区块链的崛起：揭开崛起币的秘密

在揭示支持 Emercoin 的区块链技术的应用范围的系列文章的第一篇中，我们研究了这种加密货币是如何形成的，以及它与蓬勃发展的加密货币行业的所有其他样本有何不同。

随着参与者数量的增加，点对点网络的效率和可靠性也在提高。 这使它们成为企业规模和全球规模解决方案的完美工具，这些解决方案远远超出了“纯粹的”金融应用程序。 世界现在开始意识到这一点。 在 Emer，这是从一开始就推动我们发展的理念。

新兴币核心

从历史上看，崛起币的核心是从 Peercoin 继承而来的，而 Peercoin 又从比特币中出现。 Peercoin 引入了一项称为权益证明 (PoS) 共识的重要创新。 这允许扩展和改进当时存在的工作量证明 (PoW) 算法。

共识是一种用于去中心化网络的算法，用于验证不断增长的区块链的某个版本。 所有矿工的共识结果”使用自己的资源“投票”进行此类验证。 为此，他们将获得新创建的加密货币作为奖励。 换句话说，矿工出售他们的“网络信任维护”服务以换取硬币。

那么我们如何知道谁有权投票呢？

它不可能是钱包，因为这样一个欺诈用户就可以创建数百万个钱包并使用这些幽灵投票来验证他们喜欢的任何区块链版本。

这也不能是 IP 地址，因为任何 ISP 都可以伪造大型网络，从而制造成群的幽灵选民。

因此，投票需要无法复制或伪造的有限资源。

对于比特币系统，中本聪提出了一个工作量证明解决方案，它涉及通过计算能力进行验证。 确实，如果你的电脑的计算能力是X，你可以创建N个虚拟子机，但总的计算能力不会超过X。也就是说，这样的虚拟子机的拥有者不会有比单个用户更多的选票。

然后提供了其他共识概念，专注于处理器以外的计算资源。 例如，容量证明基于磁盘驱动器容量。 这引发了加密货币生态系统演变的军备竞赛。 矿工继续投资他们的硬件，直到他们的设备折旧费用将采矿产生的收入归零。 然后他们开始抱怨“挖矿没有收益”或“加密货币不过是一场骗局”。

权益证明是 Sunny King 在 Peercoin 中引入的开创性概念。 Peercoin 通过自己的硬币限制投票能力。 通过用虚拟资源（硬币）替换材料资源（处理器、磁盘驱动器），这有助于避免军备竞赛。 因此，人们不再为了追求更大的挖矿能力而浪费物质资源金钱和电力。

PoS 算法也存在缺陷。 例如，它容易受到内部攻击。 后者被附加工具部分地阻止，例如动态检查点。 总的来说，PoS 已被证明比 PoW 更安全。

Peercoin 使用的混合共识协议被认为是最安全的，这就是我们将其用作 Emercoin 项目的基础的原因。 为了取得成功，Emer 上的攻击者必须拥有网络总计算能力的 51% 和其代币存量的 51%。 两种不同性质的障碍在很大程度上保护了网络免于名誉扫地。

选择 Peercoin 的另一个原因是其核心中使用的经典且成熟的比特币代码。 它不仅得到了许多安全专家的审查，还应对了多次失败的攻击。

最后，我们希望对项目采用工业方法，最大限度地遵守现有标准和规范，而比特币的技术和 API实际上已经确定了加密行业的标准。

新兴币与比特币：异同

PoW+PoS vs PoW

如前所述，新兴币使用混合共识协议。 取自 Peercoin。 我们所做的唯一改变是将 PoS 的权重增加到大约 80%。 因此，Emer 本质上是一种基于 PoS 的加密货币，带有辅助 PoW 工具。

SHA-256

Emercoin 使用相同的 SHA-256 哈希函数关闭块。 我们选择它是因为它是官方标准并且足够安全。 此外，特殊的 ASIC 已经进行了一段时间的 SHA-256 挖矿，因此矿工可以确信，没有为另一种算法设计的新专用硬件会引发复杂性革命，以动摇网络并巩固挖矿能力。那些拥有这种新硬件的人。

附带说明一下，我们反对使用通用计算机进行挖矿，因为这种方法对未涉及的各方具有潜在危险。 在 ASIC 出现之前，许多计算机病毒利用受影响计算机的计算能力来挖掘比特币。 ASIC 使此类恶意软件在经济上不可行。 通过通用计算机开采的其他加密货币仍然面临这种风险。

10 分钟块间隔

就像比特币和 Peercoin 一样，Emercoin 提供 10 分钟的时间来关闭一个区块。 每个块的时间越短，将导致与孤立块的更多冲突和网络可靠性的损失。

碰撞概率的计算方法是将网络更新时间除以区块关闭时间。 网络更新时间取决于网络拓扑和负载。 更新比特币网络需要几分钟。 一旦网络负载变得或多或少，其他加密货币（例如 Quark）将块关闭时间减少到不到一分钟，就会遇到持续的分叉暴露。

人们可能会反对以太坊出色的 Ghost 协议，该协议未暴露于分叉。 尽管它的孤块（“叔叔”）不是生成的区块链的一部分，但它们确实参与了链版本的投票，因此区块间隔可以减少到大约 20 秒。

但是该协议有其自身的漏洞。 例如，Ghost 网络容易发生网络风暴，当以太网网络在一定负载下会出现极端流量时。 简而言之，网络易受攻击，因为其更新时间与其流量成正比。 在临界负载下（每秒事务过多），更新时间变得与块生成时间相当。 在这种情况下，不同的矿工可以独立生成要包含在区块链中的候选块。 令人惊讶的是：这些块将包含相同的交易。 所以它们会再次在网络中循环，成倍增加流量，即产生更多的网络负载、更多的延迟和更多的“叔叔”。 网络将表现得好像它受到了 DNS/NTP 放大攻击，攻击者和受害者都是相同的网络节点。

而且，区块链中只包含一个候选区块。 由于网络不仅使用资源来计算该区块，而且还使用其同伴区块，这些区块投票但未包含在生成的区块链中，因此对被接受区块链的信任度急剧下降。 因此，网络可能会受到不到其总计算能力的 51% 的攻击。

总而言之，我们相信中本聪提出的方法仍然是最好的。

在每个块之后重新计算复杂度

与比特币不同，比特币每 2016 个区块（即大约每两周）重新计算其挖掘复杂性，Emer 和 Peercoin 网络在每个新区块后都这样做，有助于提高网络可靠性。 下面是一个例子：

假设在预定的复杂性重新计算后，50% 的比特币矿工停止工作。 顺便说一下，这种情况并不像看起来那么不可能。 如果拥有大型矿池的国家的政府为此制定一些法律，这可能会发生——中国很快就会出现这种情况。 因此，关闭区块的时间间隔将增加一倍至 20 分钟，区块大小也将增加一倍。 考虑到今天的许多区块已达到 1 MB 的限制，因此许多交易可能会持续数天未确认。 这可能会引起那些希望以当前价格出售的人的恐慌和更多交易，从而进一步加剧这种情况。 系统需要数周时间才能恢复。

在每个新区块之后重新计算其复杂性的网络不会面临这种风险，因为它会立即适应新矿工的总计算能力。 此外，作为主要的 PoS 加密货币，Emercoin 不受采矿和/或矿池的影响。 即使所有矿池同时停止工作，添加一个区块也只需要 20% 以上的时间，而调整系统将在 24 小时内解决这个问题。

重新评估已授予 PoW 区块的数量

Emercoin 还有一种机制来保持其矿工能力更可靠，这是一个使用网络哈希率（聚合矿工能力）的负反馈循环。 关键是矿工的奖励不是固定的（就像比特币一样），而是与网络复杂性的 4 次方根成反比。

如果 Emercoin 的受托价值增加，即更多用户开始挖掘它，这会增加网络复杂性，从而减少每个区块的奖励。 结果，网络受到保护，免受高法定通货膨胀的影响。 相反，如果矿工出于任何原因对新兴币失去兴趣，系统就会变得不那么复杂，并通过提供更高的奖励来留住矿工。

理论上，最有效的新兴币挖矿策略是使用最小容量和共享最大收入进行合作和挖矿。 然而，这是不可能的，因为矿工将面临囚徒困境的变种。

6% 的 PoS 年收益率

由于 Emercoin 是一种 PoS 加密货币，矿工可以通过其钱包中的挖矿硬件和硬币来赚取收入。 我们选择以每年 6% 的比率支付 PoS 奖金。 换句话说，如果用于关闭交易的代币保持不变超过一个月，则很可能这些代币可用于关闭一个区块，从而为所有者产生 6% 的 APY。 一旦硬币被使用，闲置期就会“耗尽”，新的所有者开始新的闲置期。 换句话说，6% APY 是最大的 PoS 奖励，只有在硬币保持完整的情况下才能收到。 目前，通过 PoS APY 的实际货币存量增长约为每年 4-5%。 随着 Emercoin 变得越来越普遍，交易越来越多，这个价值将下降以匹配硬法定货币的典型利率——尽管从未完全无效。

有人可能会反对这 6% 的 APY 会产生通货膨胀，但应该提到的是，新兴币有通货紧缩的趋势，即硬币的价值正在增长，而且增长速度非常快。 这可以从其汇率中看出，自年初以来，该汇率已上涨了近四倍。 这种与朴素模型的不匹配是由于硬币价值与相应的经济价值相关联。 经济增长需要硬币价值的增加，因此与其他因素相比，PoS 对整体货币存量增长的贡献可以忽略不计。

发行和取消新兴币

从上面可以得出结论，新兴币货币存量可以永久增长。 在第一个近似值中似乎是正确的。 事实上，维持共识的参与者将他们的服务出售给网络，并获得新创建的硬币作为奖励。 但是，新兴币有一种机制可以使硬币无效，从而平衡硬币的发行。 它通过收取区块链服务费用来实现，例如发送硬币或在 NVS 购买账户。 换句话说，与比特币不同，比特币对发行硬币有限制并且没有工具可以使它们无效，新兴币允许无限期发行它们，但也有一个相反的过程来平衡它。 向网络出售服务的参与者获得奖励，从网络购买服务的参与者为他们付费。

粗略估计并考虑目前可用的因素，80 年内将产生总计约 10 亿个 EMC。

显示外部 IP 地址

Emercoin 实施的第一个独特创新是 RFC5389 协议，这是一种揭示外部 IP 地址的 STUN 工具。 NAT 后，钱包软件需要知道外部 IP 地址才能正常运行。 比特币过去和其他人仍然通过寻址中央服务器（ http://checkip.dyndns.org ）来接收它。 后来切换到 UPNP 和手动配置设置。 我们出于多种原因拒绝了这种方法，例如 UPNP 在多层 NAT 后无法工作。 最后，我们决定根本不使用中央服务器，而是应用 STUN 标准，该标准在 VoIP 中用于类似目的。 目前，我们管理着最完整的可用公共 STUN 服务器列表，并在我们的 STUN 子系统中使用这些服务器来识别外部 IP 地址。

事务优化器

交易优化器是 Emercoin 中实施的另一项独特创新。

具有包含交易的区块链的加密货币要求您在创建新交易时选择用于支出的子集。 比特币和其他加密货币使用一种随机算法，该算法采用 1,000 个随机样本来选择包含尽可能接近所需数量的子集。 然而，即使钱包包含一个与精确金额匹配的子集，标准算法几乎总是会忽略它，创建一个新的支付交易并保留差额。 这导致创建超大交易并生成未来交易以花费差额。

该算法还导致了“金尘”问题，导致大量低价值交易。

Emercoin 应用动态编程方法来选择交易子集。 如果存在，该算法可以保证找到完美匹配的子集。 我们的评估表明，平均交易金额因此下降了 5%，减缓了区块链的增长。

分布式动态检查点

PoS 加密货币容易受到一些奇异的、特定于 PoS 的攻击。 其中最危险的一种是“内部攻击”。 如果欺诈行为者控制了包含已花费硬币的钱包，他们可能会模拟回滚到这些钱包实际包含硬币的时间。 因此，参与者将获得 51% 的代币控制权，构建比主链更长的替代区块链，并追溯性地更改区块链内容。

这些攻击可以通过将区块链重组限制在一定深度级别的检查点来防止。 比特币只使用嵌入在钱包代码中的硬检查点； 每次钱包更新都会更新此类检查点。 另一方面，Peercoin 和 Emercoin 使用动态检查点和在线发送的检查点数据。 这不需要在客户端进行任何代码更新，并且可以不断更新检查点结构。

Peercoin 仅提供一个节点来发送检查点数据。 如果由多个节点发送，这样的数据会产生网络冲突。 因此，该节点的故障将阻止动态检查点数据被更新。

另一方面，Emer 实现了分布式动态检查点算法，可以防止多个独立节点发送重复的检查点数据。 这有助于提高网络可靠性，因为即使某些节点出现故障，检查点仍会更新。

没有以太坊式的智能合约

Emercoin 不提供此类合约，也无意引入这些合约。 出于安全原因，我们完全反对此类合同。 我们一直认为未经授权下载图灵完备操作相关代码是非常危险的，最近价值 3100 万美元的以太币被盗证明我们是正确的。

名称-值存储 (NVS)

Name-Value Storage (NVS) 子系统是我们的核心创新，具有外部实用价值，其灵感来自 Namecoin 分布式 DNS 加密货币。

不同于 Namecoin 中的类似结构，它非常关注分布式 DNS， Emercoin NVS是一个受信任的分布式通用存储系统，具有共享控制。

简而言之，该子系统可以存储大小高达 20 Kb 的任何二进制数据。 这些数据点链接到一个长达 512 字节的搜索关键字，对于整个网络来说是独一无二的。 每条记录都与属于相应钱包所有者的支付地址相关联。

付款地址所有者是唯一有权管理记录的人。 管理记录意味着创建新记录以替换旧记录或将所有权转移到另一个支付地址。 旧记录永远不会被删除，并且仍然可以从相关区块链访问。 因此，每条记录都有其所有权变更的完整历史记录。

从技术上讲，区块链中的记录是 0.01 EMC 交易的结果（很快会减少到 0.0001 EMC），归因于记录所有者的支付地址。 因此，该结果包含 NVS 内容。 记录所有者是唯一有权使用此结果的人，因为授权流出的私钥可能只能在他们的钱包中找到。 花费此金额需要修改记录的值或其他属性，包括付款地址。 在后一种情况下，记录被转移到包含受益人地址的钱包。

NVS 子系统可以通过 JSON API（类似于比特币）或通过钱包 GUI 寻址。

Emercoin NVS 系统为我们将在 2017 年至 2018 年的后续文章中描述的所有基于 Emercoin 的服务提供动力——敬请期待。