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1.DPOS共识机制及技术特点

Artfinity作为行业垂直公链，链上采用DPOS(Delegated Pr oof of Stake)共识机制保证每一个区块产生的透明和公正。DPOS机制是Dan Larimer发明，成功应用在 Bitshares、Steem和EOS等主流公链中，可以获得远高于其他共识机制的运算速度。

下面我们详细介绍机制的细节。共识机制主要回答三个问题：

a.谁来产生block

b.何时产生block

c.如何验证block的合法性

对于问题a, DPOS由当前的排名靠前的委托人列表(即超级节点)和当前的时间偏移共同决定；对于问题b,按照固定的时间间隔定期产生。

对于问题c,为防止委托人的权利过高以及时间戳产生的漂移带来的不稳定问题，在实现层面上，采用PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)算法进行验证 block的合法性，即区块的验证和持久化。对于区块的验证，采用全节点投票的方式，每当新区块创造出来时，DPOS委托节点需要等待其他节点的投票，而不是有权利立刻写进区块链中。在总结点数为3f+1,出现拜占庭错误（Byzantine fault）的节点数不超过f的情况下，区块链数据可以保证一致性，即：

i、如果一个正确的节点接受并执行了一个区块，那么所有正确的节点都提交相同的区块；

ii、所有正确的节点要么落后于最长链，要么与最长链一致，并且高度相同的区块哈希值相同。

同时，Arfinity采用物联网技术和上链节点完成艺术品链下实物与链上通证的映射。上链节点由社区投票选出，完成艺术品入库的登记、验真、托管、承兑等功能，用技术手段和治理机制保证全流程透明可信，向社区负责受社区监督。

采用以上所述DPOS+PBFT保证了Artfinity的基础功能以及性能的优越性。为了完成艺术品上链确权和交易流通，Arfinity做出了以下方面的技术创新：

1)、Function based pluggable sub-chain construction

有时候我们需要特定的功能模块来解决特定的问题，通常而言，特定的功能模块相对于通用模块具有更好的性能（类比于ASIC与CPU）。我们以Artfinity通证交易功能为例，其（写）功能可以被抽象为有限的操作集合：锁定（充值）、提现、挂单、撤单、撮合等。而通用的智能合约为了支持更加通用（弱图灵完备）的功能，往往需要运行复杂的虚拟机以及配套的基础设施，导致其tps并不能很高；而这对于高频的交易模块而言是不可接受的。因此，对于特定的功能模块，Artfinity对其构建特定的功能子链，我们以交易模块为例，其功能逻辑如下图所示：

Artfinity主链中记录通证的状态，交易子链负责完成通证的交易功能。主链与交易子链的功能以及交互由一系列双方约定的api决定，例如i.锁定份额化通证（充值）ii.解锁份额化通证（提现）。按照功能划分子链后，一个完整的功能循环为：

i、用户通过api锁定在主链上的指定通证份额（份额化由主链智能合约实现），并将其逻辑上划转到交易子链中的对应用户账号钱包中；

ii、用户通过下单、撤单等一系列操作，完成通证与其他通证（或者稳定币）之间的交易；

iii、用户将交易所获通过api进行对应解锁，逻辑上划转到主链的对应账户钱包中。
在约定api以及通信协议后，链的功能已经被划分成耦合度相对较低的多个部分。在Artfinity的实现中，由超级节点统筹子链的运作，即超级节点同时负责主链与子链的出块。其结构图如下所示：

每个超级节点功能上同时运行多条区块链，在没有主-子链通讯时，其运行常规的 DPOS + PBFT共识协议出块；在需要通讯时，子链节点调用其对超级节点的主链节点api

2)、Layer 2 structure

通常而言，对于主链，我们有着很高的去中心化程度，然而即便是Artfinity采用的DPOS+PBFT共识机制，其去中心化程度依然不如有这成千上万出块节点，采用 POW （proof of work）的区块链，后者的典型代表为以太坊与比特币。同样地，DPOS+PBFT的多节点结构使得其吞吐量不如单一节点，因为后者不需要节点之间达成共识。虽然单一节点的代价为安全性不足（遭受攻击、节点造假），但是在一些对于安全性不敏感、速度敏感的场景下，其是最优选择；同样地，虽然POW吞吐量很小，但是在—些对于安全性极为敏感的场景下，其也是最优选择。为此，Artfinity对于速度和安全性之间的平衡，作出Layer2的架构设计，如下图所示：

Laye r2本身是是完整的功能系统，其与Artfinity相对独立（可以为第三方），包括两个重要的模块：

1、逻辑计算模块：根据不同的数据、流程完成任务，其抽象为一个函数(s,p,h) = f(x),其中x为数据，可以由主链、本地存储单元以及外界指令提供；s为计算结果（最终状态）；p为计算过程的表示（例如中间随机数的选取等等）；h为计算过程p的哈希值，用于验证计算过程。

2、存储单元：用于存储中间结果以及计算过程。其提供验证功能g(p,h),其中p 为计算过程，h为由此计算过程产生的唯一哈希值。
Layer 2首先从主链、本地存储单元以及外界获取数据x；之后完成逻辑计算 (s,p,h) = f(x)并将计算验证过程p存储在本地存储单元；最后将最终结果s以及计算哈希h提交到主链完成同步，提交的通讯方式见下c所述。由此即完成了一个功能循环。对于主链上数据的真实性，我们可以提供主链数据的哈希值，调用Layer 2中的验证模块g(p,h)进行验证。

根据安全性、吞吐量的权衡，通常Layer2有以下几种选择：

a、单一节点：具有最快的速度，但是安全性以及去中心化是弱点。一个应用场景为决策过程为多阶段，实时性要求高并且最终只关心结果的情况。

b、多副本状态机：在此我们特指联盟链，其运行pbft共识算法。其具有一定程度上的去中心化、快速的特性。是一种相对于1、3折中的办法。

c、具有POW共识机制的其他公链：其具有非常高安全、慢速、去中心化的特性。一个应用场景为价值绑定。例如将Artfinity的链上价值绑定到Bitcoin网络，在此需要网络之间的数据同步。

3、persistent voted oracle(PVO)

在Artfinity生态中经常会遇到需要外部信息的情况，例如艺术品市场行情信息、艺术平实时图像视频资料等；上述b中对于Layer 2的功能扩展也可以视作对外界(一定程度可控的)数据的需求。在此情况下，我们需要oracle服务，即我们需要一个抓取外界数据的代理。我们最关心的问题是数据的真实性，为此，我们提出持久化投票式预言机(PVO)。

PVO可以被视为一种按需使用的子链，其主要功能为记录主链调用外界信息的情况，采用“事后验证”的逻辑。具体而言，对于一个主链上的智能合约S,其依次通过PVO提供的api调用了外界数据d_1,…,d_n,那么主链在出块的同时，也同时提交一个包含调用外界数据信息的PVO块。对于包含外界数据的主链区块，超级节点的基本共识机制POS+PBFT并不负责验证外界数据的真伪，这保证了主链区块生成的速度。而对于POV块，每个超级节点j会对其数据进行验真：

对于每个数据d_i,以PVO块中记录的相同的调用方式尝试获取数据d'_ij,如果：

a、d_i=d'_ij,那么标记数据d_i为可复现数据；

b、d_i≠d'_ij,那么标记数据d_i为不可复现数据；

对于每个d_i都有超过2/3的超级节点标记为可复现数据，那么此区块为可复现区块；否则为不可复现区块。两种情况下，数据都通过pbft的共识机制永久存储。注意不可复现区块并不代表数据造假，因为验证过程是后置的，而原始数据可能为实时生成并且覆盖旧数据。在后者的情况下，需要人工对区块进行（后验）审查。

3.生态代币AT说明

本地数字通证（AT）是Artfinity生态的重要组成部分，它被设计成完全服务于Artfinity网络的形态。在Artfinity主网启动之前，通证是以兼容ERC20标准部署于以太坊网络上的，等到主网发布后，通证会完全迁移到Artfinity主网上。AT发行总量为10亿枚。

AT通证作为一种生态服务支付媒介和社区管理权利凭证被用于在Artfinity生态中，通过扩展支付场景、节点锁定流动性等方式提高AT价值，激励社区参与者和建设者，维持Artfinity生态平稳运行。在Artfinity上生成和转移艺术品通证，将消耗AT作为虚拟加密“燃料”，同时各个节点都需要质押不低于50万枚AT,AT的消耗和锁定将随着生态发展大大提高AT的价值，同时AT将作为汇率单位和媒介在生态合作伙伴的支付和交易中得到大范围应用，提升AT的知名度和流动性。

4.托管节点、创世节点和超级节点说明

Artfinity是一个众治众享的生态，三类节点构成了生态运行的基石，分别是：

托管节点：负责实物艺术品的托管和上链，需要质押不低于50万AT ,并且需要完成每季度托管价值一亿元艺术品资产的目标，总计10-20个。具体而言，托管节点负责资产挖掘、资产存托、资产AID和链上通证的生成；

创世节点：负责维护共识和社区治理，需要质押不低于50万AT,并且需要得到超过1万AT的地址投票总计应为不低于50个地址，创世节点总计99个。具体而言，创世节点相当于AT社区的“人大代表”，负责监督区块链出块验证、社区提案收集、重大议题投票等；

超级节点：负责公链出块和技术治理，需要在满足创世节点的当选基础上拥有可靠的技术服务能力，由选举产生投票前21个当选。具体而言，超级节点是AT社区的至高荣誉和算力保障，负责链上出块和信息打包、技术升级、共识运行等。

5.链上链下融合完整解决方案

AID数字标识自动化生成：针对艺术品鉴别保真的需求，Artfinity将每一件艺术品的外观、质地、创作者签名证书等艺术品身份数据分布式保存在验真节点数据库中，并采用加密压缩算法正向、逆向多角度拍摄艺术品身份数据快照，将得到的高精度、小体积、不可逆的AID身份字段上传到Ar讦nity主链的艺术品通证中，真正做到一物一证、物证对应。相比于将所有验真数据上传到区块链中的方案，AID创造性地提出了身份数据压缩和数据指纹萃取技术，大大降低了区块链存储压力，并将数据标准化能够兼容所有艺术品门类，增强了Artfinity的扩展性。

Arthnity作为艺术品资产上链的开创者，首创了 IAO(Initial Assets Offering)的资产上链发行认购的模式。具体来说，艺术品收藏者可以通过Artfinity的托管节点将资产入库存托，得到艺术品token后在Artfinity平台上通过智能合约面向社群开启认购，从而大大促进资产的确权和流通。IAO的出现有效解决了传统收藏品行业信息不公开、价格不透明、流通不便利、中间环节手续费高等痛点，必将得到无数艺术品发行者和收藏家等追捧。而IAO的智能合约将以AT作为支付媒介，势必将在艺术品及资产上链市场为AT带来大量用户。

AT作为Artfinity生态中的核心资产，具有长远且显而易见的保值、增值的金融内生逻辑。

我们将AT的价值增长方式抽象为“双通道增长模型”：

通道一：交易消耗导致稀缺，稀缺导致价格增长，价格增长带动新的交易用户；

通道二：节点获益促进锁仓，锁仓导致稀缺，稀缺导致价格增长，价格增长鼓励锁仓。

随着Artfinity生态的逐步发展，以绝艺为代表的优秀生态内应用将吸引大量艺术品投资者及收藏家将艺术品上链并进行交易，艺术品的上链和通证交易将持续消耗大量AT作为燃料。该部分燃料进入矿工奖励池后，并不会立刻流入二级市场。由于该部分燃料是用户从二级市场购买的，买入力量大于卖出力量，会导致AT价格增长。而AT价格增长的标杆作用将给投资者带来信心，同时吸引更多投资者进入，实现第一个通道的AT价格增长循环。

从锁仓的机制来看，除了挖矿收益，托管节点还将获得价值不菲的资产，一定量的锁仓就成为了源源不断获得超额收益的门票，该方式与一般的POS类型公链的持币生息模式不同，收益来源于托管资产，币的总量不会通胀，因此不会消耗二级市场的新流入资金。该超额收益将充分调动市场的积极性，形成购买趋势，提升AT价格。而AT价格的提升让之前锁仓的节点，获得了更多的收益，在持币增值与托管获益的双重利好刺激下，会有更多价值投资者争相成为AT的节点，进一步导致AT稀缺并增值，实现第二个通道的AT价格增长循环。

除了独创性的双通道增长模式，AT还将拓展生态场景，由于AT总量固定，一旦新的场景中采用利润回购、持币分红、二级市场购买后销毁等模式，AT还将获得更多持续性的增长动力。未来，持有AT将不仅仅是财富的象征，更是具有卓越投资眼光的象征！