隨著物聯(lián)網(wǎng)智能終端的大量普及以及使用，產(chǎn)生了數(shù)以億計的非標準格式的數(shù)據(jù)。而基于這些海量的數(shù)據(jù)處在一片混亂的狀態(tài)，沒有進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)整理并發(fā)揮相應(yīng)的價值。不僅如此，數(shù)據(jù)隔離產(chǎn)生了“物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)孤島”，如果能夠聯(lián)合各大智能終端廠商及互聯(lián)網(wǎng)平臺，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，將會造福全社會。萬加鏈由此應(yīng)運而生，通過自主研發(fā)的智能模塊采集傳感器的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的去隱私以及敏感化，完成數(shù)據(jù)的上鏈，最后達到數(shù)據(jù)資產(chǎn)化和可交易化。

在智能設(shè)備得到廣泛應(yīng)用的同時，海量的智能設(shè)備也給它所依賴的物聯(lián)網(wǎng)平臺帶來了巨大的壓力。據(jù)權(quán)威機構(gòu)預(yù)測智能設(shè)備在四五年內(nèi)將突破300億臺，這個數(shù)量比互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的用戶數(shù)量高出1-2個數(shù)量級。支撐如此數(shù)量級的終端的平臺，依然使用目前的互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)將面臨巨大的挑戰(zhàn)。

萬加鏈利用自身在硬件的研發(fā)能力，強化了智能硬件的邊緣計算的能力，將各個智能設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)平臺的接口轉(zhuǎn)移各個智能硬件層，從而分散了平臺對支撐海量設(shè)備的壓力，并且設(shè)備越多，平臺越穩(wěn)定健壯。

萬加鏈的設(shè)計方案

1. 萬加鏈的技術(shù)棧

1.1 Mesh Network

Mesh Network 也稱為“多跳網(wǎng)絡(luò)”，它是一個動態(tài)的可以不斷擴展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)無線設(shè)備之間的傳輸。其核心是讓網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都發(fā)送和接收信號，使普通無線技術(shù)過去一直存在的可擴充能力低和傳輸可靠性差等問題迎刃而解。網(wǎng)絡(luò)中大量終端設(shè)備能自動通過無線連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都具備自動路由功能，每個節(jié)點只和鄰近節(jié)點進行通信，因此是一種自組織、自管理的智能網(wǎng)絡(luò)，不需主干網(wǎng)即可構(gòu)筑富有彈性的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)必須預(yù)先設(shè)計和布置網(wǎng)絡(luò)，它的傳輸路徑是固定的，而 mesh 網(wǎng)絡(luò)的傳輸路徑是動態(tài)的。

Mesh 網(wǎng)絡(luò)也稱為“多跳網(wǎng)絡(luò)”，它是一個動態(tài)的可以不斷擴展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并能有效地在無線設(shè)備之間傳輸。在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)中，用戶如果要進行相互通訊的話，那么首先會訪問一個固定的接入點（AP），這種訪問的方式被稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。而在多跳網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點都可以同時作為 AP 和路由器。這樣的好處是：如果最近的節(jié)點由于流量大而擁塞的話，那么數(shù)據(jù)可以重新選擇一個小流量路徑進行傳輸。數(shù)據(jù)包根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況，從一個節(jié)點依次傳送到多個節(jié)點，最終到達目的地，這樣的訪問方式就是多跳訪問。

其實我們熟知的 Internet 就是一個“有線多跳”網(wǎng)絡(luò)的典型例子。例如，我們要發(fā)送一份電子郵件，電子郵件并不會直接到達收件人的信箱中，而是通過路由器從一個服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個服務(wù)器，最后到達用戶的信箱。在轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，路由器一般會選擇一條較好的路徑，使得電子郵件能夠盡快投遞到用戶信箱。所以，Wireless Mesh 網(wǎng)絡(luò)可以稱為 Internet 的一種無線版本，它與傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)最大的不同是能夠自動尋找最佳路徑，將分包數(shù)據(jù)從一個路由節(jié)點傳遞到另一個路由節(jié)點直至到達目的地，這些特點使 Wireless Mesh 網(wǎng)絡(luò)與蜂窩通信等傳統(tǒng)的點對點和點對多點通信網(wǎng)絡(luò)相比具有無可比擬的優(yōu)勢。

在 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中，一個節(jié)點不僅能傳送和接收信息，還能充當路由器對其附近節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信息，隨著更多節(jié)點的相互連接和可能的路徑數(shù)量的增加，總的帶寬也大大增加。

此外，因為每個短跳的傳輸距離短，傳輸數(shù)據(jù)所需要的功率也較小。既然多跳網(wǎng)絡(luò)通常使用較低功率將數(shù)據(jù)傳輸?shù)洁徑墓?jié)點，節(jié)點之間的無線信號干擾也較小，網(wǎng)絡(luò)的信道質(zhì)量和信道利用效率大大提高，因而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)容量。比如在高密度的城市網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Mesh 網(wǎng)絡(luò)能夠減少使用無線網(wǎng)絡(luò)的相鄰用戶的相互干擾，大大提高信道的利用效率。

1.2 DPoS 共識算法

DPoS（委任權(quán)益證明）是區(qū)塊鏈上高性能的去中心共識算法，由比特股團隊創(chuàng)造，長期以來被認為是更加安全合理、節(jié)約成本的共識機制。

DPoS 是由委托人來創(chuàng)建區(qū)塊。委托人是被社區(qū)選舉的可信賬戶，得票數(shù)排行前 21 位。其他得票排名為進入前 21 名的委托人賬號被列入候選人，為了成為正式委托人，用戶要去社區(qū)拉票，獲得足夠多的用戶信任。用戶根據(jù)自己持有的VKT 數(shù)量占總量的百分比來投票。當 21 個區(qū)塊生成周期完成后，委托人排名前21 名的代表就會重新調(diào)整，排名下降的則被降級到候選人。每個周期的 21 個區(qū)塊，均由 21 個代表隨機生成，每個塊的時間為 3 秒，新創(chuàng)建的塊被廣播到網(wǎng)絡(luò)上，并被添加到區(qū)塊鏈里。

在一般情況下，一個 DPoS 區(qū)塊鏈不會出現(xiàn)分叉，因為區(qū)塊生產(chǎn)者是通過合作而非競爭的方式來生產(chǎn)區(qū)塊。即便真的出現(xiàn)了分叉，共識也將自動的切換到最長的鏈上。之所以會這樣運作，是因為區(qū)塊添加到一個區(qū)塊鏈分叉的速率與公用同一共識的區(qū)塊生產(chǎn)者比例是相關(guān)的。換句話說，具有更多生產(chǎn)者的區(qū)塊鏈分叉會比擁有較少生產(chǎn)的那一個條，增長的速度更快。而且，沒有一個生產(chǎn)者會同時在兩個分叉上同時生產(chǎn)區(qū)塊。如果一個區(qū)塊生產(chǎn)者被抓到做這樣的事兒，那么這個生產(chǎn)者將很可能被投票投出。這些雙重生產(chǎn)行為對應(yīng)密碼學(xué)憑證可以用來自動的刪除這些濫用者。

通常 DPoS 區(qū)塊鏈 100%會有區(qū)塊生產(chǎn)者參與。一個交易從廣播開始后平均1.5 秒就可以 99.9%被認為是確認了。在一些特殊情況下例外，軟件出現(xiàn) bug，網(wǎng)絡(luò)擁塞，或一個惡意的區(qū)塊生產(chǎn)者制造了兩個或更多的分叉。為了確保一個交易絕對是不可逆的，一個節(jié)點可以選擇等待 21 個區(qū)塊生產(chǎn)者中的 15 個給出確認?；谌f加鏈的軟件配置，在一般情況下這需要平均 45 秒的時間。默認情況下，所有的節(jié)點將認為當 21 個生產(chǎn)者中有 15 個給出確認后這一區(qū)塊就是不可逆的了，并且不管長度如何都不會切換到?jīng)]有這一區(qū)塊的分叉。

在分叉開始的 9 秒內(nèi)，一個節(jié)點就可以警告用戶他們極可能正處于分叉中。在連續(xù)丟失 2 個區(qū)塊后，有 95%的概率可以確認一個節(jié)點處于分叉中。在連續(xù)丟失 3 個區(qū)塊后就有 99%的概率確認。可以通過節(jié)點丟失、近期參與比率和其他參數(shù)來構(gòu)建魯棒性預(yù)測模型，從而快速的警告操作者出現(xiàn)了問題。對于這種警告的反應(yīng)完全取決于商業(yè)交易的性質(zhì)，但最簡單的做法就是等待 15/21 的確認直到警告消失。

1.3 鏈碼和虛擬機

物聯(lián)網(wǎng)是一個宏大的生態(tài)系統(tǒng)，不同的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的業(yè)務(wù)邏輯有著非常大的差別。萬加鏈作為支撐物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)系統(tǒng)，為開發(fā)者提供了一套圖靈完備鏈上編程機制——鏈碼（Chain Code）和虛擬機（VM），為開發(fā)者提供簡單快捷的擴展服務(wù)，開發(fā)者可以方便快速地開發(fā)出滿足個性化需求的 DAPPs。

虛擬機是鏈碼的執(zhí)行環(huán)境。萬加鏈參考了 EOS 的設(shè)計，采用獨立虛擬機架構(gòu)。任何符合萬加鏈沙盒標準且有足夠的運行效率的虛擬機都可以輕松與萬加鏈的虛擬機接口對接，因此萬加鏈并不限定鏈碼的編程語言。

開發(fā)者可以使用鏈碼在萬加鏈上發(fā)行數(shù)字資產(chǎn)，也可以使用鏈碼與鏈外世界交互等等。

1.4 VEX

VEX 是萬加鏈實現(xiàn)的跨鏈操作協(xié)議，包含跨鏈資產(chǎn)交換協(xié)議和跨鏈事務(wù)交互協(xié)議兩個部分。跨鏈資產(chǎn)交換協(xié)議可以讓用戶在不同區(qū)塊鏈上進行數(shù)字資產(chǎn)交換；而跨鏈事務(wù)交互協(xié)議可以保證分布式事務(wù)的不同步驟分布在不同區(qū)塊鏈上執(zhí)行，且保證事務(wù)的一致性。

1.5 BaaS 服務(wù)

萬加鏈上的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每時每刻都在產(chǎn)生大量的交互數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)間接或直接反映了人類的生活細節(jié)，是萬加鏈用戶的數(shù)字資產(chǎn)，具有非常高的價值。當然，這些數(shù)據(jù)體量是非常龐大的，寫入?yún)^(qū)塊是不可行的。

IPFS（Interplanetary File System，星際文件傳輸網(wǎng)絡(luò)）是一個點對點的分布式超媒體分發(fā)協(xié)議，能夠?qū)⑺芯哂邢嗤募芾砟Ｊ降挠嬎阍O(shè)備連接在一起。

IPFS 和萬加鏈能夠完美結(jié)合，用戶可以使用 IPFS 來處理大量數(shù)據(jù)，然后把對應(yīng)的加密哈希存儲到區(qū)塊鏈中并打上時間戳。這樣就無需將數(shù)據(jù)本身放在鏈上，不但可以節(jié)省區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)帶寬，還可以對其進行有效保護。

DOC（Digital assets Ownership Certification），是萬加鏈結(jié)合 IPFS 開發(fā)出的數(shù)字資產(chǎn)所有權(quán)認證功能，用來對萬加鏈上的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所產(chǎn)生的每一條數(shù)據(jù)進行所有權(quán)認證，然后將認證過的數(shù)據(jù)進行加密存儲至 IPFS 上。

2. 萬加鏈的解決方案

2.1 總體架構(gòu)

萬加鏈總體架構(gòu)如下圖所示：萬加鏈網(wǎng)絡(luò)，采用 DPos 共識機制。同時針對物聯(lián)網(wǎng)的需要的消息傳輸采用 Mqtt 通訊協(xié)議，實現(xiàn)即時消息的傳輸。不同行業(yè)應(yīng)用有不同的解決方案，需要運行在 ChainCode 上，ChainCode 支持應(yīng)用升級，同時萬加鏈也支持 EVM。

2.2 分層網(wǎng)絡(luò)

為提供安全性和低延時的雙重保障，萬加鏈系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)進行了分層處理，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，選擇不同的網(wǎng)絡(luò)進行通訊。

其中賬本網(wǎng)絡(luò)采用經(jīng)過優(yōu)化的 Graphene（石墨烯引擎）實現(xiàn)。Graphene 由Bitshares 團隊提出并實現(xiàn)，原版本支持每秒 10 萬的交易容量，而優(yōu)化過的Graphene 可以達到百萬級別的交易容量。而通訊網(wǎng)絡(luò)層采用基于 Mesh Network的技術(shù)配合 MQTT 網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)，保證了更高速率的物聯(lián)網(wǎng)通訊要求。萬加鏈還設(shè)計了適合流傳輸?shù)?Vankia Flow，以滿足用戶對流傳輸?shù)囊蟆?/p>

3. 萬加鏈初期數(shù)據(jù)獲取產(chǎn)品

3.1 智能通訊模組

模組補貼換數(shù)據(jù)：萬加鏈通過自己開發(fā)的硬件模組接入智能硬件，智能硬件內(nèi)置區(qū)塊鏈輕節(jié)點，可以實現(xiàn)無網(wǎng)通信、無網(wǎng)操控等，已經(jīng)初步形成了硬件模組+平臺+App 的產(chǎn)品鏈，提供基于自組網(wǎng)芯片硬件模組開發(fā)以及基于區(qū)塊鏈的平臺開發(fā)，萬加鏈提供去中心化的點對點分布式物聯(lián)網(wǎng)的底層協(xié)議，讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在無網(wǎng)情況下實現(xiàn)相互連接，形成智能硬件接入基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。

3.2 智能數(shù)據(jù)采集終端

萬加鏈 Vankia 依托自有專利技術(shù)研發(fā)了智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備。該設(shè)備使用了遙感技術(shù)、視頻解析技術(shù)、探測技術(shù)及云端的人工智能技術(shù)，結(jié)合第三方數(shù)據(jù)源綜合研發(fā)而成，使其擁有采集城市人員流動、社區(qū)居住人口、展會參展人員情況等多項數(shù)據(jù)采集的能力。該設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊鏈，即保證數(shù)據(jù)的公正性，也保證了用戶的隱私收到保護。

3.3 基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用模塊

萬加鏈支持強大的 Chain Code，開發(fā)者可以基于 Chain Code 完成定制化的功能。在此基礎(chǔ)之上，萬加鏈提供的應(yīng)用模塊使得非技術(shù)用戶可以“所見即所得”地完成去中心化應(yīng)用的設(shè)計、發(fā)布與管理。

用戶仍然可以使用 Chain Code 通過編輯代碼來提交定制化的去中心化應(yīng)用。

為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用或產(chǎn)品提供的創(chuàng)建數(shù)字貨幣和一鍵發(fā)布行業(yè)應(yīng)用的功能模塊。與萬加鏈的 DAPP 結(jié)合，用戶可以在不編寫任何代碼的情況下，快速創(chuàng)建、發(fā)布和管理去中心化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

行業(yè)應(yīng)用是在 Chain Code 基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，因此用戶可以通過編寫代碼的方式來創(chuàng)建和發(fā)布復(fù)雜邏輯的應(yīng)用系統(tǒng)。

4. 萬加鏈數(shù)據(jù)交易所

數(shù)據(jù)交易所是萬加鏈在 Chain Code 和 IPFS 分布式存儲技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的數(shù)據(jù)管理和交易模塊。用戶可以使用數(shù)據(jù)模塊來管理自有應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。同時萬加鏈提供了數(shù)字資產(chǎn)交易功能，用戶可以使用此功能來上架自有數(shù)據(jù)或者發(fā)布數(shù)據(jù)購買需求。系統(tǒng)自帶強大的撮合系統(tǒng)和數(shù)字資產(chǎn)所有權(quán)認證體系，以保障用戶自有數(shù)據(jù)的安全和收益。

產(chǎn)品特點：

不緩存沉淀交易數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)交易所提供的是一個交易通道，區(qū)塊鏈上僅存儲數(shù) 據(jù)交易摘要、憑證、數(shù)字版權(quán)以及其它交易所需要依賴的一些基礎(chǔ)信息，并不保存交易的源數(shù)據(jù)和加密后的源數(shù)據(jù)，所以并不會出現(xiàn)有人同步所有賬本后進性強行破解而得到數(shù)據(jù)的可能性。

隱私保護：交易所里交易的個人數(shù)據(jù)都需要得到本人的授權(quán)確認，聯(lián)盟成員在交易所購買個人數(shù)據(jù)的初衷是為了獲得個人的更多信息，但這項交易依然事關(guān)個任隱私，只要是個人隱私數(shù)據(jù)都需要獲得本人的同意。

數(shù)據(jù)版權(quán)：DOC 是萬加鏈區(qū)塊鏈對數(shù)據(jù)這個特殊的資產(chǎn)進行版權(quán)認證的技術(shù)控制手段，當一個數(shù)據(jù)交易智能合約生效后，這條數(shù)據(jù)就會被打上一個永久數(shù)字證書，用來證明數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，今后這條數(shù)據(jù)產(chǎn)生的價值收益權(quán)永久歸生產(chǎn)者所有，這一點更是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的確權(quán)和溯源。