TOS是一種用于物聯(lián)網loT行業(yè)基于SDAG的去中心化分層區(qū)塊網絡技術。該技術結合了區(qū)塊鏈賬本和有向無環(huán)圖兩種技術，具有良好的拓展性。實現(xiàn)自動分發(fā)海量交易數(shù)據(jù)到分層區(qū)塊網絡，以減少全網區(qū)塊數(shù)據(jù)冗余，解決物聯(lián)網行業(yè)海量數(shù)據(jù)存儲問題;用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)的價值高低決定使用免費或付費交易，達到密碼經濟學的平衡;開源和去中心化的網絡協(xié)議降低了加入智能物聯(lián)網絡協(xié)議（區(qū)塊鏈+物聯(lián)網）的經濟門檻，創(chuàng)建一個跨越品類?？缭降赜虻闹悄芪锫?lián)網絡協(xié)議生態(tài)圈。

TOS 設計背景

首先，TOS的技術設計中，針對現(xiàn)有區(qū)塊鏈技術成果進行分析，如PoW共識是一種非常大的浪費資源，通過消耗大量的電力來維持比特幣網絡的穩(wěn)定，其交易的并發(fā)量比較低，并不是我們的理想模型;物聯(lián)網中并發(fā)量高，交易成本大等問題也不是比特幣技術所能解決的。但是，通過已有的DAG技術糾纏成區(qū)塊網狀結構給了我們很多啟發(fā)。使用DAG技術構建的共識，可達到并發(fā)量高及交易免費。再加上現(xiàn)有成熟的PoS權益證明共識形成免費及付費相結合，在免費、付費類型和交易的礦工費基礎上，把數(shù)據(jù)根居價值標簽做分離能更好的去挖掘數(shù)據(jù)的價值。

其次，使用現(xiàn)有DAG技術雖然可以做到高并發(fā)量及免費交易，但對于物聯(lián)網中海量的數(shù)據(jù)存儲、交易數(shù)據(jù)無法確定時長、數(shù)據(jù)的價值歸類等問題是無法解決的，而在物聯(lián)網中這些問題又是至關重要且不可忽視的。

最后，現(xiàn)有的公有鏈技術只是應用于數(shù)字貨幣的交易流通作用，還沒有真正達到可企業(yè)級商業(yè)應用。從技術上講，高可用的商業(yè)級公有鏈技術需要具備安全、可擴展、去中心等特性。由于在區(qū)塊鏈技術世界里面有一個相互 制衡的鐵三角關系（安全、可擴展、去中心），三者很難兼顧?；谶@種矛盾點，對現(xiàn)有的區(qū)塊鏈技術進行了大量的分析，我們設計一些新的技術指標模型，例如區(qū)塊網絡經濟價值，智能礦工費調節(jié)等等。在現(xiàn)有區(qū)塊鏈技術上進行重新架構，于是就有了TOS的核心SDAG分層區(qū)塊網絡技術。

TOS的分層區(qū)塊設計，先把區(qū)塊鏈里面所有區(qū)塊由鏈拓撲成DAG區(qū)塊網絡結構，再由DAG區(qū)塊網絡分層為無數(shù)層的DAG區(qū)塊網絡，每一層的DAG區(qū)塊網絡都由區(qū)塊里面的“父區(qū)塊網絡hash”值鏈接關聯(lián)，首先，區(qū)塊糾纏成DAG區(qū)塊網絡，不同層級的DAG區(qū)塊網絡又形成一個的鏈條關系，鏈條中每個單元可以理解是一個 DAG區(qū)塊網絡;然后，增加免費交易與收費交易相結合的機制，把交易數(shù)據(jù)根據(jù)價值標簽做分離，越是重要的數(shù)據(jù)越會存儲在更高層的區(qū)塊網絡;最終，這種密碼經濟學平衡機制保障商業(yè)活動的高可用，加上TVM虛以機實現(xiàn)智能合約創(chuàng)造了基于SDAG的去中心化分層區(qū)塊網絡技術。

TOS的設計解決區(qū)塊數(shù)據(jù)冗余。交易性能及交易成本、數(shù)據(jù)的價值歸類等問題，這只是一個可商用的公有鏈技術方案的開端，在這個生態(tài)系統(tǒng)中，未來我們的戰(zhàn)略規(guī)劃還包括全數(shù)據(jù)類型上鏈，區(qū)塊數(shù)據(jù)存儲激勵，數(shù)據(jù)銀行等，構建成一個完整的高可用的商業(yè)級公有鏈生態(tài)體系。

TOS 基于 SDAG 的去中心化分層區(qū)塊網絡技術介紹

SDAG超級有向無環(huán)圖（Super directed acyclic graph）， SDAG是基于現(xiàn)有的DAG技術，在Transaction共識的基礎上增10 PoS權益證明結合為TPoS 共識，再通過S-mechanisms（Smart miner fees regulatory mechanisms）機制與B-algorithm（Block chain network economic algorithm）算法，構建分層區(qū)塊糾纏網絡。每個層級的區(qū)塊鏈網絡存諸對應的數(shù)據(jù)，類似國家-》省-》市-》縣-》區(qū)，每個行政中心各自管理數(shù)據(jù)。把全網的區(qū)塊數(shù)據(jù)作分離，這樣不同的省之間，不需要關心別的省的數(shù)據(jù)。同理，不同國家之間也不需要關心對方的數(shù)據(jù)?？梢詼p少大量的數(shù)據(jù)冗余。每個地區(qū)只關心各自需要的區(qū)塊數(shù)據(jù)。并且增加TVM虛擬機及TransacTIon和PoS管理合約，構建SDAG的智能合約。最終SDAG可以做到，用戶能根據(jù)數(shù)據(jù)的價值高低決定使用免費或付費交易。是一個特殊的去中心化系統(tǒng)，他結合了兩種技術，區(qū)塊鏈賬本與有向無環(huán)圖。因此包含了兩種不同的共識，它們分工有序且數(shù)據(jù)保持同步，缺一不可。

區(qū)塊信息摘要

我們定義，網絡系統(tǒng)中的所有區(qū)塊都包含一個區(qū)塊頭，里面包括一個有效JSON數(shù)據(jù)格式：

{

“parentblockhash”： “00000000c937983704a73af28acdec37b049d214adbda81d7e2a3dd146f6ed09”，

“previousblockhash”： “0000000008e647742775a230787d66fdf92c46a48c896bfbc85cdc8acc67e87d”，

“hash”： “00000000a2887344f8db859e372e7e4bc26b23b9de340f725afbf2edb265b4c6”，

“hashMerkleRoot”：“00000a83b83by22aa86832dwu4a4uh42ewa456b5e3282aue5so23dt356aa6f3f”，

“transacTIoncost”： “0”，

“totalweight”： “12”，

“weight”： “1”

}

其中，parentblockhash 是區(qū)塊的父區(qū)塊網絡 hash 值，previousblockhash 是區(qū)塊的上一個區(qū)塊 hash 值，hash 是當前區(qū)塊的hash 值，hashMerkleRoot 是交易默克樹根節(jié)點 hash 值，transacTIoncost 是交易費用，totalweight 是區(qū)塊累積總權重值，weight為區(qū)塊中交易的權重值。

權重及相關概念

我們定義，每個區(qū)塊有自身權重、區(qū)塊累積總權重及其相關概念。區(qū)塊的權重與發(fā)送這筆交易的節(jié)點所投入的工作量成正比。每發(fā)送一-筆交易會生成一個新區(qū)塊，在網絡系統(tǒng)中自動標記為未驗證區(qū)塊，并帶上一個初始的權重值。當交易者自身參與網絡中使用TransacTIon工作證明時，如果證明驗證完畢，則新區(qū)塊的累積總權重值為被驗證的直接間接節(jié)點的累積總權重值加上最新的區(qū)塊權重值。區(qū)塊鏈節(jié)點的設計保證了去中心化全球數(shù)據(jù)車中數(shù)據(jù)的安全、可信與不可篡改。區(qū)塊鏈新節(jié)點添加，需要網絡中的區(qū)塊鏈節(jié)點審核。收攏DAG數(shù)據(jù)結構，使之不會一直發(fā)散下去。 TOS節(jié)點通過TPoS共識驗證算法，達成共識實現(xiàn)快速交易。解決了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈結構中產生分片的無序區(qū)塊之間的雙重支付、與數(shù)據(jù)篡改的問題，解決了因發(fā)現(xiàn)分片不及時可能導致的大量交易最終無效的問題。

TPoS-Transaction交易證明

我們定義，每筆交易者自身可以通過驗證區(qū)塊網絡中兩個末端未被驗證的區(qū)塊，以生成的新區(qū)塊并串聯(lián)起之前的兩個末端區(qū)塊證明交易的有效?；谡\實節(jié)點不會直接或者間接地驗證具有沖突的區(qū)塊，那么隨著交易的數(shù)量增加，當前區(qū)塊會被越來越多的新區(qū)塊直接或間接的交易自身驗證，系統(tǒng)就會就趨向于安全穩(wěn)定，換句話說就是一個交 易被雙花是極為困難的。Transaction交易證明是由交易者自身驗證，此過程中并不需要支付費用，所以Transaction驗證生成的新區(qū)塊transactioncost為0。通過TOS的節(jié)點來接收交易，并將交易數(shù)據(jù)記錄到區(qū)塊鏈上，使區(qū)塊鏈產生新的區(qū)塊。TOS節(jié)點在進行交易驗證時，先通過B- algorithm算法監(jiān)測區(qū)塊網絡經濟價值，再根據(jù)S-mechanisms機制選擇Transaction或PoS進行初步驗證，迅速完成交易，經全網達成共識后延伸在TOS區(qū)塊網絡中。

TPoS- PoS權益證明

我們定義，節(jié)點可以用數(shù)字貨幣為擔保，通過共識算法參與虛擬挖礦用來驗證交易數(shù)據(jù)產生新的區(qū)塊。此過程中交易需要支付費用，所以Transaction驗證生成的新區(qū)塊transactioncost為大于0。因為礦工付出了勞動成本，收益玻礦工按付出成本的比例分配。這里我們有一個算法機制來監(jiān)控整個網絡的節(jié)點數(shù)及其數(shù)據(jù)量用來估算區(qū)塊網絡的經濟價值（此價值包括當前區(qū)塊網絡及全部子區(qū)塊網絡經濟價值的總和）。當前網絡的經濟價值達到一個閾值時，自動觸發(fā)下一個新區(qū)塊驗證需要費用，當然在沒有達到全網閾值時，用戶也可以設置交易費用。這時交易成功后，新區(qū)塊會寫入交易費用，我們會有檢驗算法驗證這種個人行為的數(shù)，少量行為不影響無費用Transaction驗證機制。當經濟價值達到系統(tǒng)約定值時，利益驅動一些人使用網絡中PoS驗證，礦工驗證交易完成獲得礦工費并把礦工費寫入?yún)^(qū)塊的transactioncost值，則相當于區(qū)塊網絡提前進入交易費用階段。此時，用戶面臨兩種選擇，一，繼續(xù)在此區(qū)塊網絡上生成交易數(shù)據(jù)但需要支付一定量的交易費用;二，不想支付交易費用選擇無費用交易，則網絡系統(tǒng)會自發(fā)從當前區(qū)塊網絡分層一個新的子區(qū)塊網絡并把新的交易寫入子區(qū)塊網絡。達到了區(qū)塊網絡自動分層功能。這些行為都由網絡中的參與者共同作用得出來的結果。當節(jié)點數(shù)足夠多時，隨著時間的推移TOS區(qū)塊網絡自動形成不同層級的區(qū)塊網絡。每個區(qū)塊網絡只有當前區(qū)塊網絡及所有子層區(qū)塊網絡數(shù)據(jù)訪問權限。同層級的區(qū)塊網絡數(shù)據(jù)不能直接交互，但可以通過對應的父區(qū)塊網絡通信數(shù)據(jù)。這樣物聯(lián)網的海量數(shù)據(jù)就會自發(fā)的根據(jù)不同區(qū)域形成不同子區(qū)塊網絡。海量數(shù)據(jù)被切割成無數(shù)個小塊，把原來區(qū)塊鏈全網數(shù)據(jù)共享-個賬本變成父區(qū)塊網絡有無數(shù)個小賬本，子區(qū)塊網絡只負責管理自身的小賬本。這就是ToS區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲瘦身，也能更好的做到大數(shù)據(jù)管理。

TOS 核心技術 SDAG 的工作模式

網絡工作的情況下，TOS按以上方式運行。是由多個不同層級的DAG （有向無環(huán)圖）組成一個樹狀結構，也稱之為SDAG（超級有向無環(huán)圖）。通過節(jié)點發(fā)出的所有區(qū)塊構成了這個超級有向無環(huán)圖DAG的集合，并且SDAG不存在全局的區(qū)塊鏈。每筆新的交易出現(xiàn)時，生成一一個新區(qū)塊，且新區(qū)塊必須驗證之前的兩個區(qū)塊。我們定義，新節(jié)點驗證舊節(jié)點稱為新節(jié)點為輸出舊節(jié)點為輸人。這些驗證關系通過有方向的邊來表示，如圖所示（在圖中，時間走向總是從左到右）。如果從交易A的區(qū)塊到交易B的區(qū)塊之間至少有兩個有向邊的路徑存在，我們就說交易A的區(qū)塊直接地驗證了交易B的區(qū)塊又間接的驗證了交易E的區(qū)塊。我們認為誠實節(jié)點會檢查驗證交易是否存在沖突，同時不會直接或間接地驗證具有沖突交易的區(qū)塊。這種機制隨著交易產生的新區(qū)塊都會直接或間接的驗證區(qū)塊網絡中的區(qū)塊，區(qū)塊被驗證的數(shù)量增加，整個區(qū)塊就會被區(qū)塊網絡所接受。換句話說，要偽造一個雙花交易是極為困難的（或者至少在實踐上是幾乎不可能的）。

基于SADG分層區(qū)塊網絡工作模式如下：

1）設置區(qū)塊用于記錄區(qū)塊創(chuàng)建過程中的交易記錄，采用DAG技術連接區(qū)塊，多個區(qū)塊相互連接構成區(qū)塊網絡，區(qū)塊網絡的經濟價值包括區(qū)塊網絡中的節(jié)點數(shù)、記錄的交易數(shù)量。交易金額和交易的礦工費等參數(shù)模型。通過B- algorithm算法（ Block chainnetwork economic algorithm）it算對應層級區(qū)塊網絡的經濟價值，B-algorithm 算法數(shù)學公式是一個復雜的曲線函數(shù)，隨著時間推移函數(shù)值必可達到一個閾值（evolveValue）， 往后的時間內函數(shù)值E（t）-定是大于閾值（evolveValue）的波動曲線。

2） 設置區(qū)塊網絡的經濟價值函數(shù)為 E，定義 a、b、y、& 為常量系數(shù)，當前網絡的節(jié)點數(shù)為 N；其中，區(qū)塊網絡中的交易總數(shù)為 T，區(qū)塊網絡中的交易總金額為 M，區(qū)塊網絡中的交易總礦工費為 F，區(qū)塊網絡經濟價值 E（t）數(shù)學模型公式如下：

3）設置一個閾值（evolveValue）作為區(qū)塊網絡經濟價值的臨界值，并設置S- mechanisms機制（Smart miner fees regulatorymechanisms）智能礦工費調節(jié)機制，實現(xiàn)區(qū)塊網絡生成分層制度。在S- mechanisms機制的工作原理中，當某一區(qū)塊網絡經濟價值小于臨界值時，新區(qū)塊通過Transaction共識交易驗證寫入該區(qū)塊網絡末端;當某一區(qū)塊網絡經濟價值大于臨界值時，新區(qū)塊通過PoS共識礦工驗證寫入該區(qū)塊網絡末端;或者，新區(qū)塊通過Transaction共識交易驗證生成該區(qū)塊網絡的下一層區(qū)塊網絡，從而實現(xiàn)區(qū)塊網絡的分層。

4）不同層級的區(qū)塊網絡對應不同的交易規(guī)則，根據(jù)用戶的選擇對新的交易執(zhí)行對應的交易規(guī)則，且不同層級的區(qū)塊網絡滿足越早生成的區(qū)塊網絡層級越高，交易規(guī)則具體包括如下步驟：

·若新區(qū)塊寫入最低層級的區(qū)塊網絡中，執(zhí)行Transaction交易驗證;

·若新區(qū)塊寫入其他層級的區(qū)塊網絡中，執(zhí)行PoS礦工驗證;

Transaction交易驗證方法中，驗證任意兩個區(qū)塊，并將驗證結果與交易- -起記錄到新的區(qū)塊中。PoS 礦工驗證方法中，礦工繳納保證金井下注到他認為下一個可以被寫入?yún)^(qū)塊網絡中的區(qū)塊，被寫入?yún)^(qū)塊網絡中的區(qū)塊由挖礦合約決定部分參與下注的礦工獲勝并負責打包交易。若賭贏，則所有猜測正確的礦工拿回保證金井收取交易費用，同時驗證任意兩個區(qū)塊;若網絡中的礦工沒有打包交易就等下一輪礦工生成的區(qū)塊達成共識，則礦工將被扣除部分保證金，當?shù)V工的行為違反系統(tǒng)中的相關規(guī)定時，保證金將被沒收，同時也將被取消參與創(chuàng)建區(qū)塊的資格。

Transaction交易驗證和PoS礦工交易驗證時，還會計算此區(qū)塊的累計總權重值，累計總權重值為從創(chuàng)世區(qū)塊到當前區(qū)塊最長路徑中所有區(qū)塊的區(qū)塊交易權重值的總和，創(chuàng)世區(qū)塊為第一個生成的區(qū)塊。

區(qū)塊網絡中區(qū)塊的累計總權重值與該區(qū)塊網絡末端區(qū)塊累計t總權重值的差值的絕對值越大，表示區(qū)塊被驗證的次數(shù)越多，區(qū)塊的安全性越高。累計總權重值為從創(chuàng)世區(qū)塊到當前區(qū)塊最長路徑中所有區(qū)塊的區(qū)塊交易權重值的總和，路徑指從當前區(qū)塊沿區(qū)塊驗證的方向（即箭頭的方向）到創(chuàng)世區(qū)塊所經過的區(qū)塊。

將交易寫入層級越高的區(qū)塊網絡中，所需支付的交易費用越高。并且區(qū)塊只能與當前所在的區(qū)塊網絡的區(qū)塊、區(qū)塊網絡的父區(qū)塊網絡和區(qū)塊網絡的子區(qū)塊網絡的區(qū)塊驗證交易，父區(qū)塊網絡為當前區(qū)塊的上一層區(qū)塊網絡，子區(qū)塊網絡為當前區(qū)塊的下一層區(qū)塊網絡。

每筆需要記錄的交易在系統(tǒng)中發(fā)送時，系統(tǒng)會標注為未驗證交易，井會帶有一個初始的權重值。當交易者參與網絡中交易證明時，如果證明驗證完畢，則新區(qū)塊的累計總權重值為被驗證的兩個區(qū)塊的累計總權重的最大值與當前區(qū)塊權重值的和值。

當網絡中的節(jié)點的數(shù)量和交易者的數(shù)量足夠多時，TOS網絡的區(qū)塊就形成了多個不同層級的區(qū)塊網絡，如下圖所示，區(qū)塊網絡形成的越早，區(qū)塊網絡的層級越高; A區(qū)塊網絡中的區(qū)塊為最早形成的區(qū)塊網絡是層級最高的區(qū)塊網絡， B1-B4為A區(qū)塊網絡的子區(qū)塊網絡，A區(qū)塊網絡為B1-B4區(qū)塊網絡的父區(qū)塊網絡，C1-C2區(qū)塊網絡處于當前區(qū)塊網絡的末層，為當前層區(qū)塊網絡的最低層;層級較高的區(qū)塊網絡在交易中逐漸衍生出多個層級較低的區(qū)塊網絡分層，以此類推，最終形成了類似于海洋、江河、小溪的區(qū)塊網絡結構。

各區(qū)塊網絡只會存儲本層級區(qū)塊網絡中的交易賬本，節(jié)點在同步區(qū)塊鏈網絡中的數(shù)據(jù)時，只需要同步節(jié)點所在區(qū)塊網絡及更高層級的區(qū)塊網絡中的數(shù)據(jù)，無需同步所有區(qū)塊，從而可大量節(jié)省單個節(jié)點賬本的存儲空間，也極大的減少了節(jié)點儲存負荷。根據(jù)用戶愿意支付的交易費用，系統(tǒng)自動判斷將交易記錄在哪一-層級的區(qū)塊網絡中，用戶支付的交易費用越多，交易可以寫入的區(qū)塊網絡的層級越高，交易數(shù)據(jù)的安全性就越高。同時，層級越高的區(qū)塊網絡中區(qū)塊的安全級別越高，數(shù)據(jù)的價值越大，更有利于后期的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)挖掘。

當用戶選擇交易費用為0時，執(zhí)行Transaction交易驗證方法，如當前區(qū)塊網絡經濟價值大于國值，將從當前區(qū)塊網絡的末端生成一個新的子區(qū)塊，將交易記錄在新的區(qū)塊中，否則，將交易記錄在當前的區(qū)塊網絡。當用戶選擇交易費用大于0時，執(zhí)行POS礦工交易驗證方法，系統(tǒng)根據(jù)礦工費自動判斷交易寫入對應層級的區(qū)塊網絡，用戶意愿支付的費用越高，寫入的區(qū)塊層級越高。

SDAG是一種并發(fā)量高，交易速度快，支持不同層級區(qū)塊網絡使用不同的交易類型的一種分層區(qū)塊網絡技術。最低層級區(qū)塊網絡采用的Transaction交易證明方法區(qū)塊生成機制簡單，交易并發(fā)量高;高層級網絡采用的PoS礦工交易驗證方法速度漫但交易安全性高，通過高層級區(qū)塊網絡交易方法和低層級區(qū)塊網絡交易方法的有機結合，克服了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈交易方法中并發(fā)量小，速度慢和所有交易的地位均等的缺點。

SDAG網絡特點

良好的擴展性

眾所周知，由于SDAG網絡的分層區(qū)塊機制，可以做到網絡具有無限分層子區(qū)塊功能，就像樹根一樣無限擴展延伸。在TPoS共識的區(qū)塊網絡中，PoS 負責驗證帶交易費用的數(shù)據(jù)，它的特點是安全性更高，越是重要的信息付出高交易費用就能寫入越高層的區(qū)塊網絡; Transaction 交易自身驗證，交易數(shù)據(jù)寫入未區(qū)塊網絡，安全性相對比PoS低，但是可以做到交易并發(fā)量高、吞吐量大。綜上所述，SDAG 具有良好的可擴展性。

支持無費用交易

Transaction交易自身驗證可以做到交易無費用，這給很多用戶帶來非常便捷。比如，在物聯(lián)網的某大型工廠中設備數(shù)據(jù)訴求是：要能夠做到與其他設備通信交互，又能訪問整個物聯(lián)網中第三方授權的設備數(shù)據(jù)。假如設備屬于高頻數(shù)據(jù)發(fā)生端，每筆交易數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊都需要費用，這對于工廠的成本管理而言是不可接受的。這時Transaction共識機制的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來，工廠可以自己分層一個末區(qū)塊網絡。使用Transaction共識驗證，用來交 易記錄數(shù)據(jù)。當然有人會挑戰(zhàn)安全性，因為末區(qū)塊網絡的節(jié)點數(shù)少時，發(fā)起惡意攻擊，付出足夠大的代價是可以做到篡改數(shù)據(jù)，對比現(xiàn)實互聯(lián)網中這種安全現(xiàn)象也不可避免，任何作惡者發(fā)起攻擊的動機都是為了利益。如果是一些普通無價值或少量價值的數(shù)據(jù)， 作惡者不會有足夠的動力來做這種虧本的事情，但如果是很有價值的數(shù)據(jù)，也沒必要記錄在未區(qū)塊網絡中，也就是說，用戶可以根據(jù)自身數(shù)據(jù)的價值來決定把數(shù)據(jù)記錄在什么樣層次的區(qū)塊網絡。風險是用戶考慮的，當然想要數(shù)據(jù)的安全性越高，對應付出的成本費用也越高，這也是符合經濟現(xiàn)象，安全是需要成本的。

區(qū)塊數(shù)據(jù)分層隔離

前面說到，區(qū)塊網絡具有無限分層子區(qū)塊網絡功能。每個層級的區(qū)塊網絡各自存儲對應的數(shù)據(jù)，把全網的區(qū)塊數(shù)據(jù)分離。這樣全網區(qū)塊，被分割成一條條的分層區(qū)塊網絡，且同級分層區(qū)塊網絡之間是不能通信的。可以將這個模型理解為長江及其支流，

長江源頭就是區(qū)塊網絡開始區(qū)，主區(qū)塊網絡如同長江主干道，區(qū)塊網絡上的無數(shù)分層區(qū)塊網絡如同長江主干道上的無數(shù)個支流，主區(qū)塊網絡分層的各子區(qū)塊網絡寫入的新交易數(shù)據(jù)就如河水流入各支流。小河流之間不能直接流通，同理子區(qū)塊網絡也不能直接交互數(shù)據(jù)。但是可以使用反射功能，通過對應的父區(qū)塊網絡反查對應的子區(qū)塊網絡數(shù)據(jù)。這樣數(shù)據(jù)是分層隔離的，因此每條子區(qū)塊網絡的數(shù)據(jù)總量是包含這條分層上所有父區(qū)塊網絡（如同：小溝-》小溪- -》小河-》長江）。在網絡系統(tǒng)中區(qū)塊數(shù)據(jù)隔離機制，可以大大的減少全網區(qū)塊數(shù)據(jù)冗余，從而減少了單節(jié)點的數(shù)據(jù)容量，系統(tǒng)的負載也會變輕?？梢灶A測經系統(tǒng)運行一定時間后，交易數(shù)據(jù)經過系統(tǒng)機制越是重要數(shù)據(jù)越會存儲在上層區(qū)塊網絡，因此SDAG也能更好的支持大數(shù)據(jù)管理與高價值數(shù)據(jù)挖掘。

TOS 技術架構圖&技術創(chuàng)新

TOS 技術架構

TOS 技術創(chuàng)新

1） SDAG支持免費交易與收費交易

通過TPoS結合共識機制，免費交易讓用戶記錄普通數(shù)據(jù)，不需要交易成本，與物聯(lián)網設備產生的海量數(shù)據(jù)場景相契合。收費交易，適用于物聯(lián)網中高價值數(shù)據(jù)交易轉讓。記錄在高層級區(qū)塊網絡，流通性更好，安全保障更高。

2） SDAG擁有無限分層區(qū)塊網絡能力

SDAG通過S-mechanisms機制與B-algorithm算法實現(xiàn)區(qū)塊網絡分層。B-algorithm 算法監(jiān)控區(qū)塊網絡的經濟價值，當網絡的經濟價值達到閾值，S-mechanisms 機制會自動觸發(fā)下一個 新區(qū)塊驗證需要費用。此時，用戶面臨兩種選擇，在此區(qū)塊網絡交易數(shù)據(jù)需要費用。如果想繼續(xù)使用免費交易，網絡系統(tǒng)會從當前區(qū)塊網絡分層一個新的子區(qū)塊網絡，并把新的交易生成的區(qū)塊寫人子區(qū)塊網絡，達到無限分層區(qū)塊網絡能力。

3） SDAG密碼經濟學平衡機制

免費交易與收費交易結合，可形成相互制衡關系。通過收費與免費形成一個數(shù)據(jù)分配的等級制度。免費交易數(shù)據(jù)只存儲在末區(qū)塊網絡，收費交易存儲在高層級區(qū)塊網絡，交易費用越高存儲的網絡層級越高。這樣避免垃圾數(shù)據(jù)阻塞高層級區(qū)塊網絡，也可以減少高層級區(qū)塊網絡的數(shù)據(jù)量。將數(shù)據(jù)分離在不同層級區(qū)塊網絡，根據(jù)數(shù)據(jù)價值進行分層存儲，更合適于數(shù)據(jù)挖據(jù)及未來與人工智能的結合。

4） SDAG擴展智能合約

SDAG中的區(qū)塊包含了簽名、區(qū)塊信息與父區(qū)塊網絡的信息。區(qū)塊之間以哈希相關聯(lián)，是區(qū)塊鏈賬本與有向無環(huán)圖結合技術。不過SDAG是基于DAG技術的擴展，就原DAG技術架構本身而言，存在一個很大的隱患，不能完全保證交易狀態(tài)的原子統(tǒng)一性。從時間上來講，可能存在特定節(jié)點（比如遠程節(jié)點）確認某筆交易的時間無法估計;從節(jié)點上來講，全網絡節(jié)點中的某個節(jié)點可能無法更新某一時刻的交易信息，即該節(jié)點沒有被廣播到某一時刻的交易信息。這些情況對于很多商業(yè)形態(tài)來說是一個極大隱患。為了解決這一問題，對原有DAG技術架構進行了改進，在SDAG中增加虛擬機（TVM）實現(xiàn)智能合約。

5）物聯(lián)網分層架構

根據(jù)物聯(lián)網的分層體系結構，TOS 分別針對感知層、傳輸層和應用層設計了對應的標準協(xié)議，確保在物聯(lián)網的每一環(huán)節(jié)和層次都得到安全防護與管理和控制，從而保證數(shù)據(jù)安全和信息的公開與透明。

5.1）感知層

感知層通過電子標簽、RFID、 射頻或近場等技術進行識別，再通過傳感器網絡進行全方面的感知。因此，在安全防護方面，要對RFID相關物理設備進行保護，對傳感器節(jié)點進行保護，定期進行安全驗證與鑒權;還應在傳感器節(jié)點之間建立信息安全傳輸機制，保證傳送數(shù)據(jù)不會被未授權節(jié)點獲取或即使波獲取后也無法被破譯。

5.2）傳輸層

傳感器感知到的信息通過初步處理和過濾后通過傳輸層傳到應用層進行處理，再由應用層接入到TOS網絡節(jié)點。因此，在傳輸層要保證端到端的數(shù)據(jù)加密、節(jié)點安全性驗證，以及網絡接入安全性。通過驗證、鑒權、密鑰等技術確保端到端的傳輸安全性;此外，通過相關的數(shù)據(jù)加密算法，確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性。

5.3）應用層

通過傳輸層傳送到應用層的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)存在異構性，因此需在應用層上處理海量異構數(shù)據(jù)，轉換為TOS標準協(xié)議格式接入到網絡節(jié)點中上鏈數(shù)據(jù)。還需建立起一個統(tǒng)- -的標準體系和安全機制，進行數(shù)據(jù)訪問權限、授權管理等安全防護手段，以加強對個人隱私和各類應用數(shù)據(jù)的保護。首先，各家智能設備經感知層、傳輸層到應用層，應用層運行著各廠商的兼容包;然后，經過兼容包轉換過的數(shù)據(jù)接入到TOS網絡節(jié)點，再由TOS去中心化區(qū)塊鏈技術把所有智能設備萬物互聯(lián)起來。對于各廠商來說，不需要改變現(xiàn)有的設備協(xié)議標準，而且把設備數(shù)據(jù)上TOS鏈之后，廠商沒有了中心化的數(shù)據(jù)營運成本，只需開發(fā)一個協(xié)議兼容包就能達到雙贏。隨著物聯(lián)網不斷滲透到各行各業(yè)和人們的日常生活中，不論是在感知、傳輸，還是應用處理階段都會存在一定的安全隱患。而物聯(lián)網數(shù)據(jù)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)量大、異構性大、突發(fā)性等特點，因此在對物聯(lián)網采取相關安全措施時，更需要分層次、分階段進行不同的管理和控制。TOS采用物聯(lián)網分層安全體系結構，該結構分別針對感知層、傳輸層和應用層的數(shù)據(jù)感知采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理進行全方面的保護，從而全面是升物聯(lián)網安全性。

6）去中心化的物聯(lián)網操作系統(tǒng)

物聯(lián)網操作系統(tǒng)是-一個公共的業(yè)務開發(fā)平臺，具備豐富完善的物聯(lián)網基礎功能組件和應用開發(fā)環(huán)境。它可大大降低物聯(lián)網應用的開發(fā)時間和開發(fā)成本;提升數(shù)據(jù)共享能力，統(tǒng)- -的物聯(lián)網操作系統(tǒng)具備-致的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問方式，為不同行業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享提供了可能。物聯(lián)網操作系統(tǒng)可打破行業(yè)壁壘，增強不同行業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享能力，甚至可以提供“行業(yè)服務之上”的服務，比如數(shù)據(jù)挖掘等;物聯(lián)網的范圍很大，一般來說， 所有的操作系統(tǒng)都可應用在物聯(lián)網領域中， 操作系統(tǒng)是物聯(lián)網時代的戰(zhàn)略制高點，今天PC和手機時代的操作系統(tǒng)霸主未必能在物聯(lián)網時代延續(xù)霸業(yè)。操作系統(tǒng)產業(yè)的規(guī)律是：當壟斷已經形成，后來者就很難顛覆，只有等待下一次產業(yè)浪潮。如今，TOS正在開啟一個全新的、充滿想象空間的去中心化的操作系統(tǒng)。

TOS 的生態(tài)系統(tǒng)及價值

上面講到TOS的應用場景可分為四大塊：企業(yè)級智能硬件平臺、物聯(lián)網大數(shù)據(jù)交易平臺、智能金融服務平臺、智能物流平臺，通過這四大塊構建TOS的生態(tài)系統(tǒng)。

1）例如在企業(yè)級智能硬件平臺中，主控類智能合約可以應用于房屋租賃的共識經濟，根據(jù)租房的市場需求在TOS系統(tǒng)里面可以開發(fā)對應的租房DApp應用，DApp應用中的DAPP TOKEN做為租房用來結算，把用戶的需求和結算在TOS應用中形成一個閉環(huán)，也可以間接增加TOS COIN的流通性。

智能設備是數(shù)據(jù)生產方，可以通過數(shù)據(jù)售 賣獲得TOS COIN，并且在TOS系統(tǒng)中存在大量的全節(jié)點設備，它們24小時連接在TOS網絡中。因為TOS中的PoS“虛擬挖礦”機制，所以一些具備一定算力且存儲能力較強的設備是可以進行PoS挖礦的。在生態(tài)系統(tǒng)中，早期設備可以產生數(shù)據(jù)、售賣獲得TOS COIN，再用TOS COIN進行PoS挖礦，這些設備的工作能為TOS網絡帶來穩(wěn)定，同時設備的自造血能力也可以刺激整個生態(tài)中更多的智能設備參與到其生態(tài)環(huán)境中，形成互利互贏。

TOS的智能合約，可以創(chuàng)建設備數(shù)字化、 股票數(shù)字化、私募股權、眾籌、債券等金融衍生品。例如，智能設備廠商可以針對每個不同類型的設備， 鑄造發(fā)行非質同DAPP TOKEN （既每個Token的價值是不一樣的，且不可分割），也可稱為數(shù)字化商品。鏈上交易，用戶從廠商購買非質同DAPP TOKEN，其真實的設備被托管在廠商，由廠商負責其安全，用戶提取智能設備時，需要提供私鑰生成設備數(shù)字摘要和鏈上的非質同DAPP TOKEN，由設備廠商驗證設備數(shù)字摘要真實有效性之后，把數(shù)字化商品對應的非質同DAPP TOKEN進行銷毀。這樣，每個設備都可數(shù)字化成一種數(shù)字商品，通過DAPP TOKEN流通起來，買賣智能設備可通過交易對應數(shù)字化商品DAPP TOKEN。區(qū)塊鏈技術不可篡改的安全特性，保證數(shù)字化商品的唯一性，智能設備的市場流通，都可以通過交易其設備的數(shù)字化商品的所有權，TOS在其中它是一個實現(xiàn)價值交換的去中心化技術平臺，也是價值互聯(lián)網的基石。

2）例如在物聯(lián)網大數(shù)據(jù)交易平臺中，TOS的數(shù)據(jù)交易是TOS COIN流通的基礎。TOS 的網絡中存在海量的數(shù)據(jù)，設備廠商可以建立采集數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)的渠道，把這些設備生產的數(shù)據(jù)通過擬定數(shù)據(jù)交易合約，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值交換井自動完成結算，同時結算的DAPP TOKEN自動轉入涉賣方的賬戶。可以根據(jù)用戶的數(shù)據(jù)畫像精準定位用戶，更高效、更透明的將廣告與目標消費者匹配達到推廣效果。如智能廣告應用在TOS網絡中的電視、冰箱、汽車等等都是其生態(tài)系統(tǒng)中的一部分，智能廣 告應用可以在TOS網絡中將用戶的個人交易數(shù)據(jù)進行采集和分析，當然TOS也會把用戶的個人隱私信息，包括ID、姓名、詳細住址等等進行嚴密保護，最后廣告主能在各智能設備上精準的對目標用戶的篩選及提高推廣效率。同樣，其數(shù)據(jù)唯一性和確定性也會被保障，并且一旦應用中數(shù)據(jù)交易成功，也將不可篡改。

TOS為海量的設備生產方提供了一個良好的商業(yè)環(huán)境，對于整個物聯(lián)網行業(yè)來說，有了一個可大量交易設備數(shù)據(jù)的實際場所。TOS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交易可提供流通性，結合其下游環(huán)節(jié)分析挖掘數(shù)據(jù)，最后成為數(shù)據(jù)生產、 加工、售賣、等一體的數(shù)據(jù)商業(yè)價值應用，也就是說TOS在數(shù)據(jù)交換及智能設備行業(yè)中都擁有著巨大的價值。

3）例如在智能金融服務平臺中，為智能硬件企業(yè)提供了產品數(shù)字化、產品研發(fā)、上線等一條龍解決方案。通過企業(yè)級智能硬件平臺、數(shù)據(jù)交易平臺、金融服務平臺三大板塊，以智能硬件為入口融合在一起，從生態(tài)體系上幫助傳統(tǒng)硬件和家電企業(yè)，解決金融方面的問題，硬件企業(yè)可以在TOS系統(tǒng)中數(shù)字化硬件產品，通過將數(shù)字化商品作為支付媒介的方式獲得對應的DAPP TOKEN，把DAPP TOKEN與硬件設備綁定，硬件設備本身具有價值，所以對應的DAPP TOKEN也有價值。由于DAPP TOKEN之間的流通只能使用TOS COIN做為交易費用，間而帶動了TOS COIN的流通，TOS COIN的價值也是隨著對應的需求關系而增漲。

4）例如在智能物流平臺中，從倉儲到配送每個環(huán)節(jié)都較繁瑣，涉及的人員眾多，針對這些特性，在TOS中將貨物數(shù)字化為對應的非質同DAPP TOKEN，貨物在物聯(lián)網的各個商業(yè)環(huán)節(jié)中流轉，就必須在TOS網絡中使用非質同DAPP TOKEN交易，同時也需要使用TOS COIN在每個物流過程的交易環(huán)節(jié)中進行費用支付與實時結算。比如說跨境物流，TOS COIN的使用可以實現(xiàn)自動海關申報、稅務計算和整條供應鏈的快速結算，且不會出現(xiàn)各國匯率兌換的成本問題。TOS COIN在整個物流供應鏈中的流通記錄將被記錄在區(qū)塊鏈中，實現(xiàn)對物流業(yè)務的信息流、物流、資金流等三流合一的數(shù)字化管理。隨著平臺的發(fā)展，TOS COIN需求量會不斷增大，TOS COIN的價值也會越高。