新一代商用級基礎公鏈BUMO介紹

通過創(chuàng)新的共識算法（BU Firework）、主鏈-子鏈多鏈結構（BU Orbits）、主鏈-主鏈跨鏈結構（BU Canal）、開發(fā)者友好的智能合約（BU CodeMach）等核心技術，構建泛在價值流通的互聯(lián)網(wǎng)基礎設施。BUMO也為開發(fā)者提供完善技術文檔及開發(fā)工具，用以提高開發(fā)者的開發(fā)效率，更易于生態(tài)的應用接入。

多資產(chǎn)原子操作的可擴展賬本結構

賬本結構是區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲的重要表現(xiàn)形式，隨著區(qū)塊鏈應用場景變得越來越復雜，用戶對賬本結構設計的要求也越來越高。BUMO賬本結構的設計，重點考慮如下幾個因素：

●提高賬本結構數(shù)據(jù)的可擴展性

在賬戶、區(qū)塊、交易、合約的數(shù)據(jù)結構設計中，重點提高它們的可擴展性，支持更多承載信息，增強數(shù)據(jù)處理的靈活性，為應用提供更多的數(shù)據(jù)支持能力。

●降低賬本數(shù)據(jù)操作的復雜度

賬本數(shù)據(jù)操作的復雜程度，直接影響到各行業(yè)使用區(qū)塊鏈的］檻，在賬本層面內(nèi)置許多關鍵操作功能，并融合諸多業(yè)務模型的抽象，提供給上層應用接口。

●內(nèi)置多資產(chǎn)及原了性操作能力

數(shù)字資產(chǎn)及其操作是區(qū)塊鏈賬本的最典型應用方式，將在賬本層面支持多資產(chǎn)服務模式，同時，保障對資產(chǎn)操作的原子性，從而增強賬本的操作控制功能。

BU Bambook是BUMO的賬本結構，主要包括：多資產(chǎn)的賬戶結構，全局的區(qū)塊結構，原子性的交易結構，高效的賬本數(shù)據(jù)存儲，以及多簽名的聯(lián)名賬戶。

1. 多資產(chǎn)的賬戶結構

在Bambook的設計中，賬戶結構主要包含如下字段信息：

●賬戶地址

區(qū)塊鏈賬戶的唯一標識， 當查詢某個賬戶的信息或向某個賬戶轉賬時，需要使用賬戶地址定位到該賬戶。

●賬戶余額

該賬戶內(nèi)的原生BU-Token的數(shù)量。

●智能合約代碼 ：

如果該字段不為空，則賬戶為智能合約賬戶，用于存儲相應的智能合約代碼體。

●交易序號

為了避免賬戶下的交易亂序，每次處理一個交易時，賬戶的交易序號遞增，以此記錄當前最大序號。每個賬戶都有自己的交易序號，賬戶之間互不影響。

● 資產(chǎn)列表

資產(chǎn)列表用于記錄該賬戶下的各種數(shù)字資產(chǎn)的資產(chǎn)代碼、資產(chǎn)發(fā)行方和資產(chǎn)余額等信息。Bambook還提供了-整套鏈_上交易的接口，在符合系統(tǒng)安全性和可靠性要求的前提下，最大程度實現(xiàn)了資產(chǎn)發(fā)行、流通的可擴展性和便利性。

●元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)字段為每個賬戶提供了一個Key-Value字典結構的私有數(shù)據(jù)存儲，用于擴展對上層業(yè)務的自定義數(shù)據(jù)處理。Bambook 為元數(shù)據(jù)提供了一整套 操作接口，方便對元數(shù)據(jù)進行處理。同時，元數(shù)據(jù)的設計提供智能合約代碼執(zhí)行狀態(tài)數(shù)據(jù)存取。

●權重及門限

在賬戶操作中，權限控制是一項很重要的需求，因為現(xiàn)實業(yè)務中往往不同主體具有不同的角色和權限。Bambook提出了一種多權重的操作權限控制方法，它能夠為不同成員賬戶設置不同的操作權重，并為操作執(zhí)行設置一定的i 限值，從而達到多成員賬戶按累計權重控制操作的目標。

2. 狀態(tài)索引的區(qū)塊結構

區(qū)塊包括區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩部分，區(qū)塊頭主要包含以下字段：

●區(qū)塊號：區(qū)塊在整個賬本中的序號，號按區(qū)塊生成的先后順序遞增。

●區(qū)塊的哈希： 對區(qū)塊序列化后的文本做哈希運算得到的哈希值。

●前一區(qū)塊的哈希： 區(qū)塊的前一區(qū)塊的哈希值。

●區(qū)塊生成時間： 區(qū)塊生成的時間。

●賬戶樹的哈希： 用MPT構建的賬戶樹的根哈希，MPT， 上每個節(jié)點任何比特級的數(shù)據(jù)更改，都能反饋到樹的根哈希上，如果在區(qū)塊比對時，發(fā)現(xiàn)賬戶樹哈希不一致，可以從根節(jié)點開始對子節(jié)點層層對比，快速找到不一致的賬戶。

●共識信息的哈希： 在區(qū)塊生成之前，驗證節(jié)點集合需要對交易進行打包生成提案，然 后對提案進行共識并達成一致， 共識信息哈希即對共識的提案做哈希運算得到的值。

●驗證節(jié)點集的哈希： 對所有參與共識的驗證節(jié)點的地址做哈希運算后得到的值。

●費用的哈希： 對當前區(qū)塊的費用配置，包括燃料價格和最小預留費用等，做哈希運算后得到的值。

●區(qū)塊版本：區(qū)塊結構的版本號，用于實現(xiàn)向下兼容性。

●交易數(shù)量： 區(qū)塊所包含的交易總數(shù)。

區(qū)塊體主要包含交易的信息和簽名。

由上可知，各類關鍵信息都通過哈希索引至區(qū)塊的字段中，使得在整個賬本中，各部分的數(shù)據(jù)變動，都能反映到區(qū)塊字段值，使得這些信息的驗證、比較非常便利。同時，一旦出現(xiàn)不一致的情況，能夠根據(jù)區(qū)字段的索引哈希值，有針對性地快速定位問題。

3. 原子性的交易操作

相互關聯(lián)的多個操作形成一個交易整體， 交易整體要么被完整執(zhí)行、要么完全不執(zhí)行，是一種常見的現(xiàn)實資產(chǎn)交易需求。BUMO在交易結構設計中，增加了子操作數(shù)組屬性，可以將一筆或多筆資產(chǎn)子操作放入同一筆交易執(zhí)行。任何-筆子操作的失敗均會導致整體交易的失敗，并觸發(fā)該交易已執(zhí)行操作的回滾，避免對相關賬戶產(chǎn)生影響。

比如Alice創(chuàng)建一筆向Bob購買產(chǎn)品的交易，該交易至少包括兩個關聯(lián)操作：一是 Alice向Bob支付貨幣操作，二是Bob向Alice交付產(chǎn)品操作。任一操作的失敗都應該造成交易的失敗，否則會產(chǎn)生交易糾紛。通過BUMO的原子性交易操作功能，可以較好地避免交易糾紛產(chǎn)生。

BUMO的原子性交易操作執(zhí)行流程如下圖所示：

如圖所示，存在執(zhí)行失敗子操作的交易將被移出交易隊列，不會提交到最終區(qū)塊鏈驗證存儲。

4. 高效的賬本數(shù)據(jù)存儲

BUMO采用MPT （Merkle Patricia Tree）樹進行賬本數(shù)據(jù)的存儲，MPT樹是Trie樹和Merkle樹優(yōu)點融合的產(chǎn)物，可以有效減少賬本樹的深度、增加樹的平衡性、提樹的安全性和可驗證性?；贛PT樹的賬本數(shù)據(jù)結構，使得BUMO在數(shù)據(jù)對比查找、數(shù)據(jù)插入修改操作等方面，均可以做到高效而低耗，比如僅通過根哈希的對比就可以發(fā)現(xiàn)整個區(qū)塊鏈賬本比特級的差異、通過短路徑分支遍歷即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)精確檢素等。

5. 多簽名的聯(lián)名賬戶控制

在賬戶設計中，考慮了多權重的操作門限控制屬性，能夠為不同成員賬戶設置不同的操作權重，并為操作執(zhí)行設置門限值。賬戶權重指擁有者和簽名者針對該賬戶所擁有的操作權重，操作門限指針對賬戶進行操作所需的權重閾值，只有賬戶達到權重閾值才具備操作權限。通過上述方式，可以實現(xiàn)多方用戶聯(lián)合控制賬戶，并按照操作門限進行精確操作的目標，滿足用戶協(xié)作多樣化、操作模式精細化、業(yè)務模式豐富化的需要。

當前，BUMO提供了以下幾種典型門限操作類型：

●創(chuàng)建賬戶： 可創(chuàng)建普通賬戶、聯(lián)名賬戶和智能合約賬戶。

●發(fā)行ATP資產(chǎn)： 提供資產(chǎn)代碼和發(fā)行數(shù)量作為參數(shù)進行新資產(chǎn)發(fā)行，發(fā)行者和資產(chǎn)代 碼組成區(qū)塊鏈內(nèi)全局唯一資產(chǎn)標識符。

●轉移ATP資產(chǎn)： 向其他賬戶轉移資產(chǎn)，用資產(chǎn)代碼和發(fā)行者地址標識該資產(chǎn)。設置元數(shù)據(jù)： 通過設置元數(shù)據(jù)可實現(xiàn)對各類自定義數(shù)據(jù)的增刪改操作。

●設置權重： 設置賬戶擁有者和簽名者在源賬號的權重。

●設置門限： 設置賬戶的操作門限，如交易中涉及的操作沒有達到其操作門限值，該操作將被拒絕。

●轉移 BU：向其他用戶支付原生內(nèi)置BU幣。

●記錄上鏈：通過此操作將重要的日志數(shù)據(jù)等記錄在區(qū)塊鏈，實現(xiàn)不可篡改性，該操作不會修改賬戶樹。

聯(lián)名賬戶結構和操作流程如下圖所示：

如上圖示例，用戶A、用戶B、用戶C想要對聯(lián)名賬戶進行操作，首先需計算用戶的權重之和，進而將權重之和與操作門限進行對比，如果不小于操作門限，則具備操作權限，可以對聯(lián)名賬戶進行操作，否則操作被拒絕。

BUMO通過體系化設計、模塊協(xié)作和豐富的操作類型，構建了多資產(chǎn)原子操作的可擴展賬本結構，為多種類型的業(yè)務操作提供強大數(shù)據(jù)支持，滿足用戶復雜應用場景下的個性需求，同時也盡可能兼顧用戶對高性能和低消耗的需求。