地图颠覆者HYPERION:用共识丈量地球

风云 /2018-10-25 17:25:02/ 分类:行业/阅读:
导言 地图是什么? 我们的生活太依赖于地图,以至于我们已经不再重新思考这样基本的问题。这就如同我们不会问自己空气、水是什么一样。 最早人们把地图看作是地 ...

我们的生活太依赖于地图,以至于我们已经不再重新思考这样基本的问题。这就如同我们不会问自己空气、水是什么一样。

最早人们把地图看作是地球表面缩小在平面上的图形,也即“空间数据的可视化”。而到了现代,地图已经并不局限于表示地表可见的现象,而是包含和更多无形的地理和气候现象,比如气温、气压、降雨等。

但真正让我们彻底沉溺其中的是展示了包括交通信息、商业信息、居住信息等庞大的社会信息在内的电子地图。电子地图已经不再是简单的“地理现实世界的表现或抽象”(by Board,Weiss),而是包括了数据搜集和承载、社交引导、消费引导、公共事务管理等功能。地图自此由主要记录地理数据变为主要记录人类活动数据,由“地理地图”变为了“社会地图”。

然而故事远远没有结束。以蜂图志(Mapxus)、地图盒子(Mapbox)等为代表的开放地图为地图引入了全新的“共建”理念。但“共建”意味着需要“价值共享”作为支撑。这成为了共享式地图建设的瓶颈。

而当区块链技术——“价值互联网”——出现时,颠覆性的改变终于成为了可能。
 

共识地图的三大难点

相对于中心化的电子地图,共识地图是人人参与的地图,是“活着的地图”(a Living Map)。然而如果需要完成人人参与,首先要回答三个问题:

1一张地图(相对固定)如何处理和容纳时刻变化着的不可以预测的信息(绝对变化)?

2如何在海量的元数据(未加工数据)中快速且正确的调取所需数据(精准数据)?

3如何改进现有的区块链技术才能实现共识地图的梦想?(区块链性能瓶颈)

那么,我们需要如何作答呢?

 

HYPERION的答案

HYPERION给出了答案。HYPERION是一个“众包技术、众享经济、众治社区”三体一体的共识地图生态体系(Hyperion Trinity),它通过区块链技术整合了地图技术、经济与社会结构三个重要维度,以最终实现可持续、自治的地图经济。在这个体系内,民众有能力构建地图技术、得到经济回报、参与地图社区的治理。

分层双链设计

HYPERION的核心是ATLAS公链 — 一个可扩展和灵活的区块链架构,由一条主链和一条工作链组成。

为了融合不同的使用场景和使用者,,ATLAS公链采用了独特的分层双链设计。ATLAS在主链上使用了bft+dpos作为第一协议层(layer1)的共识算法。在这种混合算法中,将通过诚信节点(被社区选举的可信帐户)保证其可靠性,并通过拜占庭容错协议的变体(a variant of the Byzantine Fault Tolerant protocol)最终达成一致。这使得HYPERION能够集中节点的计算能力处理交易和智能合约,进一步提高速度和效率。

ATLAS在工作链中将使用pBFT+SCP作为第二协议层(layer2)的共识算法。SCP(空间共识协议)包含基于社会博弈模型构建的自动地图数据验证协议(静态位置数据)和可验证安全定位服务(动态位置数据)。在SCP 同时具备四种属性:去中心控制、低延迟、灵活信任机制和渐进安全。工作链使用pBFT+SCP的混合算法可以在高容错的基础上极大的提高区块链的工作效率,并可以为分散在全球的数据提供机构赋能。

 

极简美学:希尔伯特曲线

作为第一代区块链技术的代表,比特币公链具有惊人的“极简美学”。

中本聪将哈希函数(Hash function)在比特币公链的不同场景中做了精妙且丰富的运用。哈希函数是一种单向密码体制,它是一个从明文到密文的不可逆的映射。在比特币公链中,工作量证明(POW)利用了哈希函数SHA-256,生成以多个0开始的散列值。而在梅克尔树(Merkle tree)、散列指针(Hash pointer)、数字签名(Digital signature)等的生成和使用上,中本聪也均使用了哈希函数固定长度输出、单向不可逆、碰撞约束的特性。可以说,比特币公链之所以优美,是因为它是对哈希函数这一“简单”理论的“极致”运用。

同比特币公链对哈希函数理论的运用一样,ATLAS公链在设计时,也充分利用了希尔伯特曲线(Hilbert Curve)的特性,使之成为了ATLAS所独有的极简美学。

希尔伯特曲线是一种一维分形曲线。如同哈希函数在比特币公链中的多维运用一样,在HYPERION的设计中,使用希尔伯特曲线的特性可以同时完成四大使命:

一是利用希尔伯特曲线特性完成空间填充,即用唯一的标识来处理地球上的每个位置。二是利用希尔伯特曲线完成系统的负载均衡,即在本地支持高维度树结构,并在低维中均匀地划分数据工作负载。三是利用希尔伯特曲线增加对象的确定性,即启用惰性分配方法,避免系统因为位置节点的合并/拆分操作付出过高代价。四是利用希尔伯特曲线保持局部性存储,使网络和本地应用保持位置和数据的一致,并在本地同时生成处理单元,为系统提供支持。

可以说,HYPERION对希尔伯特曲线的运用是对比特币公链精髓最好的传承,同时也是对3.0时代共识地图时代最重要的贡献。

地图颠覆者HYPERION:用共识丈量地球

弹性空间分片

众所周知的是分片技术旨在解决区块链扩容的问题。其特性是可以进行水平扩容,这意味着,分片技术的运用可以使网络的吞吐量随着挖矿网络的扩展而增加。

ATLAS首创的弹性空间分片不仅仅是一个区块链技术概念,更是一个运用希尔伯特曲线改造地图数据处理系统的全新理念。它分为链上数据分片和链下数据分片两部分。

一方面,在链上部分,弹性空间分片技术将保留“自下而上”式的无限分片技术的全部优点,即其可以自动分割和合并以适应负载的变化。这意味着即使某些使用HYPERION的服务(如To B的商用服务)将变得非常容易、流畅,新的区块总是能够快速生成,并且不需要长时间排队,有助于降低交易成本。

另一方面,在链下部分,弹性空间分片技术将利用希尔伯特曲线在空间填充中的优势,实现填充操作的精确性和大规模并行。

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