数据网络的未来：去中心化

在过去的20年里，随着互联网经济的蓬勃发展，以FAANG和BAT为代表的互联网巨头们也凭借着自己的垄断地位，收集了大量的用户数据，并以此为基础通过大数据以及AI计算等前沿技术，挖掘和享受数据的价值。

然而，作为数据实际利益相关者的用户不但未能获得数据的红利，还被迫承担着个人隐私泄露、个人数据被滥用的风险。

如今，区块链去中心化的思潮来袭，人们在一次次的冲击下开始意识到，下一代的互联网或许应该是无服务器的互联网，去中心化的网络。在这个网络里，用户可以完全拥有自己数据的所有权。未经用户允许，任何人、任何组织都不能使用他人数据。不过这无疑也会带来一些问题：

1、在去中心化的模式下，单一实体往往只能掌握数据集合的局部，而没有任意实体可以获取全局数据。因此每个参与者拥有的数据其实都不足以反映全量数据的特征。

2、参与者之间是弱信任甚至是无信任的，无法通过“可信任第三方”来归集计算数据，并验证数据的有效性，更不必说共享价值、信息和资产。

为了解决上述这些问题，许多Web3 Builder开始贡献自己的思路和方案。今天，我们将要介绍的就是致力于建设下一代隐私计算架构和数据交换网络，同时在保证用户数据隐私安全的前提下，不需依赖第三方就可进行协同计算并验证结果完整性的协议——PlatON。

PlatON：不需依赖第三方的隐私计算协议

PlatON是由LatticeX基金会发起和推动的以“计算互操作”为核心特点的下一代互联网基础协议，其基于区块链的基本属性，以隐私计算网络为支撑。

PlatON致力于通过构建由可验证计算、安全多方计算、零知识证明、同态加密等密码学算法和区块链技术共同组装的计算体系，为全球人工智能、分布式应用开发者、数据提供方及存有计算需求的各类机构、社区和个人，提供开源架构下的公共基础设施。

PlatON使用了包含但不限于零知识证明（ZKP）、可验证计算（VC）、同态加密（HE）、安全多方计算（MPC）、秘密分享（SS）等现代密码算法来实现非交互证明的计算扩容方案，以解决上述的可扩展性和隐私性的两难困局。接下来我们将具体了解PlatON的思路。

1、可扩展性

PlatON认为，现有区块链架构的问题很大程度上源于共识和计算之间耦合程度的过于紧密。为此，PlatON提出了一种可验证计算的方案，这种方案能通过数学上可证明的密码学算法，弱化两者之间的内生绑定关系，从本质上将两者拆分开来，从而对这两个问题分而治之。

2、隐私性

PlatON尝试通过叠加同态加密（HE）和安全多方计算（MPC），以保证输入数据以及计算逻辑本身的隐私，从而实现真正的隐私计算。同依赖第三方制造商提供的可信硬件或TEE进行计算完整性的可信计算相比，PlatON采取的Trustless计算仅依赖于可证伪的密码学假设，从而在其生命周期内保证私有数据的安全性，同时不存在信任边界。

PlatON总体架构

1、总体逻辑结构

除了提供底层链外，PlatON还同时提供钱包、区块浏览器和节点工具的开源实现。

2、底层逻辑结构

在PlatON的架构中，其将Layer1共识网络在以太坊的技术框架上进行修改，并将核心组件进行重新编写。

Layer2方面，PlatON将复杂计算扩展到链下，并通过链下安全多方计算实现隐私计算协议。

3、网络结构

PlatON的基础区块链网络主要由以下几类节点构成，这些节点通过P2P方式连接：

l 轻节点

轻节点参与交易和区块信息的全网广播。其不保存所有区块的数据，只保存区块头信息以及跟自己相关的数据，依赖全节点进行快速交易验证。

l 全节点

全节点参与交易和区块信息的全网广播。其保存了所有区块的数据，可以在本地直接验证交易数据的有效性。

l 归档节点

归档节点是一种特殊的全节点。其保存了所有区块的历史状态的节点，历史上任何一个区块对应的世界状态都被保存在节点上，

l 种子节点

新节点加入PlatON网络，首先连接到种子节点，发现其他节点。

l 验证节点

负责执行交易并把交易数据打包成区块，验证节点通过 PPoS+VRF随机选出，并运行CBFT 协议进行共识。

4、验证节点部署结构

为保护验证节点正常通信与运行，稳定出块，对节点需要进行安全防护：

l 全节点和验证节点RPC端口关闭。

l 验证节点不在公网上暴露，通过非共识全节点进行通信。

l 每个验证节点应至少准备 2 个公开全节点、2 个非公开全节点，公开全节点的 IP 可以对外公开，以供和主网正常通信。另 2 个非公开全节点的 IP 只告知其他可靠验证节点，不对外公开，以避免同时遭遇 DDoS 攻击。

l 防止全网扫描定位高防后的服务器，修改同步端口 9876（同理 RPC 的 8888）至全网最大存活数量的端口 80、443 或 22，这样可以有效抬高攻击者定位成本。

经济模型

LAT是PlatON的原生Token，用户可以在PlatON网络上进行发送，也可以在PlatON应用程序中使用。目前用户可以通过参与LatticeX基金会的Grants计划以及后续其他的社区发展计划来获取LAT。

1、代币用例

1）提供燃料并保障PlatON网络安全

当用户发送LAT或使用PlatON应用程序时，需要支付一小笔LAT费用，这笔费用用于激励节点处理和验证用户的交易。

在PPOS机制中，LAT对网络非常重要。其将用来委托节点，或者自己质押成为验证节点，以此维护PlatON网络安全并获得LAT奖励。

2）作为数据交易市场的媒介

LAT作为支付媒介承担PlatON未来的数据和算力流通市场的清结算工具的重任。PlatON网络的参与者通过提供数据使用、计算能力和算法来赚取LAT。

3）支撑DApp生态发展

PlatON将支持DApps和DeFi的发展，引入DApps和DeFi的经济耦合设计。例如，DApps可以发行自己的Token，而DApp的Token必须以LAT储备金作为支持。 PlatON还将支持开发以LAT为抵押的稳定币。

2、质押和委托

质押和委托是PlatON网络的核心功能，参与质押和委托的LAT比例越大，PlatON网络安全性越高。节点被选为活跃中的验证节点主要根据验证节点本身质押LAT和委托人委托给节点的LAT的总质押排名来选择的，排名前201备选节点候选人才能成为活跃中的备选节点。

1）质押

在PlatON网络中，质押是节点通过锁定一定的LAT加入到PlatON网络的行为。PlatON采用的是PPoS共识机制来选择验证节点，对加入到PlatON网络的节点将根据质押的LAT数量进行排名，每轮共识将从排名前201名节点中随机选择43名节点作为验证节点打包出块。

2）委托

委托是持币人将LAT委托给某节点，间接参与网络共建的行为。委托可以提升网络的安全性，委托人在此过程中可获得一定奖励。

委托类似于选举，用户将通过委托行使投票权，推选对网络发展支持更大的节点成为验证节点，以实现社区的共同期望。更多委托人的参与能够制约验证节点防止他们出现不良行为，促进了PlatON生态的健康可持续发展以及不断提升PlatON价值。

委托的LAT在下个结算周期才开始生效（即进入锁定状态）。当生效的委托完整锁定一个结算周期，且在委托的节点获得奖励的情况下，在该结算区块即可获得委托奖励。

委托的节点如果被强制退出，该节点名下的所有委托将失效，本结算周期及之后周期的委托将不会有委托奖励。

PlatON治理机制

PlatON认为，决策权应属于“利益相关者”，即权利属于人民。但进行全民公投需考虑到实施成本以及投票率、专业性、治理效率等问题，因此公投不应该是治理常态，更应该是重大分歧情况下的治理方式。

因此，在PlatON的PPoS设计中，其备选节点的产生本身就是一种选举，且节点的利益和公链生态的兴衰息息相关，理应承担更多的治理责任，拥有更多的治理权利。所以，在PlatON治理中，其采用了直接民主和间接民主结合的模式，其核心原则是：常态下由备选节点投票治理，即间接民主；重大分歧下由社区公开投票治理，即直接民主。

1、参与角色

l 备选节点：节点通过质押一定的Token成为候选人，其他用户可将自己的Token委托给候选人，系统根据候选人的总权益（质押+委托）进行排名，排名前201的候选人被选举成为备选节点。

l 持币人：所有Token代币持有者。

l 核心开发者：共同建设PlatON公链及社区的核心开发者。

2、权利分配

l 备选节点：发起提案、对公投提案投票、对非公投提案投票、对提案进行附议

l 持币人：发起公投提案、对公投提案投票、对提案进行附议

l 开发者：github代码控制、提案审核、提案实现

3、提案分类

1）公投提案：公投提案的发生是在存在争议性比较大的场景下，任意持币人都可以发起公投提案，需要进行全民公投产生结果，场景如下：

l 修改基本法

l 进行重大的分叉，类似The Dao的分叉

l 终止链的运行

2）非公投提案：非公投提案即普通提案，由备选节点投票产生结果，提案类型可分为以下类型：

l 文本提案：对于无需实施的决策都可以用文本提案发起

l 软件升级提案：用来在链上发起升级投票，达到平滑升级的目的

l 参数修改提案：用来对系统参数等可治理的参数进行修改

l 账户提案： 用来冻结或解冻账户（包括合约）

l 激励提案： 用来分配治理基金账户余额

l 取消提案： 用来取消链上正在投票中的软件升级提案

4、治理流程

1) 发起提案

公投提案可以由任何人发起，非公投提案由备选节点发起。每个提案都应该有与之对应的文本说明，该文本说明存储于github上的PIP仓库，由核心开发者管理，类似EIP。

为控制垃圾提案，所有类型的提案的发起都需要支付一笔提案手续费，作为提案的成本。

2) 提案筛选

l 公投提案：由于公投提案并非是常态，因此链上可以同时发起多个公投提案，这些提案将根据保证金从高到低进行排序，每个月选择出保证金最高的提案进入投票阶段。

l 非公投提案：发起提案成功即进入投票期，可多提案并行投票。

3) 提案投票

l 公投提案：

公投提案是最为核心的权益投票。投票将持续两周，有三种投票选项，分别为：“支持”、“反对”和“弃权”。只有参与质押和委托的代币才能进行投票。

投票形式采用“备选节点代投+个人投票覆盖”的模式。即：备选节点投票权重是自有质押代币和接受委托代币数量之和，若委托人与该备选节点持不同意见，则该委托人可自行投票，其投票权重为委托数量，该权重对应的投票选项将被覆盖。所有的投票将会锁定代币到投票结束。

为缓解由于多数代币被少数节点控制而导致的投票中心化问题，参与投票的备选节点数量应该足够多，若多数备选节点不同意或没有参与投票，该提案仍然不会通过。

l 非公投提案：

非公投提案投票的核心在于备选节点投票。只要是在该提案投票周期内当选成为备选节点的节点都能进行投票。投票周期一般为两周，软件升级提案的投票周期可根据情况由提案发起人决定。投票形式采用备选节点一人一票制度，投票后将锁定备选节点自有质押代币到投票结束。除软件升级提案外，其他类型的投票有三种投票选项，分别为：“是”、“否”、“弃权”。为了简化投票流程，软件升级提案没有显性的选项选择，各备选节点可通过是否升级本地节点来表明自己的投票立场。

4) 投票结果计算

l 公投提案：公投提案结果计算维度有以下三个

A、备选节点支持率：投票支持的备选节点人数与可投票的备选节点总人数的比值

B、Token支持率：支持的Token数量与总参与投票的Token数量的比值

C、Token参与率：总参与投票的Token数量与总质押的Token数量的比值

D、当同时满足：备选节点支持率>P%，Token支持率>Q%且Token参与率>K%时，该提案投票通过，否则该提案投票未通过。

l 非公投提案：非公投提案的计算维度有以下两个

A、备选节点支持率：投票支持的备选节点人数与可投票的备选节点总人数的比

B、备选节点参与率：投票备选节点人数与总可投票备选节点人数的比值

C、当同时满足：备选节点支持率>M%，备选节点参与率>N%时，该提案投票通过，否则该提案投票未通过。

不同类型提案对应的支持率和参与率如下:

可拓展性与隐私性的二元对立

广义上看，现有的区块链架构其实都是一种基于共识的计算。而为了保证计算的正确性，每个计算操作都需要经过绝大多数节点的重复处理来验证计算的正确性，这就导致了区块链体系里效率和可信任之间的内在矛盾。

除此之外，可扩展性和隐私性之间的矛盾也是业界普遍关注的问题。

可扩展性是公认的区块链最大难题。其实当前主流的区块链，如以太坊，每秒处理的交易数并不多。相当有限的吞吐量与运行主流金融市场所需的处理能力相差了足足有几个数量级。虽然业界也在不断贡献各种解决方案，但受限于不可能三角，可扩展性的提升往往都是以牺牲区块链的去中心化程度或安全性作为代价的。同时，区块链基于共识的计算方式也限制了智能合约对复杂计算逻辑的处理能力。

除此之外，隐私性也是当下区块链面临的另一大问题。尽管区块链具有不可篡改、去中心化、无需信任等优秀特性，但其跟大数据和AI技术同样面临获取不到数据的困境。无论是公司还是个人，都没有意愿将隐私信息发布到公共账本中。因为这些账本可以不受限制地被政府、家人、同事和商业竞争对手随意读取。这也将成为限制区块链发展和普及的一大阻碍。