add whitepaper_cn

README.md

@@ -1 +1,15 @@
-# govm
+# govm
+
+this is a blockchain system.
+
+## Building the source
+
+1. install golang(>v1.20)
+2. download code
+3. build: make
+4. you will get the software package in output.such as govm-*.tar.gz
+5. move the package to workdir
+6. tar -zxvf govm-*.tar.gz
+7. cd govm
+8. start software: ./govm
+9. browser open http://localhost:9090

docs/ecdsa_cn.md

@@ -0,0 +1,56 @@
+# 签名
+
+## 目录
+
+1. [简介](#简介)
+1. [签名算法](#签名算法)
+1. [基于身份的签名方案](#基于身份的签名方案)
+
+## 简介
+
+数字签名算法（DSA）在联邦信息处理标准FIPS中有详细论述，称为数字签名标准。它的安全性基于素域上的离散对数问题。椭圆曲线密码（ECC）由Neal Koblitz和Victor Miller于1985年发明。它可以看作是椭圆曲线对先前基于离散对数问题（DLP）的密码系统的模拟，只是群元素由素域中的元素数换为有限域上的椭圆曲线上的点。椭圆曲线密码体制的安全性基于椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的难解性。椭圆曲线离散对数问题远难于离散对数问题，椭圆曲线密码系统的单位比特强度要远高于传统的离散对数系统。
+
+## 签名算法
+
+ECDSA是椭圆曲线对DSA的模拟。ECDSA首先由Scott和Vanstone在1992年为了响应NIST对数字签名标准（DSS）的要求而提出。ECDSA于1998年作为ISO标准被采纳，在1999年作为ANSI标准被采纳，并于2000年成为IEEE和FIPS标准。包含它的其他一些标准亦在ISO的考虑之中。
+
+## 基于身份的签名方案
+
+1. 如果一个私钥频繁的签名，那么被破解的可能性将越来越大
+2. 如果私钥被破解，那么损失可能是巨大的
+
+### 防止过度签名导致私钥泄露的方法
+
+1. 频繁更换私钥/公钥（空间维度变换）
+
+* 缺点是公钥经常变换，导致记录信息的不可继承性（交易记录，信用信息等）
+* 无法作为一个大型企业的对外接口，每次更换公钥，都会对业务有一定的损失
+* 在区块链app中，由于信息的不可继承性，所以更换公钥将是致命的
+
+1. 基于身份的签名方案（时间维度变换）
+
+* 前向安全是指私钥泄露，不会对历史签名产生危害
+* 后向安全是指私钥泄露，不会对将来的签名产生危害
+* 作为govm的用户，如果公钥要长时间存在，必须满足前向安全和后向安全才可以
+
+1. 方案
+
+* 私钥分离：父子私钥
+* 父私钥对应的公钥地址，将作为对外的公钥地址
+* 子私钥作为消息的签名私钥
+* 签名组成：由2个签名组成，签名1为子私钥的身份证明（证明自己属于父私钥），签名2为消息的签名
+* 签名信息携带时间戳，一个私钥只有在指定时间段里的签名才有效
+* 身份证明：内容为父公钥地址+子公钥+时间段，签名1为父私钥对该内容进行签名（相当于代理的授权，由子私钥代替自己进行消息签名）
+* 由于子私钥可以任意生成，且其有效期仅仅在指定的时间段里，所以即使子私钥泄露，影响也仅仅在指定时间段里
+* 父私钥：由于只负责生成子私钥，签名的次数有限，难以通过有限的签名破解父私钥
+* 使用公钥恢复算法：如果使用公钥恢复算法，那么身份证明的内容可以作为约定内容，在签名信息中不用携带
+
+1. 基于身份的签名验证步骤：
+
+* 签名信息：签名1+签名2
+* 签名1：身份信息的签名，由父密钥生成。对应于子密钥
+* 签名2：子密钥对交易信息的签名
+* 通过签名2和交易信息，恢复子公钥（规定交易信息的前8个字节表示时间）
+* 创建消息，消息=父公钥地址+子公钥+时间段（交易信息的时间/时间周期）
+* 通过上面创建的消息和签名1，恢复父公钥
+* 验证父公钥的地址是否匹配，如果匹配，则验证通过；否则验证失败

docs/whitepaper_cn.md

@@ -0,0 +1,195 @@
+# GOVM白皮书
+
+## 摘要
+
+    区块链已经发展了很长时间，但技术依旧处在探索阶段。
+    作为鼻祖，比特币稳定、可信，但其仅仅是账本，性能、智能还远远无法满足大规模商用。
+    作为第二代区块链的代表，以太坊推出了智能合约，同时提高了处理能力和智能性，但它的性能也还远远无法满足大规模商用。
+    现在需要一种高性能的区块链系统。
+    GOVM区块链就是一个高性能的公链。以信息共享为目标。
+
+## 目录
+
+1. [历史](#历史)
+1. [理论](#理论)
+1. [挖矿奖励](#挖矿奖励)
+1. [数据](#数据)
+1. [账户](#账户)
+1. [区块](#区块)
+1. [交易](#交易)
+1. [程序](#程序)
+1. [关键字](#关键字)
+
+## 历史
+
+比特币仅仅是一个区块链账本，在简单的共识算法上，系统简单、稳定、可靠。但它的代价是高能耗、低性能、不智能。
+
+以太坊的出现，解决了智能问题，它支持编程，性能有所提升，可是依旧不够。
+
+EOS虽然性能进一步提升，但它需要超级节点，过度集中，为了性能，牺牲分布式，这是一种妥协。优劣还需要时间的考验
+
+闪电网络需要两种区块链之间的矿工支持，相当于对共识算法的扩展，推广难度大，同时降低了单条区块链的可信度
+
+分片技术，能一定程度上提高性能，但主链还是会成为性能瓶颈
+
+## 理论
+
+### 高性能
+
+单条链的数据处理相当于单线程，即使再快也满足不了全球的超高并发量。
+
+    现有区块链虽然数据的维护由分布式系统组成，但还是没有改变数据处理的单线程问题。
+    为了提高性能，就需要将数据处理变成多线程的，就是相当于数据处理分布式。
+    整个系统就是分布式基础网络+分布式数据处理，双层分布式，解决数据处理的性能问题。
+
+多链可以解决这种问题。如果是不同的区块链，想要跨系统交互，就需要对原有的共识算法扩展，以满足跨链交易。
+这种做法降低了区块链可靠性，同时增加了系统的复杂性
+
+如果一个系统就是多链的，就可以实现并发操作了。单条链，只是数据的分发是分布式的，数据的处理还是串行的。
+多条链，就能做的数据的分发和处理都是分布式的。
+
+本系统就是一种多链的区块链系统。
+定义了新链创建的共识算法，链与链信息交互的共识算法，同时将golang开发语言集成进系统，支持编程，在区块链上运行app。
+
+子链可以由父链根据共识进行创建（当父链处理能力不足时，根据共识创建）
+
+二叉树的深度为64层，所以链的总数可以达到2^64-1(链的序号从1开始)
+
+若每条链的block大小为1M，每分钟一个包，那么系统最大的处理能力为每分钟(2^64 -1)*1M
+
+链的区块间隔可以动态调整，区块大小也可以动态调整；子链的区块间隔比父链的更小，出块速度更高
+
+系统初始只有一条链，即二叉树的根节点。随着时间的推移，根据需要慢慢扩展，不断提升性能。
+
+链与链之间的逻辑关系如下：
+
+![多链间的逻辑关系图](chains.png)
+
+区块的结构：
+
+![区块结构](block.png)
+
+区块链：
+
+![区块链](block_chain.png)
+由上图可知，父子链中的区块有相对依赖，这样能够保证数据的可追溯性和不可修改性。
+
+### 共识
+
+1. 本系统的机制是注册制+POW。
+2. 任何人都可以花费虚拟货币，注册成为某一个区块的矿工，注册过的矿工，计算算力时，有相应加分。
+3. 矿工如果不生成区块，他将得不到奖励，注册押金依旧需要冻结
+4. 一个区块可以有多名注册矿工，按照注册的押金多少分优先级，优先级越高，算力加分越多。
+5. 非注册的矿工，没有算力加成，一样允许挖矿，只是需要付出更多的算力。
+6. 押金会被冻结，退还时间为区块序号+50000。
+7. 不同的链是相对独立的，所以链越多，则越加的去中心化。
+8. 挖矿收益将逐年递减。
+9. 区块需要签名，先签名，后计算HASH，这样能够避免公共矿场的存在，除非你不怕私钥泄露。
+10. 由于是使用注册制、冻结资金的方式，注册过的矿工有更高优先级，可以避免算力恶意在不同链之间挖矿，破坏去中心化。
+11. 链的数量越多，51%攻击需要的算力占比越小，越容易被恶意攻击。矿工注册制可以一定程度上减小51%攻击可能性。
+12. 大部分共识都是写在第一个app中的，能够保证共识的长期稳定。同时预留了扩展接口，有新的需求方便扩展。
+13. 系统初始时，虚拟货币很少，无法支撑注册制的所需要的押金，所以只是POW机制起作用
+
+### 去中心化
+
+1. 区块必须要签名，可以避免算力集中(矿池)的问题，如果使用矿池，将导致私钥泄露。
+2. POW和注册制共同作用。
+3. 注册过的矿工有更高的优先级，计算其算力，有加分。
+4. 注册资金冻结，冻结时间超过50000个区块，避免“富翁”完全垄断。
+5. 链的数量越多，矿工越分散，更加去中心化
+
+### 可编程
+
+1. 支持发布app(golang的源码)，其他人可以调用调用该app。
+2. 使用golang的原因：强类型判断，高效，简洁，通用，能够使用更少的代码实现相同功能。
+3. 系统的核心共识算法是以app的形式发布，一经发布，不允许再改动，这样能够保证有一个稳定的共识。
+4. 发布的是源码，任何人都可以看到，了解其逻辑，信任其流程。
+
+## 安全性
+
+1. 因为平台主要是用于信息共享，所以历史信息都是有价值的，那么用户就不合适频繁更换钱包地址
+2. 为了解决账户的过度签名导致私钥泄露的风险，系统支持代理签名的功能
+3. 代理签名是一种双层签名机制，地址A（地址前缀为2）指定地址B作为自己的代理人，可以替A签名。消息签名中将包含A对B的授权签名和B对消息的签名。
+4. 用户是转账、跨链转账或执行app，都需要指定具体的操作码，保证操作的确定性
+5. app发布的是golang的源代码，任何人都可以比较容易的看懂代码逻辑。app在创建时，所有代码逻辑就确定了，不会造成歧义。
+6. app没有操作用户账户的权限，除非用户发布的是私有app，才允许操作对应用户的账户
+7. app只能修改自己的存储数据，除非依赖的模块特意开放了对应的操作接口
+
+## 挖矿奖励
+
+1. 首条链单位时间(1分钟)的奖励为5000.000000000
+2. 子链的奖励是父链的90%
+3. 奖励每500000个区块减少10%
+4. 系统没有ICO，没有预分配虚拟货币
+5. 只有分配一个区块奖励用于创建第一个app（大部分共识都在该app中）
+6. 为避免新链创建时，陷入恶意竞争，默认创建新链的人自动成为注册矿工（创建新链需要花费虚拟货币）
+7. 每次挖矿奖励，都会给本软件的开发者1%的奖励，作为软件开发和维护费用
+8. 每个交易都需要手续费，手续费50%给当前的矿工，50%放到公共账户里，分发给后续的矿工
+
+## 数据
+
+1. 默认支持KEY-VALUE的数据库
+2. 数据类型分为2种：DB和Log
+3. DB数据只能用于当前链进行读写
+4. Log数据由当前链进行写入，不允许覆盖写，支持跨链读取
+5. 创建简单，调用基础app的GetDb和GetLog就可以创建数据库
+6. 直接调用Get和Set就可以实现数据的读写
+7. 权限控制：每个数据库都只允许app自己操作，除非自己对外提供接口
+8. 数据有存储时效，过期的数据将被清除（存储空间有限，需求无限，通过费用限制无用数据）
+9. 数据的存储时长由app决定
+
+## 账户
+
+1. 系统使用账户模式，而非UTXO，这样可以减小交易大小
+2. 普通账户就是一个公钥地址，可以自己离线创建;公共账户是创建公共app时系统自动创建的账户
+3. 普通钱包地址为0x01*，代理签名的钱包地址为0x02*，公共app的账户地址为0xff*，其他的暂时保留，不支持多签名地址
+4. 用户可以任意操作普通账户，但无法直接操作公共账户，只能通过app的代码规则进行操作
+5. 用户私有的app允许操作用户的账户进行转出操作
+6. 建议用户长期使用一个账户，区块链能提供的仅仅是基础信任，更多的信任需要靠过往的交易提升
+7. 没有历史交易的账户，仅仅是无根之萍，没有可信度
+8. 为支持代理签名，本系统的钱包地址和其他的区块链地址不一样，长度为24
+
+## 区块
+
+1. 该系统的区块头比其他系统的区块大，增加了签名、父链与子链中的区块hash。
+2. 系统根据共识算法，支持父子区块链进行信息同步。
+3. 通过父链或子链的区块hash，可以做到数据的可追溯性（跨链转账、跨链读取数据可追溯）
+
+## 交易
+
+1. 每笔交易都有时间戳，只有指定时间内的交易才会被接受
+2. 每笔交易只要余额足够，都可以被接受，无顺序限制，降低双花操作的可能性。
+3. 所有的交易都是由用户创建的，所有的app都是由用户调用，执行的代码明确无疑义
+4. 交易分为多种类型：转账、跨链资金转移、创建app、执行app、注册矿工、创建子链等
+
+## 程序
+
+1. 每个人都可以发布app
+2. app的名字就是源码的hash值
+3. app要求是golang编写的源码
+4. app只能import链上的其他app
+5. app允许只属于个人，也支持属于公众的
+6. 公众的app不属于个人，任何人都可以使用相同的代码发布相同app
+7. 个人的app与账户绑定，其他人即使用相同的代码发布，最终的app name也会不一样
+8. 每个app都有钱包账户，私人app的账户和私人账户一致;公众app的账户为公共账户，每个公众app都有专属的公共账户
+9. app可以操作自己的账户进行转出，无法操作其他人的账户进行操作
+10. 任何用户都可以执行app（除非app在代码中进行限制）
+11. app的执行需要消耗虚拟货币
+12. app允许访问其他链的信息，实现跨链信息同步，只能访问相同app下的Log信息
+13. app只能import本链上的其他app，不支持跨链import
+
+## 关键字(和golang一样)
+
+1. ~~package、import~~: 禁止，所有的import都由系统生成，不支持引用外部包，会校验import的包是否在链上
+2. ~~go/select~~: 由于该操作会出现并发，导致数据的不一致性，所以暂时不支持
+3. ~~range~~: 由于map的遍历是随机的，将导致执行顺序不确定性，所以暂时不支持
+4. ~~cap/recover~~: 这函数不是必须的，可能导致差异，禁用
+5. var和const: 变量和常量的声明
+6. func: 用于定义函数和方法
+7. return: 用于从函数返回
+8. panic: 用于异常退出app
+9. interface: 用于定义接口
+10. struct: 用于定义抽象数据类型
+11. type: 用于声明自定义类型
+12. map: 内置关联数据类型
+13. case、continue、for、fallthrough、else、if、switch、goto、default: 流程控制