Ink底層技術創新：“我們想改變整個區塊鏈世界”

點選上方“藍色字”可關注我們！

記者：鉛筆盒

INK的願景在於連結全球不同文化圈，為原創內容行業塑造分散式解決方案與基礎設施。為了讓這樣的大生態不只停留在願景層面，而從實踐意義上真正落地，則需要穩定、多維度、貼合商業模型的底層技術作為支撐。從該角度出發，本文將梳理INK已完成和正在規劃中的底層技術實現與創新。

INK所面向的跨地域不同文化圈原創內容生態場景十分複雜，既要考慮不同地域法律、監管、文化的差異，也要權衡系統治理方式、可擴充套件性、安全、效能方面的多樣化需求。目前，單一型別的區塊鏈技術架構顯然無法滿足INK的生態建設需求。

對此，INK採用的戰略可以用“全球本地化（Glocalization）”來概括，即“全球化（Globalization）”和“本地化（Localization）”的結合。在這一架構下，INK將為全球多個不同文化圈定製、部署並運維多個INK聯盟鏈。每個INK聯盟鏈將成為當地原創內容產業的分散式基礎設施，專注實現的“本地化”的商業網路。同時，為了連結這些分散在不同主權框架下的本地化網路，INK跨鏈協議將為所有INK聯盟鏈與公有鏈Qtum提供互操作性，實現價值和資訊在鏈與鏈之間的流轉，最終以Qtum為橋樑實現“全球化”的價值網路。

本地化：面向不同文化圈，可定製的INK聯盟鏈

INK聯盟鏈參與方

除了公平與自由，IP產業由於涉及所有權的確認和管理，同時也注重系統的權威性，這是目前大部分公有鏈底層難以提供的。INK在本地化戰略中採用聯盟鏈作為技術基本架構，基於商業環境下應用最為廣泛的區塊鏈框架Hyperledger Fabric 1.0進行一系列自主改造，繼承其外掛化、可配置的設計風格，並擴充套件其作為價值流通媒介的能力。為了真正實現商業價值，INK聯盟鏈引入內容平臺、科研院校等組織作為核心節點，版權機構等作為背書節點，共同打造可靠、可信、權威的原創內容產業分散式基礎設施。

區塊鏈式結構中，每個新生成的區塊用於記錄一段時間內發生的所有交易和狀態結果，是對當前賬本狀態的一次共識。Fabric中的交易通常是對智慧合約的一次呼叫，並可能改變當前的世界狀態。基於將節點的交易執行與交易排序功能解耦的設計，Fabric中的背書節點以讀寫集作為模擬執行交易的結果，由排序節點彙總、排序近期的交易並打包區塊，確認節點仍然需要逐個驗證其中交易的讀寫集，將可能引發不一致的並行操作進行序列化。其帶來的問題是，如果一個交易在驗證環節進行了狀態寫操作，則對應讀集合中所有狀態的當前版本必須要跟執行背書時一致，否則，該交易會被標記為不合法。這是可用性向一致性的妥協，使得這種類似多版本併發控制（MVCC）的狀態讀寫機制難以適應高頻、高併發的價值傳輸場景。一個典型的影響是，對於基本的轉賬操作，一個賬戶在同一個區塊中只能被操作一次。

讀寫集與轉移集

INK在Fabric現有的技術基礎上，改造其區塊結構，新增交易型別和狀態儲存結構，新增賬戶相關功能介面，並新增轉移集（Transfer Set）作為Fabric中讀寫集（Read-Write Set）結構的補充，用於記錄賬戶轉賬等相關操作。對於以轉移集為載體的轉賬或智慧合約呼叫，由於只涉及賬戶餘額的讀取或增減，確認節點採用相對寬鬆的驗證機制，使得INK支援了在同一區塊的交易批次中，同一個賬戶的多筆轉入或轉出交易都能夠同時生效。同時，轉移集與讀寫集可以完美共存於同一筆交易當中。對轉移集的驗證機制配合INK賬戶體系，也同時保證了一致性、確定性、抗重放攻擊等。

INK底層所支援的上述創新特性將成為未來高效價值流轉，以及內容分發、知識付費等文創應用的必要底層支撐。

另一方面，INK為聯盟鏈開發實現了INK賬戶模組。INK賬戶是天然支援可配置化的多資產系統，不需要額外通過智慧合約實現，極大降低了資產發行和容錯的成本，並完全相容已有的安全和校驗設定，使得其完美契合INK所構想的IP資產管理與流通平臺。

INK賬戶體系能夠滿足數量龐大的匿名使用者與區塊鏈直接互動的需求。預設情況下，使用者可自行使用橢圓曲線secp256k1生成金鑰對，並由公鑰單向推匯出INK賬戶地址。INK同時針對賬戶體系開發了可配置的手續費模組，以滿足網路運維者和應用開發者的必要需求。

基於上述基礎能力，INK在合約的GetState和PutState等基礎介面之外，實現了GetAccount、Transfer等介面，供智慧合約開發者靈活使用。

INK 聯盟鏈架構

值得強調的是，INK聯盟鏈在設計上遵循外掛化風格，賬戶、轉移集、手續費、共識機制等模組均可任意插拔和高度定製，為支援面向不同應用場景的延伸提供了支撐。

INK聯盟鏈的初衷是作為技術支撐來為各地方提供完整的原創內容產業分散式解決方案，需要適應複雜的傳統業務系統，同時也帶來了大量的開發運維工作。結合INK模組化設計的特點，INK使用容器化技術來簡化工作內容和流程。容器化為INK帶來的優勢包括：1）快速交付和部署，使用映象來快速構建一套標準的開發環境，之後測試和運維人員可以直接使用相同的環境來測試和部署程式碼；2）秒級啟動INK服務；3）隔離不同應用，提高安全性與穩定性；4）易於遷移和擴充套件。在實際生產環境中，INK使用Kubernetes實現自動化部署，實現對INK聯盟鏈和跨鏈元件的管理、監控以及規模上的橫向擴容。Kubernetes作為現今最流行的分散式應用容器管理系統，在擴充套件性、運維工具支援、API支援，以及對虛擬機器、裸機、常見雲平臺等多種環境支援上具有優勢，可以實現與INK系統的完美融合，並方便實現線上叢集擴容，使系統能夠承受大量使用者併發訪問帶來的巨大壓力。

全球化：基於Qtum的全球化IP資產平臺與INK跨鏈互動協議

INK初期將以登記在各個INK聯盟鏈上的原創內容為載體推出IP資產平臺，涉及IP資產的登記、保護、孵化、交易等。後期將基於Qtum實現基於智慧合約的去中心化IP資產交易平臺。

作為IP資產的價值載體，IP Token標準繼承自QST（Qtum Standard Token），在相容其所有標準功能基礎上提供更多與IP內容和跨鏈支援相關的介面與能力。

INK 將打造基於Qtum的全球去中心化IP資產交易平臺。設想，現有的中心化交易平臺無法保證完全的公正、公開和安全，可能存在賬號被盜、操縱交易、代幣超發、系統崩潰、平臺誤操作等問題，導致投資者與IP所有者的利益受損。此外，中心化交易平臺為了保證自身的合規性和可操作性，往往會要求使用者註冊並提供身份驗證檔案，並將使用者賬戶的私鑰儲存在伺服器端，無法保證匿名性，對使用者而言具有重大安全隱患。鑑於此，INK將基於Qtum底層，使用智慧合約實現交易平臺基本功能，完全去中心化操作，確保透明、公正與公開。使用者可以自行呼叫介面進行交易操作，也可以使用INK開源的前端工具進行互動，私鑰儲存在使用者本地，無需註冊和身份認證，沒有第三方參與，不受平臺限制，能夠以最大程度保證使用者的隱私與利益。

INK 跨鏈模型

為了解決各個INK聯盟鏈相對封閉和孤立的問題，作為實現連結全球不同文化圈的技術重點，INK創新性地提出了聯盟鏈與公鏈的跨鏈協議，並首先為INK聯盟鏈和Qtum公有鏈提供互操作性。

互操作性的實現將充分得益於以下兩點：其一，作為通用性強的智慧合約平臺，無論Qtum支援的EVM或x86虛擬機器還是INK聯盟鏈支援的鏈碼都擁有靈活和強大的表達能力；其二，INK聯盟鏈自身提供、也依賴於成員身份管理和許可權策略機制，使得跨鏈操作的校驗和執行也可以像鏈內交易一樣依賴於多個獨立、可信的背書者，同時不為聯盟系統增加額外的信任假設。

跨鏈協議需要聯盟鏈和公有鏈兩側的配合實現。在聯盟鏈側，參與整個共識流程的節點的職能解耦為背書、排序和驗證。我們將背書職能進一步分為交易背書和跨鏈中繼背書。負責跨鏈中繼背書的功能節點需要獨立讀取和驗證公有鏈側的跨鏈操作事件及相應狀態值，並保證公允的最終性，也需要為聯盟鏈側的合法跨鏈操作請求進行數字簽名。如同在例項化智慧合約時所設定的交易背書策略一樣，也需要為中繼背書組合的有效性設定策略。具體，有效的中繼背書組合可以採用INK聯盟鏈的SignaturePolicy結構進行指定，構建任意複雜的簽名校驗組合。例如，“OR(‘Org1.member’, AND(‘Org2.member’, ‘Org3. admin’)”表示要麼組織Org1的成員簽了名，或者Org2的成員和Org3的管理員同時簽了名，才滿足中繼背書策略。公有鏈側，通過智慧合約註冊聯盟鏈以及背書節點和策略資訊，並實現跨鏈處理邏輯。智慧合約將藉助成熟的密碼學庫方法實現對背書節點簽名的驗證。在整個跨鏈過程中，智慧合約和中繼背書節點起到了中介的重要角色，而區塊鏈網路則確保最終的跨鏈結果被確認。

INK跨鏈協議帶來的能力將包括INK和IP Token的跨鏈流通、智慧合約跨鏈互操作等。舉例來講，使用者可以將持有的Qtum上的全部或部分INK或IP

Token轉移到某個INK聯盟鏈上進行流通，使用其所在地域的特有應用和服務，並享受聯盟鏈的可信性與高效能；INK聯盟鏈上的Token也可安全轉移回Qtum公鏈，整個過程保證轉出鏈上的相應資產被可靠鎖定，所有鏈上的流通資產總額不變。進一步，INK聯盟鏈將可以與公鏈合約實現互操作，其中一方發生的事件在經過確認後可以觸發另一方的合約條款。

開發者支援：普及INK應用生態，構建零門檻開發者平臺

INK將為生態應用開發者提供儘可能多的支援。首先，INK將持續維護軟體開發套件SDK。通過封裝與INK網路互動的各種功能，SDK可以訪問多種資源，包括賬戶、交易、賬本、智慧合約、監聽（由智慧合約傳送或區塊生成的）事件等；SDK同時會對INK跨鏈操作流程做出抽象，為開發者遮蔽底層細節，而又能享受到跨鏈帶來的優越性。基於SDK，社群開發者可以順利開發出IP資產錢包、瀏覽器，以及各式各樣的原創內容產業應用。

INK BaaS架構

然而，對於社群應用的開發和測試者，構建一套分散式的區塊鏈方案仍非易事，既需要一定經濟成本的投入，也需要全方位的開發和運營管理。INK也將上線完全公開的區塊鏈服務（BaaS）平臺，提供一站式的測試網路搭建、分散式賬本內容視覺化呈現、智慧合約開發與測試、網路監控與分析等功能。INK BaaS平臺將相繼支援INK聯盟鏈叢集、Qtum叢集、跨鏈互動叢集等開發環境，上述開發環境將貼近實際應用場景，使開發者可以將經過檢驗的業務模型很容易地遷移釋出到INK聯盟鏈和Qtum公鏈。

結語

基於Ink底層技術的創新和“全球本地化”策略，未來，Ink將能為創作者提供這樣一幅使用圖景：

一位英國作家使用INK英國主權聯盟鏈對他的新小說進行版權登記，通過跨鏈協議，同時在所有INK主權聯盟鏈內進行對比，確定了這部小說在鏈上是“首發”，因此在Ink所有的主權聯盟鏈上進行了版權登記；之後，藉助INK體系內的IP監測鏈，作家可以方便的瞭解這部小說的流通與侵權資料，如果出現侵權情況，侵權存證鏈將對侵權頁面進行區塊鏈存證；監測鏈、存證鏈的資料將跨鏈支援這部小說token的數量與專案保險金額。

跨鏈協議還將可以支援這部小說在不同主權聯盟鏈上的IP權益轉換。比如該IP專案想要進入海外市場，在其他國家都可以方便的享受該國的INK聯盟鏈生態，如保險、代理、基於該國的主權鏈權益買賣等。

本文僅代表作者個人觀點，不代表區塊鏈鉛筆的立場，不構成投資建議，內容僅供參考。

關注本公眾號後，進入公眾號

回覆關鍵詞可以查閱資料，以下是部分關鍵詞

回覆 WEF ，檢視《WEF：世界經濟論壇認為區塊鏈是網際網路金融行業的未來報告》

回覆 智慧合約 ，檢視《巴克萊銀行報告》

回覆 moody ，檢視《穆迪120個區塊鏈專案報告》

回覆 SWIFT ，檢視SWIFT《區塊鏈對證券交易全流程產生的影響及潛力》報告

回覆 論文11 ，檢視論文《可擴充套件的去中心區塊鏈》

回覆 埃森哲2 ，檢視埃森哲《區塊鏈每年可以為投資銀行節省120億美元》報告

回覆 聯合國報告 ，檢視聯合國報告《數字貨幣和區塊鏈技術在構建社會和可信金融之間扮演的角色》

回覆 使用者特性 ，檢視普林斯頓大學首本比特幣教科書初稿《比特幣使用者的特性（Characteristics of Bitcoin Users）》

回覆 普林斯頓 ，檢視普林斯頓大學首本比特幣教科書初稿《比特幣和數字貨幣技術（Bitcoin and Cryptocurrency Technologies）》

回覆 IMF，檢視國際貨幣基金組織報告《Virtual Currencies and Beyond: Initial Considerations》

回覆 DTCC ，檢視美國存管信託清算公司報告《DTCC: 擁抱分散式》

回覆 廣發 ，檢視報告《科技前沿報告：區塊鏈：正快速走進公眾和政策視野》

回覆 川財1 ，檢視報告《川財證券：區塊鏈技術調研報告之一：具有顛覆所有行業的可能性》

回覆 川財2 ，檢視報告《川財證券：區塊鏈技術調研報告之二：區塊鏈技術進化論-區塊鏈技術的國內實踐和展望》

回覆 桑坦德 ，檢視桑坦德銀行報告《The Fintech 2.0 Paper: rebooting financial services》

回覆 拜占庭 ，檢視《拜占庭將軍問題詳解》

回覆 論文1 ，檢視論文《比特幣閃電網路：可擴充套件的離線即時支付》

回覆 論文2 ，檢視論文《比特幣骨幹協議》

回覆 論文3 ，檢視論文《數字貨幣是否應該進入Barbados央行國際儲備貨幣組合中》

回覆 幫助 ，檢視本公眾號全部關鍵詞列表

點選下方“閱讀原文”檢視更多，頁面出現後再點選“來源”可以檢視譯文原文連結 ↓↓↓