隨著區(qū)塊鏈在多年實踐中的發(fā)展，它已然突破了原本的技術邊界，而逐漸形成了產業(yè)化的影響力。在新數(shù)字經濟的時代趨勢下，我們看到區(qū)塊鏈實踐案例不斷應聲落地，與此同時，商業(yè)應用中的模式問題與技術桎梏也逐漸暴露。因此，上鏈（SimpleChain）理念應運而生。上鏈（SimpleChain）是一款以簡單上鏈、共促共贏為設計理念的公有鏈。作為一項革命性的區(qū)塊鏈應用基礎設施設計，上鏈（SimpleChain）通過其靈活性、擴展性、穩(wěn)定性、開放性和流通性的特點推動區(qū)塊鏈技術與應用的前進與發(fā)展，以支持多元共識和性能要求來保障平穩(wěn)安全運行，從而滿足豐富的商業(yè)應用場景。

工作量證明機制作為區(qū)塊鏈從比特幣當中誕生以來的首個共識機制算法，以其長期的穩(wěn)定性經歷了時間的考驗，也因此，上鏈（SimpleChain）的主鏈底層共識同樣選擇以獨創(chuàng)的 PoW 算法運行，以確保分布式賬本的一致和安全。節(jié)點客戶端的提供也方便所有參與者自由成為上鏈（SimpleChain）的節(jié)點，并貢獻自身的算力進行分布式賬本驗證。為確保整體設計的靈活性，主鏈上層被設計為可擴展的子鏈集，通過子鏈的定制化開發(fā)，上鏈（SimpleChain）可進一步承載豐富的區(qū)塊鏈應用。單個子鏈的算法不限于 PoW，用戶可根據(jù)需求設計其他共識機制、區(qū)塊數(shù)據(jù)結構以靈活適應不同的場景應用，同時子鏈內部支持應用分片機制以滿足開發(fā)者的交易性能需求。主子鏈結構賦予了上鏈（SimpleChain）充分的可擴展性。不斷完善的配套工具讓用戶輕量接入、簡單上鏈。

主子鏈通過數(shù)據(jù)交互緊密結合，不僅在技術層面能夠同步區(qū)塊鏈賬本、支持跨鏈交易，還在激勵層面構建了數(shù)字資產流通的經濟模型。上鏈（SimpleChain）的原生數(shù)字資產被定義為 SIPC——通過主鏈 PoW 挖礦產生，用于記賬激勵和消費流通。SIPC 的流通總量與子鏈數(shù)量及子鏈內部對 SIPC 需求正向相關，預設合約可根據(jù)算法動態(tài)調節(jié)SIPC 供應總量，滿足用戶對 SIPC 的需求并平衡資源價格。

為了構建開放透明、一致認同的分布式社區(qū)，開放性原則被寫入上鏈（SimpleChain）的創(chuàng)世區(qū)塊作為運行機制。上鏈（SimpleChain）的發(fā)起者和初始運營方為上鏈基金會——一個以推動上鏈開放生態(tài)繁榮為使命的非營利組織。基金會既沒有預挖也沒有自留任何數(shù)字資產，基金會第一年初始運營資金來自于全網礦工持續(xù)挖礦獎勵中 5%的捐助，此后每年捐助的比例減半，直到社區(qū)完全自發(fā)運營。

上鏈（SimpleChain）致力于聚合社區(qū)全球研發(fā)力量，以兼容性與實用性并重，推動區(qū)塊鏈技術的沿革與分布式數(shù)字經濟生態(tài)的建立。

SimpleChain 設計目標

SimpleChain，簡潔基礎的安全區(qū)塊鏈協(xié)議框架與簡易可用的公鏈創(chuàng)建平臺，以機器共識建立可信網絡。SimpleChain 充分吸收現(xiàn)有區(qū)塊鏈項目的優(yōu)點、解決目前存在的缺陷與問題、研發(fā)創(chuàng)新技術解決方案，目標為構建簡潔易用的分布式鏈網，形成繁榮的應用生態(tài)。

SimpleChain 是一款以一主鏈多子鏈結構為設計理念的公有區(qū)塊鏈，采用目前唯一經歷過時間和規(guī)模驗證的公有區(qū)塊鏈共識機制工作量證明機制，并結合開放式算力底層，保證賬本安全及激勵持續(xù)。通過多層級的分布式價值網絡設計，SimpleChain 支持多種業(yè)務場景的公有區(qū)塊鏈部署與擴展。子鏈可根據(jù)業(yè)務需求設置適合自己場景的共識算法，通過跨鏈節(jié)點與主鏈形成雙向錨定，與其他子鏈形成跨鏈交易，幫助子鏈在滿足每秒數(shù)千級別性能的前提下同時獲得主鏈所提供的最終一致性。

SimpleChain 應用生態(tài)

SimpleChain 采用的主子鏈結構支持多種業(yè)務場景。對于子鏈項目，可根據(jù)實際需求選擇適宜的共識算法，子鏈通過跨鏈節(jié)點與主鏈形成雙向錨定，并與其他子鏈形成跨鏈交易。

主子鏈結構

1. 子鏈應用場景

SimpleChain 一主多子結構的鏈網生態(tài)在確保最終一致性的基礎上，為多應用場景提供了高自由度的擴展支持。多類型的應用場景也增加了其生態(tài)的完整性，SimpleChain已支持的子鏈項目涉及大數(shù)據(jù)、數(shù)字娛樂、奢侈品、不動產、穩(wěn)定幣、版權保護等多個領域，還鏈接了司法聯(lián)盟鏈，為整個鏈網提供司法支撐。通過多行業(yè)分布式的數(shù)據(jù)交換和合規(guī)框架下的價值交換，形成良好、穩(wěn)定的生態(tài)體系。

1.1 數(shù)據(jù)交易

在過去的幾年中，互聯(lián)網行業(yè)、金融行業(yè)、政府機關等都在不同程度的探索建設大數(shù)據(jù)交易項目，但這些大數(shù)據(jù)項目面臨著各類問題，包括數(shù)據(jù)安全隱患、數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)質量低、流通方法不健全等問題，而政府大數(shù)據(jù)大多處于不公開狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)沒有得到良好運用，未發(fā)揮其最大的價值。

利用區(qū)塊鏈分布式、透明、可溯源等特點，在保護數(shù)據(jù)所有人隱私和合法權益為前提，以合規(guī)、安全的數(shù)據(jù)流通為基礎，消除數(shù)據(jù)提供方的擔憂，同時滿足數(shù)據(jù)需求方尋找合規(guī)、正規(guī)數(shù)據(jù)的需求。通過區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)資產化，完成高效清算、結算和核算，激發(fā)數(shù)據(jù)交易的積極性，促進市場繁榮，突破數(shù)據(jù)孤島，真正實現(xiàn)跨域連接的建立。

1.2 數(shù)娛游戲

傳統(tǒng)游戲商店的發(fā)布模式中，游戲產品提供商與玩家都是弱勢群體，寡頭游戲平臺以中心化的方式決定了玩家能夠看到什么游戲，以及游戲能夠獲得多少玩家。中心化的管理使得游戲的生命周期越來越短，玩家與游戲之間無法匹配的現(xiàn)象成為限制當前游戲產業(yè)健康發(fā)展的頑疾。

游戲世界鏈（Game World Chain）通過建立在區(qū)塊鏈上的游戲發(fā)布平臺，實現(xiàn)游戲產品提供商與玩家之間點對點價值網絡。游戲產品提供商可基于 GWC 發(fā)起游戲項目眾籌，潛在玩家可對特定題材的游戲產品提案進行投資，以 GWC 提前換取游戲內資產的優(yōu)惠獎勵。游戲內資產統(tǒng)一作為鏈上資產進行管理，可設置鎖定期。鎖定期過后為猶豫期，猶豫期為游戲上線后的一段時間，玩家在此期間可按一定比例將游戲內資產換回GWC。其他游戲玩家可根據(jù)游戲內資產與 GWC 的交易量判斷游戲受歡迎程度，從而可對游戲產品提供商的水平進行評價，以數(shù)字價值為驅動，形成健康的分布式游戲產業(yè)生態(tài)。

1.3 鉆石

鉆石有別于與其他商品，難以達到統(tǒng)一定價，而鉆石屬壟斷市場結構，價格透明度不足。與此同時，鉆石市場缺乏流動性，因經常滯留在單邊市場，無法以其真正市價轉售出去。雖然存在鉆石交易所，但大多是僅限于 B2B 交易，而在市面上交易的鉆石，由于涉及的流程和工序較多，買家無法或很難辨別其品質及真假。

將鉆石與區(qū)塊鏈相結合，實現(xiàn)鉆石倉單票據(jù)數(shù)字化，形成便捷、高效的數(shù)字鉆石交易方式，完成傳統(tǒng)鉆石行業(yè)與創(chuàng)新型金融市場的鏈接，通過創(chuàng)新且安全的形式吸引傳統(tǒng)鉆石交易鏈中參與者、變賣鉆石的持有者、需要避險的投資交易商等，由此匯聚更多鉆石交易者，讓這些參與者以安全穩(wěn)定、透明公開的方式進行鉆石交易和投資。利用數(shù)字倉單票據(jù)交易還減少鉆石流通的成本和造假的可能，持有者可隨時提取鉆石。

1.4 不動產

不動產是指依自然性質或法律規(guī)定不可移動的財產，如土地，房屋等土地定著物，目前有大量的人員在投資不動產，還有一些希望投資國外不動產，但在投資過程中會存在政策不明、流程復雜等問題，而在找第三方的過程存在手續(xù)費過高、信息不明確等情況。

Lunabay 是一個社區(qū)成員共建的全年齡養(yǎng)老社區(qū)，對社區(qū)成員個人不動產以及社區(qū)配套服務（產品）的全透明化、動態(tài)、精準管理，提升社區(qū)成員在全年齡階段的生活品質，進一步形成全球最專業(yè)的全年齡養(yǎng)老服務社區(qū)。鑒于在全球范圍內，不動產依然是大部分個人在整個生命周期中最重要的固定資產，Lunabay 基于區(qū)塊鏈技術對不動產產權和使用權進行確權、認證和分配，能最大程度地平衡其社區(qū)成員在不同年齡階段消費、投資和養(yǎng)老的綜合需求。

1.5 穩(wěn)定幣

數(shù)字資產交易市場誕生以來，便捷安全可信的交易方式一直未能被找到。一方面，多數(shù)加密貨幣的波動性非常大，不利于支付和投資。因此從業(yè)者構建了錨定主權國家貨幣的“穩(wěn)定通證”用于計價估值和支付。但目前市場上出現(xiàn)的幾種穩(wěn)定通證也存在問題，如抵押美元資產發(fā)行穩(wěn)定通證但無托管和審計，存在信用超發(fā)、挪用資金、暗箱操作等風險。另一方，中心化的交易所安全性存疑，資產被盜、惡意爆倉等行為讓投資者失去信心。

MintEx 依托于外匯投資服務經驗，將外匯交易與數(shù)字資產交易緊密結合，打造安全可信的數(shù)字資產交易平臺。MintEx 設計的穩(wěn)定通證 Mint 錨定外匯資產，相應的資產存托在銀行，流通中的 Mint 隨資產總量變化而增減，從而構成了外匯資產-數(shù)字資產交易的連接器。

1.6 分布式算力

隨著科技的發(fā)展，計算機隨處可見，為人們的生活提供了巨大的便利。然而實際使用過程中，若需要計算或存儲大量數(shù)據(jù)時，則購買對應的服務器或者存儲空間，由此存在成本和復雜性，同時無法對所需算力值進行準確的量化和評估。

在分布式算力子鏈項目中，用戶可以根據(jù)自己擁有的權益獲取對應的分布式算力，對于用戶獲取的分布式算力，可根據(jù)自己的需求進行操作，例如人工智能中數(shù)據(jù)訓練等。通過分布式算力的權益化，使得算力分配更加合理和透明，滿足用戶對于算力的需求和應用。

1.7 版權保護

目前人們版權保護意識有所增強，但互聯(lián)網技術的發(fā)展讓作品復制和傳播更加容易，使得數(shù)字盜版泛濫，很多作品在未經授權就被傳播。與此同時，數(shù)字版權貿易日益頻繁，版權授權需求量激增，傳統(tǒng)版權交易方式具有過程復雜、交易成本高、交易效率低等特點，無法適應互聯(lián)網時代數(shù)字版權貿易的需求。

區(qū)塊鏈版權保護平臺為互聯(lián)網時代的版權保護提供有效途徑和方式，可線上進行作品交易，平臺將作品所有使用、傳播等過程全部記錄在區(qū)塊鏈，有效對原創(chuàng)作品的版權進行保護，使其獲得合法權益。除傳統(tǒng)的作品版權外，還可將個人 IP 數(shù)字化，對個人IP 的收益根據(jù)設定進行自動化分配，維護個人相關作品、肖像等內容版權的同時增加其價值，促進版權交易市場的流通。

1.8 數(shù)字鑒證

認定案件事實必須以證據(jù)為基礎，只有獲得真實、充分的證據(jù)才能保證準確查明案情。在傳統(tǒng)證據(jù)收集過程中，會存在取證困難、時間長等問題。與此同時，隨著科技發(fā)展，很多數(shù)據(jù)以數(shù)字化形式存在，而電子數(shù)據(jù)具有易復制、刪除、修改等特點，導致證據(jù)收集存在更大的問題和困難，這也是使得司法工作過程緩慢、效率低的原因之一。

通過區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)有效結合，為現(xiàn)有司法體系的完善提供穩(wěn)定支撐和執(zhí)行輔助。利用區(qū)塊鏈分布式、透明等特點，實現(xiàn)證據(jù)的快速獲取和驗證，形成司法信息同步協(xié)同，提高案件處理效率，避免數(shù)據(jù)孤島，減少時間、空間的限制，順應互聯(lián)網時代的變革，推進司法創(chuàng)新。

區(qū)塊鏈作為 P2P、分布式數(shù)據(jù)存儲、密碼算法、共識機制等計算機技術在互聯(lián)網時代的創(chuàng)新應用模式，本質是具有“貨幣+票據(jù)+憑證+財會”功能的新型架構，使得其可結合于不同場景，但由于不同的應用場景對于鏈上交易的驗證與確認頻率、鏈上數(shù)據(jù)格式與容量、性能及開放性等要求各不相同，為確保公鏈平臺的最大兼容性以及不同應用所在鏈上交易的有效隔離，一主多子的 SimpleChain 將成為分布式應用開發(fā)者易用、安全的開發(fā)平臺。

2. SimpleChain 入口

· 瀏覽器

為 SimpleChain 用戶提供的區(qū)塊鏈瀏覽器包括上鏈瀏覽器和節(jié)點瀏覽器。上鏈瀏覽器是瀏覽 SimpleChain 鏈上信息的主要窗口，每一個區(qū)塊所記載的內容都可以從上鏈瀏覽器上進行查閱，其中包含了主鏈原生數(shù)字資產與鏈上發(fā)行的其他各類資產賬本數(shù)據(jù)，通常數(shù)字資產用戶會使用區(qū)塊鏈瀏覽器查詢記錄在區(qū)塊中的交易信息。上鏈瀏覽器支持用戶查詢主鏈與各條子鏈的內容?？刹樽侄伟▍^(qū)塊高度、區(qū)塊哈希、挖礦難度、區(qū)塊大小、出塊時間、交易手續(xù)費、交易地址等。

· 客戶端

SimpleChain 為用戶提供簡單上鏈的客戶端軟件。用戶可以通過客戶端創(chuàng)建和管理賬號、同步賬本并查詢相關信息，開啟區(qū)塊鏈之旅。通過部署客戶端成為節(jié)點后，用戶能夠發(fā)送和驗證鏈上交易，也可以通過客戶端可視化地部署智能合約，進而輕松創(chuàng)建自己的區(qū)塊鏈應用。礦工用戶通過客戶端即可參與挖礦、管理礦工的行為。客戶端是用戶最為直接地參與成為 SimpleChain 區(qū)塊鏈分布式網絡成員的重要工具。

· 跨鏈資產錢包

區(qū)塊鏈錢包是用戶管理數(shù)字資產的工具。為方便用戶管理 SimpleChain 主鏈數(shù)字資產與鏈上的其他各類通證，團隊已開發(fā)一款多幣種數(shù)字資產錢包 ChainBox，具備查詢、存儲、轉賬、交易等功能，適用于蘋果、安卓等操作系統(tǒng)的移動端智能設備。未來將持續(xù)對 ChainBox 優(yōu)化升級，支持更多功能和更多種類的設備。

· 區(qū)塊鏈存證取證平臺

一直以來電子化的數(shù)據(jù)難以確認唯一性和真實性，造成了數(shù)字商品盜版侵權嚴重、隱私泄露難禁難查等問題。SimpleChain 的子鏈（保全鏈），利用區(qū)塊鏈可溯源不可篡改的特征搭建了一個基于區(qū)塊鏈的電子數(shù)據(jù)服務平臺——保全網，為用戶提供可信電子憑證服務、在線取證服務和版權保護平臺。這個應用的優(yōu)勢在于用戶數(shù)據(jù)可以不依賴于公司存在，而被永久地保存在區(qū)塊鏈上。保全網的產品流程和證據(jù)效力已經率先獲得中國司法體系的認可（2018 年 6 月 28 日），有效降低了用戶確權、自證與維權的法律成本和周期。

上鏈主子鏈技術架構與拓展

SimpleChain 子鏈可根據(jù)場景需求選擇適宜的共識機制，而為了確保整個鏈生態(tài)體系的穩(wěn)定發(fā)展，主子鏈采用分片多層機制，并設有欺詐認證以懲罰礦工的作惡行為。本章節(jié)對主子鏈架構進行簡要說明，并概述研發(fā)內容和計劃。

1. 主子鏈架構

1.1 子鏈可選共識

為適應各類行業(yè)的應用需求，SimpleChain 的子鏈采用多共識機制，即子鏈可根據(jù)實際需求選擇合適的共識機制。SimpleChain 主鏈采用成熟的 PoW 機制，而子鏈內部節(jié)點僅負責內部共識，通過主鏈驗證節(jié)點作為連接，實現(xiàn)各類共識機制特性的有效利用。由于目前提出的很多共識機制還在探索階段，可能會存在不可預測的問題，采用子鏈可選共識的方式不僅可滿足不同場景的需求，還能將子鏈的一些不成熟共識算法進行邊界限定，主鏈對子鏈進行安全維護的同時避免子鏈的問題對主鏈產生影響。

1.2 主子鏈分片多層機制

1.2.1 主子鏈結構

SimpleChain 主子鏈同構，主鏈和子鏈的每個區(qū)塊均包括若干個分片，主鏈分片包括本鏈交易分片和子鏈錨定分片，而子鏈分片包括本子鏈交易分片及主鏈與本子鏈相關的錨定分片。鏈上的區(qū)塊包含若干個分片 slot，礦工按照 QoS 算法選擇分片插入?yún)^(qū)塊的分片 slot 中，在保證本鏈服務和錨定服務可用性的條件下達到最大 TPS。

為確保主鏈的輕量簡潔，主鏈上不做大量的數(shù)據(jù)同步，僅作為全局賬本維護機制。因此主鏈和子鏈結構采用類 DAG 的方式，會使用共識分片（網絡分片、交易分片、狀態(tài)分片）。在子鏈分片中，為確保信息流通和安全，會根據(jù)實際需求和情況進行合理的存儲分片的管理和分配。SimpleChain 的分片技術會持續(xù)推進和研發(fā)，計劃首先實現(xiàn)子鏈交易的分片打包，然后在此基礎上完整實現(xiàn)子鏈分片功能提升 TPS。

1.2.2 跨鏈轉賬交易

SimpleChain 跨鏈轉賬交易中跨鏈交易分片由錨定礦工生成，而主鏈與子鏈之間交易具體包括五步，如下圖所示。

在跨鏈轉賬交易中，主鏈和子鏈的操作均包括兩個階段，具體過程描述如下：

（1）子鏈用戶提交跨鏈交易上鏈后，首先鎖定通證（子鏈兩階段提交第一階段）；

（2）其他用戶提交購買交易（主鏈兩階段提交第一階段）；

（3）錨定礦工匹配跨鏈交易產生的跨鏈交易錨定分片，由主鏈礦工驗證后插入主鏈區(qū)塊，并更新跨鏈交易主鏈部分狀態(tài)（公鏈兩階段提交第二階段）；

（4）子鏈節(jié)點作為主鏈的輕節(jié)點，通過默克爾證明確定錨定信息，并無條件更新跨鏈交易子鏈部分狀態(tài)（子鏈兩階段提交第二階段）。

跨鏈轉賬交易滿足最終確定性，如果子鏈未按照約定更新跨鏈交易子鏈部分狀態(tài)，錨定節(jié)點不會為對應的分叉生成錨定分片，因此，所有錨定在主鏈上的跨鏈交易最終均會被確定。與此同時，SimpleChain 主子鏈具有主從性，即便在主鏈臨時分叉的情況下，任意一條分叉的主鏈與其錨定的子鏈上的跨鏈交易也滿足原子性，最終被多數(shù)節(jié)點認可的分叉上的交易被確認。

1.2.3 錨定礦工的選擇

設定每 n 個塊為一個時期，在每個時期前，公鑰地址為PKu的錨定礦工u繳納一定保證金加入礦工池。假設每條子鏈選擇固定參數(shù) K，時期 x 所有塊的默克爾哈希值為H（x）。在時期 x 即將結束前期，通過H H x K PK 1 （ （ ）， ， u ） 的方式為 x+2 時期選出各自子鏈的錨定礦工，其中 H （）為哈希算法，為設定的閾值。

為盡量避免和抑制欺詐現(xiàn)象的發(fā)生，SimpleChain 設有欺詐認證機制，任何人都可以通過欺詐認證去舉證錨定礦工的作惡行為。若挑戰(zhàn)者發(fā)現(xiàn)欺詐賬戶為 X，對應的錨定及錨定礦工簽名為 hash1 和 hash2，舉證過程如下：

1、挑戰(zhàn)者質押一定保證金，要求對 hash2 簽名的錨定礦工給出 hash1—》hash2、X賬戶數(shù)據(jù)變更的默克爾證明及相應交易簽名；

2、在一定時間內錨定礦工未能給出相應的證明，則該礦工將被除名，挑戰(zhàn)者將獲得一部分對應礦工的保證金，并將對應錨定塊設為錯誤塊；

3、若錨定礦工給出需要的證明，則挑戰(zhàn)者將損失保證金。

1.2.4 主子鏈價值安全性

1）子鏈價值安全性

對子鏈數(shù)據(jù)的篡改僅在子鏈礦工與錨定礦工的聯(lián)合作惡的情況下發(fā)生，錨定礦工對于節(jié)點較少、易受攻擊的子鏈進行數(shù)據(jù)和價值保護。

2）主鏈價值安全性

主子鏈間的價值轉換由市場決定，而子鏈礦工與錨定礦工的聯(lián)合作惡必然會影響子鏈價值，導致主子鏈價值兌換率的改變。主鏈的價值依托于主鏈本身的價值及各子鏈間的流動價值。錨定礦工作惡將損失質押的通證，并由于具有較高價值的子鏈因礦工的逐利加入，作惡成本隨子鏈的價值遞增。對于主鏈來說，單一子鏈的作惡對主鏈價值的風險較小。

1.2.5 錨定礦工簽名最小化

為提升錨定效率并解決擴展性問題，在后續(xù)研發(fā)中計劃采用 Schnorr 型多重簽名技術，實現(xiàn)簽名最小化。

所謂數(shù)字簽名，是類似于紙上的普通物理簽名，用于鑒別數(shù)字信息的方法。數(shù)字簽名只有信息的發(fā)送者才可以產生而其他人無法偽造的一段數(shù)字串，由此不僅能夠驗證信息的完整性和真實性，還可證實信息來源。在實際生活中，會存在多個簽名者對消息進行簽名的情況，為此 1983 年 Itakura 和 Nakamura 首次提出多重簽名的概念。后續(xù)研究者們基于不同數(shù)學難題提出了各類的多重簽名方案，但相應的會存在簽名長度隨簽名人數(shù)的增加直線增長的問題，且方案存在安全性問題。2006 年 Bellare 和 Neven 基于 Schnorr 簽名方案提出了相對更加實用和安全的多重簽名方案。

Schnorr 數(shù)字簽名方案誕生于 1991 年 Schnorr 發(fā)表的名為《Efficient SignatureGeneration by Smart Cards》的論文，該方案是基于離散對數(shù) DLP 困難問題，安全性相對較高。Schnorr 簽名體制主要包括系統(tǒng)初始化Setup、簽名產生Sign和驗證Verify等，具體流程如下：

為提出更加安全且實用的多重簽名方案，基于 Schnorr 簽名的各類多重簽名方案陸續(xù)被提出。目前也存在使用 Schnorr 類簽名技術解決區(qū)塊鏈技術遇到瓶頸的案例，2018年 3 月，區(qū)塊鏈開發(fā)者們發(fā)布了針對 Schnorr 類多重簽名研究論文《Simple Schnorr Multi-Signatures with Application to Bitcoin》，該論文介紹了如何將 Schnorr 類多重簽名應用于比特幣區(qū)塊鏈。通過多重簽名，將多個簽名合為一個簽名，這樣不僅節(jié)省了區(qū)塊鏈的空間，還使得區(qū)塊鏈能夠處理更多的簽名，增加安全性。但該方案后又被證明并非安全的，目前越來越多的研究者投入到多重簽名方案的研究，希望提出更加安全且高效的多重簽名方案應用于區(qū)塊鏈。而數(shù)字簽名作為保障區(qū)塊鏈安全的基礎，一直是密碼學研究者的研究重點，同樣是 SimpleChain 的工作重心。

2. 標準簡約

作為分布式應用的核心特點，區(qū)塊鏈上的智能合約將由商業(yè)主體中心化控制的商業(yè)邏輯轉型成為了社區(qū)化公共監(jiān)督的分布式應用。然而區(qū)塊鏈的不可篡改性則決定了鏈上任何的智能合約都是不可撤回的，一切智能合約代碼層的紕漏與漏洞都會成為對合約本身，甚至于整個區(qū)塊鏈網絡的巨大威脅。以太坊智能合約的 The DAO 所引起的硬分叉智能算是典型案例之一。

對于大多數(shù)普通合約開發(fā)者來說，其核心訴求在于有一種簡便、直觀而安全的方式來通過分布式的方式去實現(xiàn)商業(yè)邏輯。因此，創(chuàng)新型的合約語言與編程語句對此類用戶來說仍然太過復雜。為了滿足這類開發(fā)者的需求，SimpleChain 的“簡約”開發(fā)工具以其模塊化的合約功能，提供了安全、簡便的合約開發(fā)模式。通過既定的功能模塊，開發(fā)者用戶只需要定制化調整部分參數(shù)，即可完成合約的編寫，而功能模塊則覆蓋了大部分主流 DApp 的應用需求。

為確保模塊的可用性與魯棒性，“簡約”開發(fā)工具由基金會技術指導委員會管理，并且模塊代碼接受全開源社區(qū)的審計。僅通過審計門檻后的代碼才會被加入成為“簡約”功能模塊。成為模塊后的合約功能通過 GUI 的方式向普通開發(fā)者提供。開發(fā)者只需要通過拖拽與可視化的方式即可完成合約編寫、發(fā)布與接口對接，從而大大降低了 DApp的開發(fā)門檻。

3. 深度開發(fā)環(huán)境

對于高級開發(fā)者來說，更為復雜的合約邏輯需要被落實。此外，對于主鏈底層代碼的升級建議也需要在更為成熟的開發(fā)環(huán)境中進行提交。因此，SimpleChain 將一套深度開發(fā)環(huán)境封裝入了節(jié)點客戶端當中，任何用戶可以通過下載節(jié)點客戶端在本地節(jié)點中對代碼進行測試。開發(fā)者甚至可以自建私有鏈網絡，進行驗證。完成驗證后的代碼能夠推送至公網，并接受全網開發(fā)者審計。其中，通過技術指導委員會審計的，且具有完整功能的智能合約代碼片段將被打包成為“簡約”中的功能模塊，進一步提供給普通合約開發(fā)者調用。

4. 易用性部署

根據(jù)節(jié)點類型采用不同的節(jié)點工具。對于輕量用戶節(jié)點，會使用便捷、高效地移動端。而對于要求較高的驗證節(jié)點，具有簡潔的部署工具，從部署驗證到模板選擇再到綁定一鍵式服務，同時提供豐富的視頻教程與部署文檔，避免操作過程中出現(xiàn)問題。除此之外，SimpleChain 還擁有可視化節(jié)點管理系統(tǒng)與云部署服務，方便節(jié)點加入和對節(jié)點進行管理。

5. 安全性支撐與迭代

5.1 底層算法周期性調整

SimpleChain 采用 PoW 機制，若出現(xiàn)惡意節(jié)點數(shù)量過多、算力過高，會導致主鏈不穩(wěn)定的情況，容易造成類似以太坊區(qū)塊鏈 2017 年發(fā)生的硬分叉事件。為保證主鏈安全，SimpleChain 底層采用開放式算力，并進行算法周期性調整，防止大規(guī)模的算力軍備競賽，由此有效地維護區(qū)塊延長的最終確定性。

5.2 可控子鏈開放度

為確保子鏈的安全性，SimpleChain 可對子鏈開發(fā)度進行控制，支持授權管理?？刹捎没?PKI 體系的 CA 證書管理體系（可支持第三方 CA），針對節(jié)點部署與 IDE/API訪問權限控制，可設置僅經過授權的節(jié)點才有權限加入到子鏈網絡中或使用子鏈服務，即子鏈內部的擴展許可鏈化。

5.3 支持多密碼算法

SimpleChain 采用多密碼算法，為了適用于多行業(yè)和多應用，支持的密碼算法包括國際密碼算法和國密算法。

密碼算法是用于加密、解密等操作的數(shù)學函數(shù)，目前密碼算法包括公鑰密碼（非對稱密碼）、消息摘要算法等，而一個密碼系統(tǒng)的安全性重點在于密鑰的保密性，并非在于算法的保密性，因此國際密碼算法和國密算法大部分是公開的，便于使用者使用這些算法。SimpleChain 為滿足不同場景需求，子鏈可支持不同類型的密碼算法，例如國際密碼算法中 RSA、AES、SHA256 以及國密算法中非對稱密碼算法 SM2、對稱密碼算法SM4 和消息摘要算法 SM3 等。

5.4 安全算法更新與迭代

隨著技術發(fā)展，量子計算機對目前密碼學體系產生了巨大的影響。由于量子計算具有天然的并行性，而這種并行性使得在電子計算機環(huán)境下的一些困難問題，利用量子計算機可以簡單解決?，F(xiàn)有的公鑰密碼是基于計算復雜性，因此量子計算機的超強計算能力使得現(xiàn)有的公鑰密碼受到了威脅。

目前主要有 Shor 算法和 Grover 算法可用于密碼破譯，Shor 算法是針對整數(shù)分解的量子算法，Grover 算法是一種量子數(shù)據(jù)庫搜索算法。因此，在量子計算環(huán)境下，現(xiàn)在廣泛使用的 RSA、ECC 公鑰密碼、EIGamal 等均不再安全。

雖量子計算機能夠攻擊現(xiàn)有很多密碼算法，但還有一些問題量子計算機并不擅長，通過這些問題構建的密碼就能夠抵抗量子計算的攻擊，這些密碼算法統(tǒng)稱為抗量子計算密碼，例如格密碼等。

除量子計算機的威脅外，還需要考慮密碼算法抵抗傳統(tǒng)攻擊。因此在 SimpleChain在后續(xù)發(fā)展過程中，采用的密碼算法也會更新相應的更新與迭代，根據(jù)發(fā)展和應用需求，調整使用最佳的密碼算法。

6. 主鏈有效工作量證明（EPoW）

SimpleChain 為確保主鏈的安全性與最終性，并提供公平開放的共識模式，將采取工作量證明機制的技術路線。并將目標設定于構建有效工作量證明。

所謂有效工作量證明（Effective Proof-of-Work）即利用區(qū)塊鏈分布式激勵特點，將有效算力輸出作為分布式算力類型，并進行工作量驗證。從而改變現(xiàn)有工作量證明中僅對運算哈希的現(xiàn)狀。SimpleChain 將在共識算法中引入矩陣運算的算法驗證，使得共識運算的算力除了作為工作量證明用于競爭主鏈記賬權之外，也能夠被作為人工智能當中，深層神經網絡每一層所需的矩陣乘法運算算力。

深層神經網絡發(fā)展自人工神經網絡，在人工神經網絡中最基本的神經元結構是一個MP 模型。如上圖所示的典型神經元模型中，有三個輸入，一個輸出以及兩個計算功能，而連接部分則是神經元模型中的重要組成部分，也就是權值。神經網絡的訓練算法的目的就在于通過調整權值，使得整個網絡的預測效果能夠調整到最佳。

我們若將輸入值分別以a1 ，a2，a3表示，權值分別以w1，w2，w3表示，則一個神經元模型用輸出 b 公式表示如下：

當進入到深層神經網絡中的感知器模型時，我們則在原本 MP 模型中的輸入位置添加神經元節(jié)點，并標志為“輸入單元”（紅圈）?！拜斎雴卧敝回撠焸鬏敂?shù)據(jù)，“輸出單元”（紫圈）則需要對前一層的輸入進行計算。

上圖中的多層網絡模型使用公式表示則為：

通過以上推斷，并進行抽象化則可表示為，每一層的大量計算是上一層的輸出結果和其權重值這兩個矩陣的乘法運算。

而此類運算的邏輯與區(qū)塊鏈當中前后區(qū)塊頭哈希之間形成的鏈狀應用相似，因此通過在區(qū)塊鏈共識算法中加入矩陣計算部分，能夠使得工作量證明所消耗的算力至少在深度神經網絡算法中被轉化為有效工作量證明算力，服務于人工智能領域的運算。

比特幣、以太坊等工作量證明區(qū)塊鏈已實現(xiàn)了將分布式算力資產化，而有效工作量證明也將進一步實現(xiàn)有效分布式算力的資產化，并促進算力資源的流通與分配，提升資源利用效率，推動區(qū)塊鏈當中所存在的中心化、安全、環(huán)保不可能三角問題的有效解決。