CPOS共识机制在制造业的使用—IMChain打造共同的共识算法

智造链（Intelligent Manufacturing Chain, IM Chain）将区块链技术与智能制造技术深度交融，以区块链为底层技术，以信息为导向，以需求数据直接驱动制造终端，努力于为整个智能制造范畴打造一种集平安、便捷、智能于一体，使资源和动力失掉最优化配置，产质量量失掉最大化提升的全球化、开放式的去中心化使用平台，并构建全方位效劳于整个范畴的生态零碎。

现阶段，我们的工业制造还未能完全摆脱粗糙泛化的供需关系。往往有资本有特性化需求的客户难以透过茫茫市场迅速找寻到最合适本身实践状况的产品制造方；有订单有制造才能的制造企业会由于设备的充足形成消费才能的缺乏从而不得不保持一局部订单，直接影响收益。传统互联网金融体系目前尚未能对应处理该矛盾，更无法在工业制造范畴发扬经济晴雨表的指向作用。

制造业项目对设备的依赖性较大，优质的工业产品必需要有配套专业设备。IM Chain智造链平台正是基于智能制造与区块链技术，创始性地提出M2D（Manufacturing to Demand 制造到需求）商业形式，将碎片化的群众需求聚集整合，与团圆化的制造才能迷信婚配，促进制造才能与需求和资本对接，推进产品中心型制造向需求中心型制造转变，同时补偿现有互联网金融范畴在制造业定制化产品市场上的宏大空白。

智造链采用DPOS算法的一个改良算法CPOS（CapabilITy Proof of Stake）作为底层的共识算法，可以大大提升买卖速度，降低资源耗费。

DPOS（Delegated Proof of Stake）共识进程不需求一切参与节点的大少数经过，而是委托局部代表来停止，这样可以进一步进步共识效率，也能较好地处置零碎节点不在线的成绩。从某种角度来看，DPOS与议会制度或人民代表大会制度有类似之处。假如代表不能实行他们的职责，例如当轮到他们发生区块时没能按时生成，他们会被除名，继而网络会选出新的超级节点来将其取代。采用DPOS共识的零碎通常都会采用经济方面的奖励和惩罚机制来达成更波动的共识。

目前的共识算法次要针对的是完全开放的互联网环境发行数字货币来运用，在这样的环境下，必需假定每一个参与者都是潜在的毁坏分子，或许是为了本人的利益一定会应用一切时机停止造假的集团，这就招致了要达成全网共识的困难性。

在这样的环境下，要么牺牲功能，追求最大的共识，普通采用POW算法来达成，从而招致少量算力被白白糜费，而且确认买卖的工夫很长，都是以分钟级别计算的，注定这种形式不合适需求疾速少量买卖的场景。

要么牺牲一定的共识根底来提升功能，普通采用POS、DPOS或其变种算法来完成。

IMChain是为制造业效劳的区块链平台，在这个平台中，参与的各方包括一切大大小小的制造企业、不计其数的消费者，其中的企业是提供效劳的主体，在IMChain平台中具有地下性和可清查性。国际对数字货币的监管非常的严厉，根本上不允许数字货币在国际停止流通，并可以经过技术手腕对境外的数字货币买卖也停止限制。

基于国际的商业环境和对互联网的监管理想，IMChain次要应用区块链的散布式、地下性、不可窜改特性来打形成为智能制造业的一个通用的底层平台，构建一个开放式的生态环境，我们把智能设备的制造才能作为一种权益证明，为此我们采用一种改良的POS算法 – CPOS（Capability Proof of Stake）作为平台的共识算法。

根本假定：存在一个开创节点，作为“超级节点”，该节点是可信的。

这里以下几方面来保证：

① 代码开源：一切人都可以验证其声明的合感性；

②利益保证：开创节点作为发起人，必定有其经济利益，假如其创立的区块链得不到广阔商业组织的认可，那么就得不到多少利益，所以它具有保证节点老实可信的内在驱动力；

③法律保证：虽然这个超级节点可以造假，但区块链记载一切信息并不可窜改和地下性的特点和密码学原理，决议了一切造假的记载都会被保管上去并作为随后被诉讼的证据。

智造链的CPOS算法描绘如下：

1. 超级节点创立初始区块；

2. 新的节点参加，需求失掉超级节点的同意，前期可经过智能合约来决议满足设定条件的节点将自动参加到智造链中；

3. 每个节点可以同多台智能设备相连，经过实时监控智能设备的消费状况来取得制造才能指数（MCI）；

4. 每主要“出块”或“打包买卖”时，全网节点投票选举发生n个代表节点（MCI越大的节点越无机会被选中），打乱顺序，发生一个操作列表；

5. 为了保证主链的无效性，在每次生成操作列表的时分，我们让这n个节点各自用本人的签名私钥来对这个列表停止签名；

6. 每个节点写入的时分都经过签名公钥验证这个列表，从而保证本次写入的无效性；假如某个节点本次没有出块，则从操作列表中剔除，下次不能再参与竞选；

7. 这个签名后的操作列表发布到网上，任何人都可以经过节点的签名公钥来验证这个列表的无效性和合法性，从而保证了主链的合法性；

8. 每次出块或打包买卖都将耗费一定的能量值，而参与节点将失掉这些能量值。

在CPOS算法中，消弭了竞争性的出块方式，取而代之的是协作式的出块，从而防止了资源的糜费，同时大大的提升了买卖效率。

在CPOS算法中，实践上每次达成共识的是一个操作列表，一旦操作列表生成，则各个节点可以并行的依据列表停止出块和买卖打包操作，这样，关于大批量的买卖，经过并发机制大大提升TPS，估计将轻松到达百万级别的TPS。

该算法的弱点在于超级节点容易被DDOS攻击，这个可以经过在全网停止散布式部署处理，而超级节点次要是同意节点的参加，对它的攻击不会影响现有的买卖业务。

目前特性化定制业务蒸蒸日上，经过智能制造，可以依据用户的特性化需求停止定制消费，这对这个制造业都是一个应战。特性化的制造，首先就要求停止特性化的设计，只要具有特性化的设计，才干带来真正的特性化产品。经过IMChain，把设计师的设计作品上链，一方面可以地下展现，另一方可以对作品停止确权，保证作品失掉合法的运用，给设计师带来更大的收益，从而提升设计师的积极性，创作出更多更好的作品回馈给用户，从而构成一个良好的生态循环圈。

将来的消费与消费生活，是趋向于明智化的，一定更为高效，更为浪费和针对性的，以实践需求为本，以人为本的, 直接将消费才能与需求端对接，即M2D（Manufacturing to Demand）。而这种按需消费、质量消费的新型M2D商业形式，将经过基于区块链与智能制造的智造链工业平台，得以完成与继续开展。

想象一下，世界各地的人们坐在家里的电脑前，或是应用碎片工夫把玩手机的时分，就可以看到古代化的智能制造车间，一件件专属本人的特性化定制产品智造链的流水线上降生，每团体都能成为这些设备运用权的拥有者和产品的发明者。这种“区块链下去发明，人人都是工厂主”的精密化工业消费，正是智造链M2D平台打造的区块链下的工业平台所努力达成的全新的智能制造业开展形式。

IM Chain智造链M2D生态中，需求众筹，制造众包，结合链上制造资源（M端），以众筹的方式提供应需求端（D端）所需的消费设备的运用权，智造链为单方协作提供担保。所选M端设备须为经由IMChain智造链体系内众专家评价出，先进的、运用价值大的、运用率高的专属设备，D端只需从项目支出中按比例出借设备款。智造链向M端提供运营支持，并协助参与面向D端的市场推行。

同时，在IM Chain智造链体系中，供给链信息通明化，企业的推销本钱和库存本钱随之降低，财务审计愈加便捷。买卖单方不需求第三方中介机构作为信誉背书，设备资金与设备厂商之间可停止点对点领取，设备到位之后可以经过物联网链接在平台上，每一笔订单的发生可以上链去确权，之后将权益分配给参与者，一切买卖经过网络节点确认，并永世记载在制造链的散布式账本中，从而补偿传统的消费方式和买卖方式缺乏技术支撑的短板，处理当下技术在“今天”；买卖流程、买卖构造、沟通方式“滞后”的困境。

工业众筹直接瞄准了制造业企业特别是中小企业的痛点，就是融资困难，经过把工业产品上链，把设备的消费力转换为IM Chain节点的制造才能指数（MCI），并过物联网实时监控设备的消费运转情况，从而直观的把设备的功能展示在投资者面前，搭建起投资者同设备需求方的通明桥梁。

工业众筹一方面处理了消费商资金充足的成绩，给他们迅速扩展本人消费规模的时机，降低了融资本钱；另一方面给广阔投资者带来实真实在的收益，并经过IMChain结合物联网技术，实时监控设备的消费运转情况，降低了投资风险。

智造链，智能制造业开展风向标，让世界为你智造。

文 | 夏海林