区块链 - NEO 白皮书.docx

1、NEO 白皮书一种智能经济分布式网络NEO 的设计目标：智能经济NEO 是利用区块链技术和数字身份进行资产数字化，利用智能合约对数字资产进行自动化 管理，实现“智能经济”的一种分布式网络。数字资产数 字 资 产 是 以 电 子 数 据 的 形 式 存 在 的 可 编 程 控 制 的 资 产 。 用 区 块 链 技 术 实 现 资 产 数 字 化 有 去 中心、去中介、免信任、可追溯、高度透明等特点。NEO 在底层支持多数字资产，用户可 在 NEO 上 自 行 注 册 登 记 资 产 ， 自 由 交 易 和 流 转 ， 并 且 通 过 数 字 身 份 解 决 与 实 体 资 产 的 映 射 关系

2、。用户通过合规的数字身份所注册登记的资产受到法律的保护。NEO 中有两种形式的数字资产：全局资产和合约资产。全局资产能够被记录在系统空间， 可 以 被 所 有 智 能 合 约 和 客 户 端 所 识 别 ； 合 约 资 产 被 记 录 在 智 能 合 约 的 私 有 存 储 区 中 ， 需 要 兼 容 该 智 能 合 约 的 客 户 端 才 能 识 别 。 合 约 资 产 可 以 参 照 某 种 约 定 的 标 准 ， 从 而 实 现 与 多 数 客 户 端的兼容。数字身份数 字 身 份 是 指 以 电 子 数 据 形 式 存 在 的 个 人 、 组 织 、 事 物 的 身 份 信 息 。 目

3、 前 较 为 成 熟 的 数 字 身 份体系是基于 PKI（ Public Key Infrastructure） 的 X.509 标 准 。 在 NEO 中 ， 我 们 将 实 现 一 套 兼 容 X.509 的 数 字 身 份 标 准 。 这 套 数 字 身 份 标 准 ， 除 了 兼 容 X.509 的 层 级 式 的 证 书 签 发 模 式 ， 还 将 支 持 Web Of Trust 式 的 点 对 点 的 证 书 签 发 模 式 。 并 通 过 人 脸 、 指 纹 、 语 音 、 短 信等多因素认证实现签发阶段和使用阶段的真实身份比对。同时，还将使用区块链取代 OCSP 协议来管理

4、、记录 X.509 的吊销证书列表 CRL。智能合约智 能 合 约 是 1994 年 由 密 码 学 家 尼 克 萨 博 （ Nick Szabo） 最 先 提 出 的 理 念 ， 几 乎 与 互 联 网 同 龄 。 根 据 Nick Szabo 的 定 义 ： 当 一 个 预 先 编 好 的 条 件 被 触 发 时 ， 智 能 合 约 执 行 相 应 的 合 同 条 款 。 区 块 链 技 术 给 我 们 带 来 了 一 个 去 中 心 化 的 ， 不 可 篡 改 的 ， 高 可 靠 性 的 系 统 ， 在 这 种 环 境下，智能合约才大有用武之地。 NEO 具备独立的智能合约体系： Neo

5、Contract。NeoContract 智能合约体系的最大特点是无缝对接现有的开发者生态。开发者无需学习新 的 编 程 语 言 ， 就 能 用 C#、 Java 等 主 流 编 程 语 言 在 熟 悉 的 IDE 环 境 （ Visual Studio、 Eclipse 等 ） 中 进 行 智 能 合 约 的 开 发 、 调 试 、 编 译 。 NEO 的通用轻量级虚拟机 NeoVM 具有高确定性、高并发性、高扩展性等优点。NeoContract 智能合约体系让全球百万级的开发者能够 快速进行智能合约的开发。NeoContract 将有独立的白皮书描述实现细节。应用与生态生态是开源社区项目的

6、生命力所在。为了实现智能经济网络的目标，NEO 将致力于发展开 发 者 生 态 ， 提 供 成 熟 的 开 发 工 具 ， 完 善 的 开 发 文 档 ， 组 织 教 育 培 训 活 动 ， 提 供 资 金 支 持 。 我 们计划对以下基于 NEO 的应用与生态进行支持，并对完善与提升体验的设计给予奖励：节 点 程 序 完整功能的 PC 全节点程序 更好体验的 PC 轻节点程序 提供不需要同步区块链的 Web / Android / iOS 客户端 硬件钱包 区 块 链 浏 览 器 SDK 开 发 工 具 包 支 持 Java / Kotlin、 .NET C# / VB、JavaScript

7、 / Typescript、Python、Go智 能 合 约 编 译 器 与 IDE 插 件 C# / VB.Net / F#， Visual Studio Java / Kotlin， Eclipse C / C+ / GO JavaScript / TypeScript Python / Ruby去 中 心 化 应 用 智能基金 AI 辅助的法律智能合约 网络社交 自动化代币流动性提供者 去中心化交易所 安全通讯协议 数据交易市场 IP 交易市场 预测市场 广告市场 算力市场 NeoGas 市 场NEO 的管理模式经济模型NEO 中内置两种原生代币，NEO（缩写符号 NEO）和 NeoGa

8、s（缩写符号 GAS） 。NEO 是 管 理 代 币 ， 总 量 1 亿 份 ， 用 于 实 现 对 NEO 网 络 的 管 理 权 。 管 理 权 包 括 投 票 进 行 记 账人选举，NEO 网络参数更改等。NEO 的最小单位为 1，不可再分割。GAS 是 燃 料 代 币 ， 最 大 总 量 上 限 为 1 亿 ， 用 于 实 现 对 NEO 网 络 使 用 时 的 资 源 控 制 。 NEO 网 络 对 代 币 转 账 和 智 能 合 约 的 运 行 和 存 储 进 行 收 费 ， 从 而 实 现 对 记 账 人 的 经 济 激 励 和 防 止 资 源滥用。GAS 的最小单位为 0.00

9、000001。在 NEO 网 络 的 创 世 块 里 ， 1 亿 份 NEO 已 经 生 成 ， 而 GAS 尚 未 生 成 ， 数 量 为 零 。 1 亿 份 NEO 所 对 应 的 1 亿 份 GAS， 将 通 过 一 个 衰 减 的 算 法 在 约 22 年 的 时 间 内 逐 步 生 成 至 NEO 管理代币的地址中。NEO 管理代币转入新的地址后，之后的 GAS 也将在新的地址生成。NEO 网络将通过投票设置一个阈值，对一定量的转账交易和智能合约运行存储免收 GAS， 以 提 升 使 用 体 验 。 当 发 生 大 量 垃 圾 交 易 时 ， 可 以 通 过 NeoID 来 优 先

10、处 理 具 有 合 格 身 份 的 交 易和智能合约。没有合格数字身份的交易和智能合约可以通过支付 GAS 来获得优先处理。分发机制NEO 的分发：NEO 的 1 亿管理代币分为两部分，第一部分 5000 万 份 NEO 用于按轮次和比例分发给NEO 开发经费众筹的支持者，该部分已经分发完毕。第二部分 5000 万份由 NEO 理事会管理，用于支持 NEO 网络的长期开发、运维和生态 发 展 。 该 部 分 的 NEO 处 于 锁 定 期 ， 在 2017 年 10 月 16 日 NEO 网 络 运 行 达 1 年 时 方 可 解 锁 被 使 用 。 这 部 分 NEO 不 会 进 入 交 易

11、 所 交 易 ， 仅 用 于 长 期 支 持 NEO 项 目 ， 计 划 按 如 下比例分配使用：1000 万份（总量 10%）用于激励 NEO 开发者和 NEO 理事会成员1000 万份（总量 10%）用于激励 NEO 周边生态开发者1500 万份（总量 15%）用于交叉投资其他区块链项目，所获得代币归属于 NEO 理 事 会，并仅用于 NEO 项 目1500 万份（总量 15%）机动使用每年使用的 NEO 原则上不得超过 1500 万 份GAS 的分发：GAS 伴 随 着 每 个 新 区 块 的 生 成 而 产 生 。 GAS 初 期 总 量 为 零 ， 伴 随 着 新 区 块 的 生 成

12、 逐 渐 增 多 ， 直 至 约 22 年 后 达 到 总 量 上 限 1 亿 。 NEO 每 个 区 块 的 间 隔 时 间 约 为 15-20 秒 ， 200 万 个区块约合 1 年时间。第 一 年 （ 实 际 为 0-200 万 个 区 块 ） ， 每 个 区 块 新 生 成 8 个 GAS； 第 二 年 （ 实 际 为 第 200-400万个区块），每个区块新生成 7 个 GAS；以此类推，每年递减 1 个 GAS，直至第 8 年 递减至每个区块新生成 1 个 GAS；自此保持每个区块新生成 1 个 GAS 直至约 22 年 后 的 第 4400 万个区块，GAS 总量到达 1 亿，则

13、停止伴随新区块生成 GAS。按照这样的发行曲线，第 1 年会有 16% 的 GAS 被 创 造 ， 前 4 年会有 52% 的 GAS 被 创 造 ， 前 12 年 80% 的 GAS 被 创 造 。 这 些 的 GAS 都会按照 NEO 的 持 有 比 例 ， 记 录 在 对应的地址上。NEO 持有人可以在任意时间进行发起一笔认领交易，将这些 GAS 认领到 NEO 的地址上。治理机制链上治理：NEO 管理代币的持有人是 NEO 网络的所有者和管理者，通过在 NEO 网络上 构造投票交易来实现管理权，通过获得 NEO 管理代币所对应的 GAS 燃料代币来实现 NEO 网络的使用权。 NEO

14、管理代币可以被转让。链 下 治 理 ： NEO 理 事 会 是 NEO 项 目 的 创 始 人 组 织 成 立 的 常 务 管 理 机 构 ， 下 设 管 理 委 员 会 、 技术委员会和秘书处，分别负责战略决策、技术决策和具体执行。NEO 理事会向 NEO 社 区负责，以推广和发展 NEO 生态为首要工作目标。NEO 的技术实现共 识 机 制 ： DBFTDBFT 全称为 Delegated Byzantine Fault Tolerant， 是 一 种 通 过 代 理 投 票 来 实 现 大 规 模 节 点 参与共识的拜占庭容错型共识机制。NEO 管理代币的持有者通过投票，可以选出其所支持

15、 的记账人。随后由被选出的记账人团体通过 BFT 算法，来达成共识并生成新的区块。投票 在 NEO 网络持续实时进行，而非按照固定任期。DBFT 对 由 n 个共识节点组成的共识系统，提供 f=(n-1)/3 的容错能力，这种容错能力 同时包含安全性和可用性，可以抵抗一般性故障和拜占庭故障，并适用于任何网络环境。DBFT 具 有 良 好 的 最 终 性 ， 一 个 确 认 即 最 终 确 认 ， 区 块 无 法 被 分 叉 ， 交 易 也 不 会 发 生 撤 销 或 回滚。在 NEO 的 DBFT 共识机制下，每 1520 秒生成一个区块，交易吞吐量实测可达到约 1000tps，在公有链中性能

16、优秀。通过适当优化，有能力到达 10000TPS，可以支持大规模 的商业化应用。DBFT 结 合 数 字 身 份 技 术 ， 使 得 记 账 人 可 以 是 实 名 的 个 人 或 机 构 。 从 而 使 得 冻 结 、 撤 销 、 继 承 、 找 回 、 司 法 判 决 过 户 等 非 常 规 操 作 成 为 可 能 。 这 有 利 于 合 规 性 金 融 资 产 在 NEO 网 络 中 的登记发行。NEO 网络计划在必要的时候支持此类操作。智 能 合 约 体 系 ： NeoContractNEO 的智能合约体系由三部分组成：NeoVM - 通 用 区 块 链 虚 拟 机 ：NeoVM 是

17、一 个 轻 量 级 的 通 用 型 虚 拟 机 ， 其 架 构 与 JVM 和 .NET Runtime 非 常 接 近 ， 类 似 于一个虚拟 CPU，负责读取并按顺序执行合约中的指令，根据指令的功能进行流程控制、 算 数 运 算 、 逻 辑 运 算 等 。 它 具 有 良 好 的 启 动 速 度 和 通 用 性 ， 非 常 适 合 应 用 于 智 能 合 约 这 种 小 程序，也可以被移植到非区块链的场景中，或者与 IDE 集成从而提供良好的开发体验。可 以 对 NeoVM 的功能进行扩展，引入 JIT（即时编译器）机制，从而提高指令的执行效率。InteropService - 互 操 作

18、 服 务 ：用 于 加 载 区 块 链 账 本 、 数 字 资 产 、 数 字 身 份 、 持 久 化 存 储 区 等 底 层 服 务 。 它 们 就 像 是 为 虚 拟 机 提 供 的 虚 拟 设 备 ， 使 得 智 能 合 约 可 以 在 运 行 时 访 问 这 些 服 务 ， 从 而 实 现 一 些 高 级 功 能 。 通 过这种低耦合的设计， NeoVM 可以被移植到任意区块链甚至非区块链系统中使用，使得 智 能 合 约 的 适 用 领 域 大 大 扩 宽 。DevPack - 编 译 器 和 IDE 插 件 ：DevPack 包含高级语言编译器和 IDE 插件。由于 NeoVM 的架

19、构与 JVM、.NET Runtime 等 高 度 相 似 ， 这 些 DevPack 里的编译器可以将 Java byte code 和 .NET MSIL 这类中间语 言 编 译 成 NeoVM 的 指 令 集 。 Java / Kotlin、 C#的 开 发 者 不 需 要 学 习 新 的 语 言 ， 在 VS、 Eclipse 等熟悉的 IDE 环境中就能立即着手编写智能合约。这使得智能合约的学习成本大大降低， 可 以 建 立 丰 富 的 NeoContract 智 能 合 约 生 态 。NeoContract 可以在运行智能合约之前，就通过静态分析来建立智能合约的调用树。通过 确 定

20、 性 的 调 用 树 ， NEO 节点可以对智能合约进行动态分片，实现理论上无限的扩展 ，克服 了其他区块链系统的静态分片导致的“闹市拥堵效应” 。跨 链 互 操 作 协 议 ： NeoXNeoX 是 实 现 跨 链 互 操 作 的 协 议 。 NeoX 分 为 两 个 部 分 ： “跨 链 资 产 交 换 协 议 ”和 “跨 链 分 布 式 事务协议”。跨 链 资 产 交 换 协 议 ：NeoX 在 已 有 的 双 链 原 子 资 产 交 换 协 议 上 进 行 了 扩 展 ， 可 以 让 多 个 参 与 者 在 不 同 的 区 块 链 上 进 行 资 产 交 换 ， 并 保 证 整 个 交

21、 易 过 程 中 的 所 有 步 骤 全 都 成 功 或 全 都 失 败 。 为 了 实 现 这 个 功 能 ，我们需要利用 NeoContract 的 功 能 ， 为 每 一 个 参 与 者 创 建 一 个 合 约 账 户 。 对 于 其 它 的 区 块 链 ， 如 果 它 不 兼 容 NeoContract， 但 是 只 要 能 够 提 供 简 单 的 智 能 合 约 功 能 ， 也 能 够 与 NeoX 相兼容。跨 链 分 布 式 事 务 协 议 ：跨 链 分 布 式 事 务 是 指 ， 事 务 的 多 个 步 骤 分 散 在 不 同 的 区 块 链 上 执 行 ， 且 保 证 整 个

22、事 务 的 一 致 性 。 这 是 对 跨 链 资 产 交 换 的 一 种 扩 展 ， 将 资 产 交 换 的 行 为 扩 展 成 任 意 行 为 。 通 俗 的 说 ， NeoX 使得跨链智能合约成为了可能，一个智能合约可以在多个不同的区块链上执行不同的部分， 要 么 全 部 执 行 完 毕 ， 要 么 全 部 退 回 执 行 前 的 状 态 。 这 赋 予 了 跨 链 协 作 极 大 的 想 象 力 ， 我 们 正 在探索跨链智能合约的应用场景。分 布 式 存 储 协 议 ： NeoFSNeoFS 是 一 套 利 用 了 Distributed Hash Table 技 术 的 分 布 式

23、 存 储 协 议 。 NeoFS 通 过 文 件 内 容 （ Hash） 而 非 文 件 路 径 （ URI） 来 对 数 据 进 行 索 引 。 大 文 件 将 被 分 割 为 固 定 大 小 的 数 据 块 分布式地存储在众多节点中。该类系统的主要问题是需要在冗余度和可靠性之间寻找平衡点。NeoFS 计划通过代币激励 机 制 和 建 立 骨 干 节 点 的 方 式 来 解 决 这 一 矛 盾 。 用 户 可 以 选 择 文 件 的 可 靠 性 要 求 ， 低 可 靠 性 的 文 件 可 以 免 费 或 几 乎 免 费 的 被 存 储 和 访 问 ， 高 可 靠 性 的 文 件 将 由 骨

24、干 节 点 提 供 稳 定 可 靠 的 服 务 。NeoFS 将作为 NeoContract 体系下的 InteropService 互操作服务之一，使得智能合约可 以在区块链上存放大型文件，并为这些文件设定访问权限。此外， NeoFS 可以与数字身份 相 结 合 ， 使 记 录 数 字 身 份 的 数 字 证 书 可 以 点 对 点 签 发 、 传 送 、 吊 销 ， 而 无 需 中 心 化 服 务 器 来 管 理 。 未 来 可 以 将 陈 旧 的 区 块 数 据 存 放 在 NeoFS 中 ， 使 得 大 部 分 的 全 节 点 可 以 释 放 旧 数 据 ， 获得更高的扩展性，并保证历

25、史数据的完整性。抗 量 子 密 码 学 机 制 ： NeoQS量子计算机的出现将对基于 RSA 和 ECC 的密码学机制产生重大挑战。量子计算机能够在 极短的时间内解决 RSA 所依赖的大数分解问题和 ECC 所依赖的椭圆曲线离散对数问题。 NeoQS 是 一 种 基 于 格 的 密 码 学 机 制 ， QS 是 Quantum Safe 的 缩 写 。 目 前 ， 量 子 计 算 机 尚 无快速解决最短向量问题（ SVP）和最近向量问题（ CVP）的能力，格密码学被认为是抵御 量子计算机的最可靠算法。总 结NEO 是 一 种 结 合 数 字 资 产 、 数 字 身 份 和 智 能 合 约 的 分 布 式 网 络 。 NEO 系 统 还 将 使 用 DBFT、 NeoX、NeoFS、NeoQS 等多项原创技术，成为未来智能经济的基础架构。