隨著信息革命4.0的高速發展，技術革命進一步推動著商業拓展其邊界，優化其流程，正將我們快速帶入一個萬物感知，萬物互聯，萬物交易的全新的商業社會形態，我們稱之為可編程商業社會。在這個商業社會中，每天執行的萬億筆的商業交易，其交易商業邏輯，都會從傳統的商業契約即合同形式轉換為智能合約的形式，由區塊鏈控制并調度千億級別的物聯網設備進行自動執行和實現，而在自動執行的智能決策環節，將有越來越多的運行在區塊鏈上的，去中心化的共同協作接管大部分信息處理和決策工作，實現高效可靠的自動化處理。

這種商業形態將廣泛應用于公共事業，交通，制造，醫療，農業，金融等各個領域，推動商業社會的數位化轉型，實現商業社會的成本的大幅下降。這個社會最大的特點就是零信任成本，自動化和智能化。

在這個商業生態中，公司的組織形式會更靈活、更松散、更自治和自律，一群人因為一個共同的目標組織在一起，組織目標，激勵機制都是公開、透明、全體共識并自動執行的，從而讓公司的參與者可以自發、自律的貢獻資源和能力，去推動目標的實現，從而降低公司治理與運營成本。其次，在這個商業生態中，公司間交易的商業規則和邏輯，可以通過區塊鏈的技術更公開透明的實現商業利益的公平合理分配，從而可以極大的降低商業交易中的信任成本，實現無需信任成本的商業交易。

金農鏈的愿景，就是專為農業產業設計的區塊鏈底層技術，致力于打造全球化區塊鏈農業產業防偽溯源平臺。

金農鏈的基礎設施特性

1、支持大規模商業應用

該區塊鏈基礎設施應該可以高性能、高服務質量、低成本的支持大規模的商業應用，而現有的區塊鏈公鏈都無法支持大規模的商業應用。

這里主要存在兩個問題：

A.系統交易性能低下：以比特幣為例，其全網可以支持的交易頻率約7筆/秒，確認一次交易需要1個小時，我們可以對比一下主流的支付交易系統，2017年雙11支付寶的支付峰值是26.5萬筆/秒，兩者相差了近4萬倍，這種系統性能顯然無法支持大規模的商業應用。

B.智能合約性能低下：現有的智能合約存在如下的問題

a.智能合約代碼行數的限制

b.智能合約執行時間的限制，現在的智能合約的執行時間基本都限制在一次共識之內必須完成，極大的限制了智能合約的復雜度；

c.智能合約的執行順序問題：現有的智能合約都只能以串行的方式進行執行，而在復雜的商業邏輯中，智能合約的并行執行是一項基本需求；

新的區塊鏈公鏈，急需解決性能方面的問題，讓區塊鏈可以成為真正的IT基礎設施，支持大規模的商業應用。

2、有價值的計算，賦能實體經濟

現有的基于POW的區塊鏈公鏈系統，為了維持系統的安全性，其大量的算力和電力都用于hash值求解運算，消耗了大量的資源，性價比太低，這種方式是不可持續的。在新的區塊鏈公鏈基礎設施中，應該用極低的計算量就可以支撐區塊鏈公鏈系統的運行，而剩馀的大量的算力都可以解放出來并重新組織調度，進行有目的的計算，賦能于實體經濟，創造社會價值，作為IT基礎設施，支撐可編程商業社會最核心的去中心化商業邏輯的實現。

金農鏈的核心功能介紹

金農鏈為防偽而生，初衷是利用區塊鏈技術打擊假冒產品，為品牌商家提供最具公信力的技術保障，并以此為切入口，快速獲取商家和用戶，在防偽溯源的萬億級市場中占一席之地。

基于金農鏈，我們致力于提供一種稱之為信任計算的計算服務。這是一種區別于傳統云計算的全新的計算服務模式，與傳統的云計算相比，這是一種基于區塊鏈構架的全新的計算模式，而所有的這些計算都具備區塊鏈計算的特點，這個特點就是所有基于信任計算的數據以及對于這些數據的操作，都是不可篡改、不可銷毀、對所有人都是透明，以及可追溯。

這種服務是一個全新的藍海，供需要以低信任成本建立商業模式的企業去進行使用。而為了實現這種叫做信任計算的服務能力，金農鏈具備如下幾個特點：

1、高性能計算

由于農業產業業務實際的需求，要求區塊鏈技術效率高，并且可以存儲海量數據，總觀現有技術都無法滿足我們的需求，所以金農鏈誕生了，金農鏈采用自主研發的改進型DDPOC共識算法，擁有較高的并發處理能力，同時區塊確實時間為秒級，賬本存儲可擴展，足以支撐農業產業龐大的數據；

金農鏈通過密碼學的突破性創新。建立了全新的共識機制，我們把它叫做隨機可信的共識框架。這個新的共識機制可以在達到與POW同等安全性能級別的條件下，在一個完全去中心化的網絡之中，能夠以傳統的POW網絡1%的算力，實現性能的1000倍的提升。

該共識有這樣的幾個特點：

?特點1：完全去中心化構架：對公鏈系統而言，為保證其網絡的安全性，其前提一定是一個完全的去中心化的構架，該網絡需要是一個完全的對等網絡，不存在任何特殊節點，這是公鏈系統需要首先保障的。

?特點2：超大規模的網絡集群：可以支持100萬以上的節點聯網，而且整個網絡支持水準擴展，在水準擴展的基礎上可以保持性能的線性增長。

?特點3：多終端支持：不止是具有較大算力的節點，包括手機、各種智能設備也一樣可以連接在我們的網絡里面，提供設備相應的算力為整個網絡服務。

?特點4：高性能計算：對區塊鏈系統的性能，主要需要考慮兩個值，一個是交易的性能，一個是確認時間。金農鏈由主側鏈構成，其中主鏈定位于保障整個系統的安全性，定位在對側鏈運算結果的二次確認上，所以主鏈的性能要求TPS很高，但確認時間可適當變長；側鏈是具體DApp的運行環境，每個DApp可以選擇形成一條自己的側鏈，因為側鏈是實際服務的業務系統，所以TPS要求不高，但確認時間需要較短，要能迅速確認；針對這個要求，在隨機可信共識框架之下有兩個共識，一個共識應用在主鏈上，一個共識應用在側鏈上，其中主鏈性能可以達到2萬TPS，確認時間為15秒，側鏈的TPS在3000到5000，確認時間為1秒。

?特點5：去集中度的設計。集中度問題其實是現在比特幣和以太坊等面臨的一個非常嚴重的問題，由于比特幣礦機集中部署挖礦可以產生超額收益，導致現在整個比特幣全網對外公開的出口IP只有8000多個（2017年11月），和它原本想做的完全去中心化的網絡設計初衷已經完全背道而馳了，為了避免出現這種機器向礦池集中的現象，我們在整個架構設計上充分考慮了去集中度這個問題。我們更希望的是我們的礦機就如同一個普通電腦一樣，可以擺在千家萬戶的家庭里面，平時的時候它可以作為一個電腦去使用，但是如果你不用電腦的時候，它就是礦機。你把機器開在那兒，它就可以對外提供算力，為你賺取一份相應的收益，這是金農鏈希望能夠達到的設計目標。

2、互確認的共識構建機制

任何區塊鏈項目，都需要共識機制使分布在全球各地的對等節點、對數據的狀態達成一致性。金農鏈旨在開發一套高效、可自我維護的共識系統以調節金農鏈的商業定位，DPOC共識由此而生。

DPOC的全稱Delegated Proof of Credit，中文名信用共識機制，簡稱DPOC。金農鏈的DPOC共識機制解決了POW的性能問題，解決了POS的權益不均問題，解決了DPOS的違規處理效率問題。

那么DPOC到底是什么樣的呢？

DPOC是基于金農鏈信用體系基礎上，使用信用準入，利用現有區塊鏈賬簿唯一性和確定性，協調各節點進行單點廣播權限確定和可驗證的系統。

區塊鏈思想的核心是去中心化思想，去中心化思想是指，在一個完全平等，沒有中心和權威存在的群體中，一群人通過協商達成共識，去完成一個大家認可的目標。在區塊鏈中，存在著技術共識和商業共識。

2.1共識準入

作為一條公鏈，共識節點涵蓋了客戶端，必須規范用戶行為，才能使整個網絡按照協議穩定安全的運行。POW利用算力競爭規范節點，POS利用持有代幣數量和幣齡規范節點行為，DPOS利用投票選舉受托人；這幾種目前流行的共識，原理上除了POW（其實pow的難度調節也是利用的已有賬簿）之外都是利用賬簿的確定性進而選出具有單點廣播權限的節點。所以只要根據鏈上賬簿數據確定性，進行共識集合順序出塊即可。

金農鏈的共識門坎是信用達到一定值，即可參與。這種準入方式有一定的難度需要時間累積信用，作為開源公鏈，攻擊者很有可能利用很長的時間做準備，發起一次對網絡共識的攻擊。

所以金農鏈引入經濟制裁機制杜絕這種情況的出現，因為攻擊者發起攻擊獲得的收益并不會比損失大，這就是在信用準入的基礎上增加保證金機制作為輔助。有人說：直接提交保證金不就行了，信用準入是多余的！原因是共識的情況極其復雜，有的情況是不適于經濟制裁的，比如共識節點電腦死機，網絡掉線，若沒有信用準入，那么系統無法甄別并排除這類節點，若統一采用經濟制裁的方式，勢必將大批用戶拒之門外。另外，信用保證系統的權力不被大量持幣者壟斷。信用作為底層的價值中介之一，日后會有更加廣闊和重要的用途。

2.2浮動保證金機制

因為金農鏈的共識無需節點之間頻繁來回的通信即可達成共識（下面有介紹），所以金農鏈的性能是不受共識節點多少影響的，100個節點和1000個節點的性能幾乎一樣。故金農鏈采用創新的浮動保證金機制來平衡共識節點的收益。

金農鏈網絡通過當前共識節點數和一個線性增長算法，來動態計算當前參與共識所需保證金。

recognizance = maxRecognizance *（（Math.log（size/Math.log（2））* size）/Math.log（maxSize/Math.log（2））

從上面的保證金計算公式可以看出，參與共識所需保證金，隨著共識節點數量的增加成線性增長，當共識節點數量達到最大數量時，保證金也達到最大值。

2.3 全網效驗

任何節點的共識申請和退出，都會被全網進行嚴格的效驗。

信用的效驗：

當任何節點申請成為共識節點時，其他節點都會首先驗證該節點的信用值，若發現信用值低于準入門檻，那么該節點的該次請求會被丟棄。

保證金的效驗：

任何申請共識的請求，都必須提交相對應的保證金。和轉賬的不同之處在于，提交的保證金接收方是一個智能合約腳本，該腳本對保證金的贖回進行了強制的規范。全網不止會對申請共識請求的信用和保證金做效驗，還會對贖回智能合約腳本做效驗，對保證金的安全作了最高級別的定義。

保證金的贖回效驗：

金農鏈的共識協議有經濟制裁制度，故節點提交的保證金，并沒有采用傳統凍結的方式；系統運行過程中，一旦發現有嚴重違規的節點，任何誠信節點可罰沒該違規節點的保證金。節點的保證金實際上提交到了一個智能合約腳本，處于無主狀態，為保證這部分資金的安全，任何退出共識或者處罰請求，都會被嚴格的效驗，效驗規則里面包含了嚴格的效驗協議，任何人想領走別人的保證金，那是不可能的事，任何人想罰隨意沒別人的保證金，那也是不可能的事。

制裁效驗：

金農鏈的每一個區塊頭部，都有出塊人的簽名，所以當有人試圖作惡，必然會留下密碼學證據，以便追責。

當共識節點超時出塊，或者由于死機掉線等非人為因素不能出塊時，全網能監控感知，并在第一時間將該節點降級為普通節點。這種情況雖然沒有密碼學證據，但依然需要提供全網其他節點能對其效驗的證據。

任何節點要對其他節點實行制裁，必須提供合理的或者帶有密碼學的證據，這樣才會被全網其他節點效驗并接受。

2.4確定單點廣播權限

結合前面幾小節提到的理論知識，本小節將提供更全面的DPOC運行原理和細節。

先做幾個名詞解釋：

共識節點：達到信用準入門檻并成功申請共識的節點

共識輪次：所有共識節點輪流出塊的完整時間段，稱為一個共識輪次。每個共識輪次都有開始時間戳和結束時間戳，上一輪次的結束時間為當前輪次的開始時間，所以節點必須按照這個時間規則進行下去，否則任何的改動都會被全網排斥。在每個共識輪次中，所有共識節點有且只有一次廣播區塊的權力。

共識順序：在一個共識輪次中，每個共識節點出塊的順序，叫做共識順序。

在金農鏈的共識中，每輪的順序都是隨機變化的，根據當前輪次的開始時間戳（也就是上一輪的結束時間戳）與共識節點帳戶、通過算法排序決定。所有節點（包含非共識節點）必須遵守這個規則，才能正常運行，任何哪怕是細微的改動，都會導致改動的節點被全網排斥。

共識時段：在確定了共識順序之后，每個節點都被映像到一個時間段上面，這樣自然就確定了單點廣播權限，這個時間段也有開始時間和結束時間，間隔是區塊出塊時間，稱為共識時段。

區塊權限驗證：每個區塊頭部，都有當前輪次的開始時間、共識節點的時段信息、共識節點的簽名，通過這些信息對區塊的合法性進行驗證。

DPOC完整的運行流程：

a.申請共識

b.效驗信用和保證金

c.申請包含進區塊，被確認

d.等待當前共識輪次結束

e.當前共識輪次結束，下一輪共識開始，下一輪變當前輪

f.確定當前輪次共識人數

g.初始化當前輪次共識順序，各自節點計算出自己的共識時段

h.接收新塊，并進行區塊權限驗證和容錯監控，等待自己共識時段的到來

i.到了自己的共識時段開始時間，開始打包區塊

j.打包程序從內存池中獲取新交易并驗證

k.預估到了自己的共識時段結束時間，停止打包

l.詢問容錯監控器是否有違規需要處理，發放信用

2.5 容錯監控與處罰機制

區塊鏈系統是非常復雜的系統，不單因為底層技術的復雜，更因為其運行的環境極其復雜，尤其是公有鏈。使用習慣、網絡環境、人為破壞等都有可能影響系統的正常運轉。區塊鏈的共識機制，能有效的解決這些因素帶來的影響。

對于金農鏈的DPOC共識機制來說，節點的任何動作，都會被全網其他節點監督。金農鏈創新的共識會對以下這些情況做出相應的處罰，整個系統會自身調節、維護穩定。

①不出塊，扣除一定的信用值，并降級為普通節點。

②不按時出塊或者網絡同步延遲等非人為因素，會根據全網其他節點的選擇作決定，若下一區塊引用了這個塊，那么正常相安無事；若下一區塊丟棄了該塊，那這個塊將會成為孤塊，其面臨的結果是信用處罰并降級為普通節點。

③非共識節點胡亂廣播區塊，驗證不通過，直接丟棄。

④同一時間段廣播多個塊，屬于嚴重違規類型，會被沒收保證金并信用拉黑。

⑤打包雙花交易，屬于嚴重違規類型，會被沒收保證金并信用拉黑。

⑥從鏈上的舊塊處嘗試分叉系統，所謂的雙花攻擊，屬于嚴重違規類型，會被沒收保證金并信用拉黑。

④⑤⑥這三類嚴重違規類型，全網可監控，并有密碼學證據，任何誠信節點只需提交包含其簽名的一個或多個區塊頭信息即可行駛處罰權力，沒收該節點的保證金到社區基金帳戶，并扣除該節點999999點的信用值，被處罰的節點永久無法再次作惡。

2.6 技術共識

在傳統的網絡技術中，技術的發展是由擁有技術的團隊控制的；但由于區塊鏈去中心化的特性，區塊鏈網絡是由各方參與共建的，其中典型的就是提供電腦主機的礦工，和提供區塊鏈軟件的開發者團隊，如果各方對于區塊鏈發展的方向不一致，往往會造成區塊鏈網絡的分裂，從一個大網絡分裂成多個不小不一的小網絡，這個事件已經在比特幣和以太坊上都發生過了。

在區塊鏈發展的早期階段，社區的很多人確實抱著區塊鏈就應該不能篡改的理念。但近年來出現的多起惡性事件，包括比特幣的硬分叉事件，以太坊的DAO黑客盜竊事件，讓社區的想法出現了一些改變。這些事件讓社區逐漸意識到，如果完全不能修改，可能并不是一個好的解決方案。可修改不是關鍵，關鍵是這種修改是由一個中心決策的，還是由網絡社區共同決策的。所以，我們金農鏈的一個重要特性，就是支持民主投票制的網絡治理。

2.7 商業共識

在一個去中心化的社群中，一群人共同設定一個目標并完成是一個復雜和困難的任務。在現實的社區中，在目標設定到完成的過程中，會發生各種各樣的摩擦。因為沒有人能夠對所有問題獨立地提出一個完美的解決方案。同時，等待所有人進行決策表決，會是一個較為漫長的過程，我們把這個問題叫做非確定型共識問題。為了解決非確定型共識的問題，我們嘗試制定一個“相互確認”的參與式共同構建機制。“相互確認”最具代表性的案例是一個反面案例：冷戰時期美蘇兩國的“相互確認的毀滅機制”，即雙方默認如果對方或自己主動發起和攻擊，自己或對方一定會進行反擊，造成雙方完全毀滅。這種“相互確認”的機制保證美蘇兩國的平衡與和平狀態。

而金農希望構建一種有效的參與式系統化機制，在不需要參與者各方完全達成共識的情況下，高效地讓各個參與方一同建設一個更好的未來，我們稱之為“互確認的共識構建機制”。

具體來說，一個參與式共同構建機制需要在一位協調人的指導之下，引導參與者基于三大核心原則進行思考并做出選擇：基本原則、適宜的流程、正確的方式或工具。基于這三大原則進行決策時，所有參與者獨立制定的相關設計或決策都是開放的，可以擁抱更多的可能性而不是傳統決策流程中那樣限制其他人決策的可能性——每個人的決策都可以被別人重新修訂、再利用。在這樣的機制下，哪怕最終還未達成完全的共識，也可以實現共同建設和工作。

金農希望在區塊鏈技術的保障下，能夠在我們的社區內普及這樣的價值觀與機制，促使社群可以高效地進行工作、作出決策。

金農鏈的經濟生態

Gold Agricultural Chain系統中內置的系統代幣代碼為GACT，系統內置代幣是整個系統生態的驅動劑，將用于支持應用發展、支付應用消耗費用、支持子鏈數字資產智能兌換、參與共識獎勵、支付交易手續費等。

1、金農經濟生態Token體系介紹

GACT是金農鏈用于服務計費結算的工具，其上限是40億枚。該方案是一個初步方案，方案的細節，以及具體的經濟參數，在公網上線時都可能根據測試網的運行情況做進一步的調整和修改。

2、 金農經濟生態描述

我們認為，區塊鏈的經濟體系的價值增長來源于對實體經濟的價值創造過程，這樣該經濟體系才是堅實有支撐，可以良性正向長期發展的，同時經濟體系生態的各個參與方都可以在生態中獲利，這樣的經濟體才是可持續的；

在整個金農經濟生態中，參與方包括礦工，金農鏈開發運營團隊，DApp應用開發者，DApp使用者，交易所投資者這幾種角色，

?礦工：礦工通過提供機器算力資源，獲得收益。金農鏈的挖礦分為兩種形式，一種是提供算力在主鏈上鑄幣，被隨機選中的礦機節點，會產生GACT作為經濟回報；一種是將自己機器的算力作為信任計算的算力向外部售賣，每輪被隨機選擇中做為出售算力的機器會得到GACT作為經濟回報；隨機選擇的概率是根據該節點抵押的GACT數量，機器信用度和機器性能綜合選擇的，綜合得分高的機器被選中的幾率變大，同時保證了綜合得分高的機器不會總是被選中，保證了公平性；

?金農開發運營團隊：GACT每年產出的5%，都會作為獎勵分配給金農基金會，由基金會將該資金進一步分配給金農開發運營團隊，通過這種方式，既保證了金農鏈的開發運營將有穩定和持續的投入，同時該收入的高低與金農網路的經濟體量直接相關，激勵團隊為建立更良好和強大的經濟生態努力；

?第三方服務組件開發者：第三方團隊可以在金農鏈的基礎上開發服務于不同目的的第三方服務組件，供DApp在運行時調用。DApp運行時需要支付GACT做為第三方服務的使用費。支付的GACT有80%會分配給第三方組件開發者，20%銷毀；

?DApp使用者：DApp的使用者，在使用過程中對DApp付費，而該費用中的一部分會做為金農鏈智能合約的使用費支付給金農鏈網絡，為網絡注入實際的經濟價值；隨著DApp的數量增加和DApp使用用戶的增多，DApp支付給金農鏈的GACT會隨之增多，整個經濟體會隨之快速增長和發展。