round數為5，則每過500block 重繪一次；
當前重繪id 索引：指定下次重繪的id 在SCSList中 的索引值；
重繪過期數值expiration：指定的id在block [0, 2*expiration]必須完成重繪，否則由下一個id重新發起重繪；
重繪作假懲罰：如果節點在propose，dispute，或者vote階段作假，將從預先繳納的押金中扣除相應的懲罰數額，并被踢出SCSList。
7.2 應用鏈重繪的流程
Proposal的格式如下：
重繪周期到的時候，SCS節點呼叫應用鏈合約的createProposal，發起一個重繪請求交易flushTX；
V-node接收到flushTX后，處理相應的邏輯，并將訊息推送到SCSList中的scs node，告知有新的proposal；
如果SCS node發現沒有問題，它們不需要反應；
如果SCS node發現這個proposal 有問題，它可以發起一個新的proposal，并通過TX呼叫disputeProposal，之后觸發V-node將訊息推送到相應的scs node。此時所有的SCS必須回應，一個SCS只能對其中的一個進行投票（由合約保證）；
最初發起proposal和發起dispute的SCS節點設定timer，在指導的時間內，獲得投票的結果。如果得票超過50%，那么這個節點就發起一個TX來呼叫應用鏈合約的Approval function。
合法的proposal被接受，并被記錄到區塊鏈中，錯誤的proposal和對錯誤的proposal進行投票的人將被扣掉相應的保證金。
7.3 獎勵與懲罰
參與者的付出：
作為SCS礦工，需要在注冊時付出一定數量的押金（由礦工池決定），來進入礦工池等待參與應用鏈運行；
SCS啟動后，scsid需要存入1個moac作為呼叫費用；
作為DAPP方，在部署應用鏈控制合約的時候，需要給合約賬號打入一定數量的運行費用，用于礦工獎勵；
作為proxy Vnode，需要在注冊的時候交押金。
重繪的時候：
一旦被選中參與應用鏈運行，SCS礦工將會在應用鏈重繪的時候獲得回報，參與的應用鏈越多，獲得的回報越多；
如果SCS節點的網路不穩定，或者嘗試搗亂，該SCS將會被標記為壞節點，繼而被踢出應用鏈的運行，并扣除押金；
proxy Vnode獲得提供應用鏈合約呼叫的節點收益。
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作者：Li_Yu_Qing
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標籤：區塊鏈技術
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