基于区块链模块化高效率基础设施“Luther”介绍

Luther 是一个模块化的高效率区块链基础设施，不仅是大家熟悉的公有链基础设施，它也是一个联盟链基础设施；所以Luther既可以服务于广大创业者建立公有链，又可以服务于企业、集团、银行甚至政府机构建立联盟链。

（1）公有链

公有链就是大家熟悉的BTC，ETHEREUM之类；公有链是对所有人开放，任何人都可以参与加入节点，同时所有数据默认公开;目前在公有链领域，中国技术处于世界先进水平，已经诞生了很多国际性的公链，例如大家熟知的NEO，QTUM等。

（2）联盟链

联盟链是指若干个机构共同参与记账的区块链，即联盟成员之间通过对多中心的互信来达成共识。联盟链的数据只允许系统内的成员节点进行读写和发送交易，并且共同记录交易数据。

联盟链作为支持分布式商业的基础组件，更能满足分布式商业中的多方对等合作与合规有序发展要求。例如：联盟链会更适合组织机构间的交易和结算，类似于银行间的转账、支付，通过采用联盟链的形式，就能打造一个很好的内部生态系统来大幅提高效率。

联盟链和公链相比，在高可用、高性能、可编程，隐私保护上更有优势，它被认为是“部分去中心”或者是“多中心”的区块链。联盟链让节点数得到了精简，能够使得系统的运行效率更高、成本更低，在单位时间内能够确认的交易数量要比公链大很多，更容易在现实场景中落地。此外，联盟链相对于公有链非常重要的特点就是节点准入控制与国家安全标准支持，确保认证准入、制定监管规则符合监管要求， 在可信安全的基础上提高交易速度。

总体架构

组件模块化

Luther将区块链所有的核心进行模块化，尤其是对共识算法模块化并以Luther标准的接口提供服务，使得Luther的子链开发者们能够根据自己的业务灵活选择积木方块组建自己的公有链、联盟链、私有链。

更完善智能合约

据最新数据显示ethereum的DAPP数量已经达到561个，为了能够保证ethereum上的DAPP可以迁移到Luther上，LVM完美兼容solidity智能合约。除此之外Luther新增支持golang语言开发业务智能合约，部署到区块链上之后通过封装智能合约的标准GRPC接口对外提供服务以便进行业务处理。

可扩展存储

我们将把存储做成可拔插的组件，这样使得存储便于扩展；可以轻易扩展集群nosql数据库，以便支撑应用的庞大数据量；支持leveldb、couchdb和cassandra。

多链并行

Multiple-chain是除了main-chain之外还可以有很多并行运行的sub- chain，peers可以加入到不同组织或联盟的sub-chain，peer和sub-chain是多对多关系；每一条sub-chain都有自己的数据访问权限，做到了多链数据隔离；这样可以满足企业的联盟链构建。

以一个金融业务场景说明多链并行的应用场景：

1. 在这场景中区块链的参与角色可以分为：银行、金融服务商、监管部门；他们全部参与到main-chain中；进行数据共享、交易共识。

2. 然而在参与者中各角色之间可能存在竞争关系，同时存在数据隐私的需求；所以在同一银行的各分行之间可以建立sub-chain；其他节点如果得到了sub-chain的允许也可以动态加入到这条sub-chain中进行数据共享。

3. 通过main-chain和sub-chain的设计，各参与角色既能够通过区块链进行账本共享、交易共识；又能够进行权限控制，核心数据隔离；使得各方数据得以权限保护，只共享每个角色想要共享的数据；在保证自己核心竞争力的同时进行数据互通，达到共赢。

4. 比如ethereum，任何人都可以参与进区块链中，作为全账本节点，节点拥有整个区块链的所有数据，并且可以任意查阅，因此无法存放敏感隐私数据和机密数据。

5. Luther的数据权限控制也是模块化的，使用者可以按照自己的业务需求选择。

跨链协议

跨链，顾名思义，就是通过一个技术，能让价值跨过链和链之间的障碍，进行直接的流通。

区块链是分布式总账的一种。一条区块链就是一个独立的账本，两条不同的链，就是两个不同的独立的账本，两个账本没有关联。本质上价值没有办法在账本间转移，但是对于具体的某个用户，用户在一条区块链上存储的价值，能够变成另一条链上的价值，这就是价值的流通。

如果说共识机制是区块链的灵魂核心，那么对于区块链特别是联盟链及私链来看，跨链技术就是实现价值网络的关键，它是把联盟链从分散单独的孤岛中拯救出来的良药，是区块链向外拓展和连接的桥梁。

由于LutherChain的模块化和多链并行特性，将来会有大量公有链、联盟链、私有链基于LutherChain技术实现，所以LutherChain内置垮链协议模块，开发者可以简单轻松的运用垮链协议打通多链生态圈。

（一）Luther的垮链协议将支持bitcoin，ethereum，EOS以及Luther的子链。

（二）Ethereum和Luther垮链流程

·在ethereum和LutherChain上分别发布锚定代币E-luther，L-ether；

·在ethereum和LutherChain上分别部署gateway contract；

·在ethereum和LutherChain两侧都部署区块和交易监听；

·以用户A转账给用户B为例，价值从ethereum网络传递到LutherChain网络中，用户A发送1个ETH给用户B；

·步骤①，用户A发起转账，会预先通过value exchange 做实时的价值转换，然后调用Ethereum gateway contract进行转账，参数包含：ETH数量，折算目标链资产LTH的数量，目标链用户B的地址等。

·步骤②，步骤①的交易被Listener监听。

·步骤③，由Listener模块自动触发调用LutherChain gateway contract，从Listener地址转账1个L-ether到LutherChain gateway contract的被监听的池地址；真正的ETH留在Ethereum gateway contract内作为准备金。

·步骤④，Listener监听到L-ether的转账交易。

·步骤⑤，由Listener触发调用LutherChain gateway contract。

·步骤⑥，合约转账给用户B 4000个LTH。

·从LutherChain到ethereum的转账流程一样。

·整个垮链转账过程，用户都可以在cross chain browser中查询跟踪。

共识机制

POW

提供标准的POW算法作为模块组件，支持CPU和GPU挖矿。

POS/DPOS

提供标准的POS/DPOS 算法作为模块组件。

POS：也称股权证明，类似于财产储存在银行，这种模式会根据你持有数字货币的量和时间，分配给你相应的利息。

简单来说，就是一个根据你持有货币的量和时间，给你发利息的一个制度，在股权证明POS模式下，有一个名词叫币龄，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000，这个时候，如果你发现了一个POS区块，你的币龄就会被清空为0。你每被清空365币龄，你将会从区块中获得0.05个币的利息（假定利息可理解为年利率5%），那么在这个案例中，利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41个币，这下就很有意思了，持币有利息。

比特股的DPoS机制，中文名叫做股份授权证明机制（又称受托人机制），它的原理是让每一个持有比特股的人进投票，由此产生101位代表 ， 我们可以将其理解为101个超级节点或者矿池，而这101个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种角度来看，DPOS有点像是议会制度或人民代表大会制度。如果代表不能履行他们的职责（当轮到他们时，没能生成区块），他们会被除名，网络会选出新的超级节点来取代他们。

PBFT

PBFT ： Practical Byzantine Fault Tolerance ， 实 用 拜 占 庭 容 错 算法。 PBFT是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示，使用0到|R|-1的整数表示每一个副本。为了描述方便，假设|R|=3f+1，这里f是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3f+1个副本，但是额外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。

由于PBFT算法随着节点数的增多，其性能将下降，而公有链节点数量大多庞大，所以PBFT算法作为组件，供联盟链选用；作为企业级联盟链，PBFT算法有其独特的优势。

背书策略

背书策略模式，和PBFT一样，作为联盟链共识选项，用户自定义标准格式的背书策略和智能合约一起发布到区块链网络上；背书策略根据链内的组织架构灵活配置。

举例：

在一个商户联盟中，商户A拥有20个节点，商户B拥有30个节点，商户C拥有40个节点，商户D拥有50个节点，共同组成一条链；

背书策略定义为：

（18 of A & 20 of B & 10 of C & 1 of D） or （15 of A & 22 of B &38 of C & 40 of D）

对于一个交易，每一个节点都会执行智能合约并对结果进行背书签名，在背书策略验证模块，只要达到了背书策略公式所描述的节点数量通过了验证，则共识达成，即视为交易有效，否则就判定为失败交易。

背书策略的权重，是在联盟组建时由联盟成员自由商榷后确定的。

Luther 的经济模型

Luther 系统中内置的系统代币代码为 LTH，系统内置代币是整个系统生态的驱动剂，将用于支持应用发展、支付应用消耗费用、支持子链数字资产智能兑换、参与共识奖励、支付交易手续费等。

（一）代币发行分布

LTH初始发行 10亿，其划分为六大部分，具体比例如下：

1、网络维护，占比 20%，共 2亿，主网上线后由矿工挖矿逐步产出。主网上线前处于锁仓状态。

2、私募众售，占比 30%，共 3亿。

3、团队，占比 15%。共 1.5亿，团队的部分会锁仓，上线后分 20 个月线性解锁，每月解锁 5%。

4、Luther基金，占比 15%，共 1.5亿，用于社区生态建设。

5、商务合作， 占比 15%，共 1.5亿，用于上交易所，商务合作等。

6、空投推广， 占比 5%，共 5000万。用于空投给主流token的社区成员地址。

（二）区块链网络维护

和BTC一样LTH总量恒定，不会通胀。

代币总量的20%将由挖矿产出，并逢2年减半。挖矿产出细则将在主网上线前公布。

（三）LTH价值体现

1. LTH代币作为链上交易的燃料。

2. 智能合约部署和执行将消耗一定的LTH。

3. 在未来，任何Luther的子链资产都将会对LTH代币持有者进行一定比例的空投。

4. 可以享受所有Luther基金会旗下区块链应用收益的30%分红。分红以LTH持有量为依据按比例分发。

5.Luther将作为Luther上第一个应用ltalk（链链）以及未来所有基于Luther生态应用的的生态资产。