08.20 原子節點—智能化物聯網區塊芯片

背景

近年來隨著區塊鏈技術迅速發展，在應用過程中會遇到不同的困擾。我們知道區塊鏈作為分佈式賬本技術，主要包括宏觀共識和微觀共識加密技術。在微觀加密技術方面，目前還沒有出現加密算法被破解問題，可以認為目前的密碼學算法非常安全，暫不列入重點考慮之列。但作為宏觀共識方面，區塊鏈的價值直接與區塊鏈規模有直接的關係，區塊鏈節點規模越大，賬本的可靠性越高，服務的可用性越強。同時，隨著比特幣的出現，更多數字貨幣也連續不斷出現，主流的數字貨幣均可挖礦的方式產生，但其產生的難度極大，性能算力好的礦機成本也比較高。為了分擔算力及成本，可以使用節點部署方式的微型礦機解決。同時在全球經濟加速發展過程中，以物聯網技術為依託的共享經濟深刻影響著全球人們的生活，區塊鏈節點可以採用物聯網技術調動社會資源，提供資源共享服務。

由國信共識區塊鏈與美國硅谷Furun Property LLC公司深入合作研發的區塊芯—原子節點，服務於物聯網共享經濟。原子節點一款區塊鏈+物聯網共享經濟公有鏈，專業打造區塊鏈價值互聯網的高速公路

原子節點—物聯網硬件設備

原子節點是通過嵌入式物聯網技術打造的區塊鏈節點，原子節點的載體是硬件設備，因此原子節點的數量可以非常的龐大，並且可以得到廣泛的運用，可操作性更強。原子節點的目標是通過嵌入式物聯網技術打造區塊鏈價值互聯網的高速公路，為全球區塊鏈的政用、商用、民用提供技術支撐。

本原子節點項目主要在以下兩種硬件設備中應用：圓筒型設備和智能化芯片。

一、圓筒型設備

圓筒型設備主要應用於兩個方面：挖礦和物聯網區塊鏈基建設備。

1、挖礦

為支撐目前眾多的數字貨幣，提供現有數字貨幣的記賬服務，原子節點率先在全球開發出原子礦池技術，通過原子礦池為各類數字貨幣提供記賬服務。

對於主流的數字貨幣，比如 BTC、ETH、BCH、LTC、DASH、ETC 均可以採用挖礦方式產生，但其產生的難度極大。以 BTC 為例，其難度已經達到 E 級，其隨機數位數已經達到十億。為獲得 BTC 賬本記賬權，數字貨幣行業出現了很多礦池(如礦池 A、B、C)，通過競爭算力以獲得挖礦收益。礦池的基本架構是將十億級的隨機數計算難度按照一定的規則，分配給數以千計的專業礦機(如礦機 A、B，原子礦池，礦機 D)，每個礦機所需計算的隨機數可大幅降低到數以百萬計。當某個礦 池(如礦池 B)的某個礦機(如礦機 D)計算出相應隨機數，礦池(如礦池 B)將會把獲得的 BTC 按照算力比例分配給此次參與群組運算的礦機(礦機 A、B、原子礦池、礦機 D)。但專業礦機仍然十分昂貴，最貴的礦機已經高達兩萬美元，對於普通用戶仍然無法參與。原子礦池的理念是按照礦池群組挖礦理念，將充當礦機的工作任務量分配給圓筒(如圓筒 A、B、C、D、E、F即原子節點)，以微型計算機提供龐大的綜合算力。按照規模算，每個圓筒的算力難度可降低到數以千計，大幅降低了單臺圓筒計算難度，同時採用了家用閒置電源供電，基本不對能源產生額外消耗。

原子礦池挖礦公式:

V=B/(S/(Sa+Sb+Sc...)*C*W/D)

原子礦池挖礦時，每個原子節點獲得的數字貨幣 V 主要與當前二級礦池獲取的總幣數 B、CHIP 數量 S、算力 C、網絡帶寬 W、分發節點 D 數量有關。CHIP 代表著對外 提供服務的能力以及在線時長，可保證原子礦池分佈式計算的有效性。算力主要與工作量有關，算力越強，在單位時間內提供的計算貢獻越大。網絡帶寬主要體現數據通訊質量，帶寬越大，越有利於兩字礦池的數據分發。分發節點是原子礦池任務分配器，是協調各個原子節點工作的調度機構，網絡規模越大，所需的分發節點越多，分發節點就類似量子礦池的各個管理員。由於分發節點不參與隨機 數計算，分發節點增加時，會導致原子節點獲取的獎勵將減少。

2、物聯網區塊鏈基建設備

原子計算設備提供完整的物聯網共享經濟生態，通過特定設備用於特定的業務場景， 提供不同的共享服務。例如以下方面:

（1）帶寬:通過原子節點組成的虛擬網，各個終端節點可自由共享其他節點帶寬資源，可主要用於 CDN(內容分發網絡)服務，加速不同國家和地區的網站、 流媒體訪問速度。

（2）存儲:雖然原子計算設備自帶的存儲空間都比較小，但現在大部分嵌入式設備都支持外接存儲，用戶只需要在原子節點 USB 接口插上 U 盤或者移動硬盤， 即可進行分佈式存儲，為他人提供存儲服務。同時，為數據上行提供臨時存儲。

（3）算力:原子節點共享算力主要應用於分佈式計算方面，通過並行計算加上樹狀計算，大幅提升科學研究的計算能力，通過原子節點眾多微小的算力，構築一個巨型的超級計算機。

（4）傳感器:大多數嵌入式設備都具備傳感器，包括陀螺儀、GPS、溫度、溼度、 圖像傳感器等，為了將傳感器獲取的各種信息提供給他人使用(如共享攝像頭)，可採用原子節點進行記賬，實現價值的轉移。

二、智能化芯片

一個芯片就相當於一個原子節點，芯片在使用過程中屬於中間件，原子節點支持多種硬件架構，包括 X86 架構、ARM 架構、MIPS架構。芯片能夠起到的作用和運用如：保障物聯網安全性、支持通訊技術、支持冷錢包技術、支持拓展應用（APP Store）。

1、保障物聯網安全性

隨著物聯網技術迅速發展，生活當中也運用越來越多，但是物聯網的安全性一直是存在的一個重大難題。主要是因為物聯網的信息指令傳送中心是中心化雲端控制，而中心化雲端服務器的管理員的行為操作是不可控的，並且中心化雲端服務器極有可能被黑客攻擊。安全性很難得到保障。

如果物聯網的雲服務器控制中心使用分佈式雲存儲，終端設備也使用智能芯片的分佈式設備的多方簽名、多方共識。由於智能芯片的原子節點非常的龐大，控制中心不由單個管理員控制，終端節點也非常龐大。黑客根本無法攻克所有的原子節點信息，從而極大的保障了物聯網的安全性。

中心化和原子節點原理的物聯網非常安全

2、支持通訊技術

目前市場上的通訊大部分被阿里、騰訊這些大企業壟斷，這類企業的通訊服務的缺點就是價格比較貴。如果選用小企業的通訊服務雖然價格比較優惠，但是小企業的生命週期不穩定。很有可能導致通訊中斷癱瘓。在這裡我們可以使用原子節點的點對點通訊，原子節點的點對點通訊價格比較優惠，由於是分佈式原點節點部署通訊，個別的節點問題不影響整個通訊，極為的安全穩定。

3、支持冷錢包技術

原子節點支持冷錢包技術，冷錢包主要應用於保護大額資金的安全，將安裝錢包的電腦離線，相關交易的產生和簽名均在離線電腦上進行。由於離線電腦可能存放重要的私鑰信息，對於冷錢包來說，相關電腦嚴禁連接網絡。

原子節點支持的冷錢包技術是通過 XDR 數據格式進行。冷錢包方式處理如下:

一、離線電腦上：

1、 交易創建

2、 交易簽名

3、 交易打包:為實現離線電腦到在線電腦的文件傳輸，需要使用 U 盤等工具 將文件拷貝到在線電腦上。

二、在線電腦上

4、 交易還原:將已經簽名的數據還原為交易對象

5、 交易提交

另外，原子節點的終端設備將通過物理開關方式，對私鑰進行安全保存，並集成在設備內部。原子節點傾向在一個節點內佈置兩套 CPU，一套實際業務 CPU， 一套錢包安全控制 CPU。當需要交易時，通過離線區 CPU 創建交易，然後通過離線 FLASH 中的私鑰對其簽名。簽名完畢，可通過物理開關將簽名後的交易包放在在線 CPU 區對交易進行提交。整個過程就相當於將存儲交易信息的交易內容從離線電腦拔出插上在線電腦，然後進行提交一樣。

4、支持拓展應用（APP Store）

物聯網子鏈拓展物聯網應用，將物聯網相關應用集成在芯片中，通過開發者平臺可以實現共享其應用價值。

國信共識區塊鏈有限公司是由區塊鏈行業資深的技術專家、金融顧投等組成的一家區塊鏈科技企業。公司致力於通過區塊鏈科技打造全新的數字資產世界。公司團隊通過數年在區塊鏈行業的探索和實踐，摸索出一條可落地、可實施的區塊鏈產業模型，平臺率先採用了多資產、鏈上流通等創新模型，實現了實時清結算、高併發、低費用的商業運作的支撐能力。將區塊鏈的發展推向更進一步。