本文提出了一種以支持通證經濟的發展為首要目標的公有鏈系統，該系統采用DPOS共識機制，保證系統的去中心化與效率之間的平衡。Map-Sidechain是系統的核心機制，用戶可以方便的將各種類型的資產映射到Fractal主鏈上，也可以根據自身需求創建各類型的、異構的、甚至單節點的側鏈。用戶可以自行創建側鏈，也可以購買“側鏈服務商”的服務，以降低開發及維護成本。通證經濟需要以較低的成本支持區塊鏈領域商業模式的創新以及現有商業模式向區塊鏈世界的遷移，這也是創立Fractal系統的初衷。

1. 引言

技術水平的進步，使得人類的經濟活動和社會形態不斷隨之發生變化。隨著互聯網技術的爆炸式發展，人們對更加便捷、安全、去中心化的價值交換手段的需求催生了以比特幣（Bitcoin）嚴為代表的加密貨幣熱潮。

自從比特幣流行以來，加密貨幣行業迅速發展演進，先是出現了不同種類的加密數字貨幣（Coin），之后隨著以太坊（Ethereum）F的誕生以及ICOm的興起，通證（Token）開始大規模被發行及交易。通證作為“可流通的加密數字權益證明”，是區塊鏈提升傳統商業模式效率的關鍵。。然而，迄今為止，大多數通證經濟網的實踐僅僅止步于ICO。ICO本質上是一種融資行為，對通證經濟來說，到這一步是遠遠不夠的。證券化通證ST（SecurityToken）正在試圖解決ICO的諸多先天不足，使數字資產真正進入主流視野。ST有很多顯著的優勢，比如簡化合格投資者身份認證，將不同國家的監管規則編纂進智能合約”，從而使KYC和AML機制自動化。隨著創新的不斷涌現，通證經濟的發展空間不可限量。

以太坊的目標是成為去中心化應用的平臺，然而無論從設計目的還是實際性能來講，以太坊都無法承載通證經濟未來的成長。盡管當前區塊鏈行業發展迅猛百花齊放，但還沒有出現一個有影響力的、以支持通證經濟的發展為首要目標的底層平臺。

Fractal是FCoin數字資產交易平臺聯合一些通證經濟的堅定支持者共同發起的公鏈項目，將不僅僅支持FCoin自身對于通證經濟的實踐和探索，更以支持整個通證經濟的未來發展為核心目標。Fractal Core是Fractal項目的第一個核心產品，具備一個高性能公鏈所需要的基礎功能，包括高效的共識機制及智能合約，同時內生支持Token的發行、流通、分紅、及以投票為核心的各種社區治理功能。另外，通過靈活的映射-側鏈機制，Fractal系統可以將現實世界任意類型的資產映射至Fractal并通過側鏈機制實現高效的流通和多樣化的治理。

2. FToken（FT）

FToken（FT）由原FCoin Token升級而來，既是FCoin數字資產交易平臺的權益代表，也是Fractal公鏈生態的權益代表。FCoin Token最初通過“交易即挖礦”及“預發行解鎖”的機制，完成了接近50億FT的社區化發行。如今，FT的發行階段已經結束。盡管FT進行了品牌升級，未來也不會有新的FToken發行。

3. 共識機制

DPOS是一種借鑒了代議制的共識設計，能夠做到兼顧去中心化和效率，在區塊鏈實踐中得到了廣泛的使用和證明。

最初Bitshares的DPOS共識機制由101個見證節點組成，見證節點是被社區選舉的可信節點，任何一個持有Token的用戶都可以參與投票和競選見證節點的過程，在每-輪投票結束后，票數最高的101個見證節點負責生產區塊。選舉的根本目的，是通過每個節點的投票選舉出社區里對項目發展和運行最有利的用戶，在項目初期，如果見證節點數量過多，可能會導致缺乏足夠的投票吸引力來完成選舉，因此我們初期不會選舉出101個見證節點，隨著系統用戶的增加，逐步選舉出更多的見證節點。見證節點由FT持有者定期投票選出，FT持有越多，投票的權利越大。

傳統DPOS（基于石墨烯技術）使用隨機的見證節點出塊順序，出塊速度為3秒，如果有6個見證節點，則需要2/3以上見證節點確認交易，交易確認時間總共需要12秒。

為了加快確認速度，我們借鑒了EOS的BFT改進，允許見證節點收到新區塊后立即進行確認，當收到2/3見證節點確認時，則認為區塊不可推翻，能夠使交易確認不可逆的時間縮短至三秒。

4. 智能合約

Fractal智能合約虛擬機（FVM）基于WebAssembly（-種基于堆棧虛擬機的進制指令格式，簡稱WASM），可以使用C/C++， Go， Rust， Java， JavaScript等 多種編程語言，便于讓各種語言開發者開發智能合約應用。

WASM擁有近乎原生的執行速度，成熟的開發社區及工具箱，是目前最好的智能合約引擎底層技術之一。以太坊的下一代虛擬合約引擎EWASM也正在往此方向發展，因此EVM也可以方便的接入Fractal。

Fractal智能合約底層提供了大量API供開發者和用戶調用，其中包括了加密算法、系統、區塊、數據庫、賬戶資產、交易、消息等豐富功能，為各種應用場景中的DAPP應用打下了堅實的基礎。

5. Map-Sidechain機制

Map Sidechain機制的核心有兩個，一是 映射（Map），二是側鏈（Sidechain）。Map Sidechain機制的運作方式為：

第一步是Map： 在Fracal Core主鏈上創建一個類型為“聲明”的特殊合約，并在該聲明中完成新Token的初始發行。Map創建者可以在聲明內容中附上映射資產的相關說明或證明，以提升聲明的效力。

第二步是Sidechain： 在Map 聲明下創建側鏈合約，側鏈的部署及運行需在符合Fractal技術規范的前提下，由Map創建者自行完成，也可以向側鏈服務商直接采購相關服務。

Map機制起的作用主要是，讓Fractal系 統外的資產通過映射的方式在Fractal建立權屬關系并自由流通。需要注意的是，由Map的創建者自身來保障資產的真實、有效。映射機制僅起到公開登記的作用，系統不關心也不保證資產的真實性及有效性。Sidechain的作用主要是：一、獲得大規模并行的能力，提升系統承載，使得Fractal生態不受制于主鏈的性能。二、實現自定義的、甚至為零的交易手續費，大幅降低用戶的參與門檻。三、依據資產映射創建者的意愿實現定制化的功能及內部治理需求。

Map機制是實現通證經濟的核心機制。Sidechain是實現Fractal生態多樣化，以滿足通證經濟多樣化需求的關鍵。

以某Bitcoin地址上的btc向Fractal的映射為例：

（1）映射資產： 在Practal主鏈創建聲明并用FT對應的私鑰簽署，同時將所有權證明作為聲明內容的一部分，比如用該btc地址對應的私鑰簽名該聲明的內容。

（2）創建側鏈： 在該聲明下創建側鏈合約，側鏈的部署及交易處理，將由創建者完成（也可向側鏈服務商采購資源）。

（3）側鏈可以實現一個特殊的贖回交易，允許側鏈中任意地址可以通過簽名實現贖回操作。在贖回交易發出后，資產映射創建者負責將Bitcoin主鏈上的原生資產即btc完成轉移。

以映射某網站的所有權為例：

用主鏈FT的私鑰簽署聲明，并將所有權證明作為聲明內容的一部分，如將簽名后的聲明放置于網站每個頁面的頁尾，并附上鏈接。

以上舉例僅僅是為了說明聲明的可行性，并不規定特定的聲明樣式，也無法保證所有聲明的證明力。不同類型的資產，需要根據資產的特性，去研究實施不同的聲明方法，必要的時候還需要引入第三方機構，以提升聲明的證明力。

6. 交易手續費

目前的公鏈生態中，交易手續費成了-一個繞不開的話題。比特幣（Bitcoin）網絡的交易手續費持續上漲，已經遠遠談不上“接近免費”。而以太坊（Eethereum）網絡- ~旦交 易量增大，交易手續費成本會迅速上升，給Token交 易者、應用開發者創造多樣性商業模式帶來了很大障礙。免費的交易，是我們最需要的，然而現實情況是，即使不考慮交易打包者的利益，對于去中心化的公鏈來說，考慮攻擊成本，免費的交易對于惡意攻擊者也是缺乏防御力的。

Fractal主鏈的交易手續費與經典區塊鏈手續費收取模式類似，會依據交易的大小約定基礎的轉發及打包手續費。另外，在交易逐漸增多并且超過一個區塊的容量時，區塊打包者可以選擇按照手續費繳納的多少來選擇優先打包“價值”更高的交易。

主鏈交易手續費僅僅是Fractal網絡的一部分。Fractal的亮點在于它的Map Sidechain機制，這個機制將創造出大量的、異構的、甚至是單節點的側鏈，這些側鏈可以依據提供服務的性質，制定自己的手續費方案及相應的區塊鏈架構。為了支持某些類型的商業場景，免手續費交易的機制會在側鏈生態中大規模的涌現。這種情況通常是，側鏈的運營方可以從其他上層的應用獲得收入，而不需要依賴手續費，他們將負責承擔由于免費帶來的服務器壓力，以及發展抵御惡意攻擊的能力。

7. 激勵機制

由于FT已經完成了發行，不再增發，所以Fractal主鏈并沒有“新幣獎勵”。見證節點的收益主要來自于：

（1）見證節點將獲得其打包交易的交易手續費的20%，而另外80%將定期分配給FT的持有者。

（2） Fractal系統鼓勵見證節點競選者成為側鏈服務商。穩定的見證節點表現，是其獲得客戶青睞的有力背書。

8. 通證權益

Token是可流通的加密數字權益證明，包含三個要素：權益、加密、流通。分紅與投票功能正是Token權益的體現。

在Fractal中，FT既是代表FCoin平臺權益的通證，也是代表Fractal生態權益的通證，不但可以獲取FCoin交易所的手續費分紅，還能參與Fractal見證節點的競選、社區治理等活動，并獲得Fractal主鏈80%的手續費分紅。Fractal公鏈內生 支持鏈上資產的發行。代表鏈上資產的Token可以交易、轉賬，支付，投票治理，也能夠被銷毀，既可以在主鏈上流通，也可以跨鏈流通，通過跨鏈協議進行資產的轉移、創建和銷毀。

Fractal公鏈的資產發行方能方便的進行分紅發放。基于分紅模塊，發行方可以制定各種各樣的策略來擴展自己的生態。甚至開展保險、借貸、眾籌等業務，或創造一系列的金融衍生品。投票也是體現通證權益的核心功能，資產發行方可以制定并通過智能合約實施相關的規則，使得Token的持有者可以方便的基于投票模塊參與社區治理。

FCoin交易平臺將成為Fractal的典型場景，FCoin本 身的分紅（參考FCoin白皮書）以及投票等社區化自治屬性都將得到Fractal完整的支持。

9. 快照

區塊鏈系統本身是一套優雅的金融清算、結算系統，然而由于存儲規模的限制，目前多數的區塊鏈系統只存儲了最為必要的清算結果數據，并沒有存儲某時刻鏡像這類的冗余數據。而分紅、投票等權益的行使，通常需要以某些時間點的快照數據為基準。

由此需求，Fractal設計了資產快照功能。每個區塊的產生可以理解為鏈上的一次清算，區塊的時間即是對每次清算的時間戳。因此我們可以記錄鏈上每個區塊產生時，鏈上所有資產的快照數據。保存快照數據有較高的成本門檻，因此快照數據只會在見證節點或是則鏈供應商節點存儲，并可以根據實際情況自行刪除歷史數據。如果資產發行方有使用快照的需求，可以向見證節點或是側鏈供應商采購相關服務。

在投票期間，資產快照可以抵押成選票，用來參加社區治理。由于資產的交易是實時的，如果基于鏈上的實時數據投票，會產生資產復用投票的漏洞。公平起見，Fractal的投票 機制基于某個時間點的快照數據，快照API也可以被合約調用。投票完成時，被使用的快照資產會被投票合約鎖定，鎖定期直到投票結束為止。

10. 側鏈服務商

從商業上理解，如果將Fractal比做“基礎電信網絡”，那么側鏈服務商就類似“云計算”提供商。對于Fractal生態來說，側鏈服務商是一個至關重要的角色。

通證經濟的發展需要多樣化的區塊鏈實現形式，以滿足不同商業機構的需求。這樣多樣化的生態，并不能被事先設計，也不是某一條公鏈能夠單獨支持的。我們引入了側鏈服務商這個角色，讓他們由商業利益驅動，根據市場需求，提供多樣化的側鏈產品，以滿足不同場景、不同客戶的需求。

從技術角度看，資產映射的創建者可以自己實現并維護和發展側鏈，但多數情況下，這樣做的成本較高。事實上，很多場景下對功能的需求是類似的，因此專業的側鏈服務商能夠提供更低成本、更可靠的側鏈服務。

11. 數字資產交易平臺

數字資產交易平臺是當前區塊鏈生態的重要組成部分，也是未來通證經濟的重要組成部分。然而現有的交易平臺卻飽受不透明、中心化嚴重的指責。于是，去中心化的交易平臺成為了研究熱點，其中以BTS為代表。然而交易平臺對于撮合效率、訂單集中度的天然需求，使得去中心化交易平臺舉步維艱。

我們認為，這種交易平臺去中心化的實現路徑是有問題的，去中心化交易平臺的實踐不可能一蹴而就。有些人基于以支付為目的的公鏈項目，來實現去中心化交易平臺，是注定要失敗的，因為支付和交易所的需求大不相同。

利用Fractal的Map- Sidechain機制，我們可以非常方便的找到-條推動交易平臺向透明甚至去中心化方向發展的路徑。比如，我們可以將平臺持有各類數字資產，全部映射為Fractal側鏈，并在側鏈采用并行、高效的共識機制完成交易平臺內部清算系統的“上鏈”。這樣，我們可以為交易平臺的每個用戶的每- 種資產，對應一條Fractal側鏈的一個地址，實現交易平臺初步的透明化。更進一步，我們還可以嘗試把交易平臺的撮合系統，發展為Fractal的一個側鏈。通過上述方向持續的探索實踐，我們可以將數字資產交易平臺從一個不透明、中心化嚴重的架構，向完全透明、中心化與去中心化相結合的架構轉變。

12 結論

Fractal Core是一個面向應用層的區塊鏈框架，目標是作為一整套有效的底層工具，推動通證經濟的發展。首先，我們為Fractal系統引入了高效的DPOS共識協議，保障系統的去中心化與效率間的平衡。之后，我們引入對于Fractal Core最為重要的Map Sidechain機制。通過Map現實世界的各類型資產的擁有者，可以非常方便的通過標準化的聲明機制，將資產映射到Fractal的主鏈上， 在Map完成以后，就可以通過創建自己側鏈或者購買側鏈服務商的資源，構建符合自身需求的底層機制與經濟模型。從商業角度看，引入“側鏈服務商”，可以創造出大量豐富的，符合現代商業規律及互聯網精神的商業模式，并以此推動通證經濟的深入發展。