# TOP Network 基础设施层

# 概述

TOP Network是全球首个实现完全分片,完全无许可的公链。它可以提供极高的TPS,实现了极短的确认时间和低至零的交易费用。构建具有这些特征的链非常困难,需要极为复杂的技术。因此,我们设计了一个多层扩容方案,来实现这些目标。

TOP Network把扩容技术融入了Layer-0、Layer-1和 Layer-2,打造了一个多层扩容的典范。有了在P2P网络、链分片、多链架构等更多技术领域的突破,TOP NetWork实现了真正的线性扩容。

基础设施层包括一个高度优化的P2P网络(Layer-0),以及基于其实现的全分片,拥有基于PoS的新型、高性能并行pBFT共识机制的主链(Lay-1)、可插拔的业务链及单向状态通道技术(Layer-2)。

# 总体设计

TOP Network采用了多链架构。整个链由255个一级(level-1)链组成,其中包括主链和业务链。每个一级链本身最多可以支持255个二级(level-2)子链,依此类推。例如,开发人员可以将自己的二级链从主VPN服务链上分出去,以支持自己的业务。

一级链是互不相同的松散耦合链。根据交易的目的,可以将交易路由到相应的一级链。如果是用于资产转移,则将交易路由到主链,如果是服务交易类型,则将交易路由到相关的服务链。

每个一级Root-Beacon由一组公共节点组成。每个一级链网络之间的通信由TOP Network的P2P网络架构支持,并且允许节点之间跨链网络的高效通信。

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# TOP Network 主链

TOP Network主链采用多重分片、基于DAG数据结构的双层点阵等扩容技术、以及并行hpPBFT共识机制等,使单链交易处理能力达10万TPS。更多内容请参见全分片主链(Layer-1)

# Root-Beacon 链

正如其他链的分片架构一样,我们在设计中也引入了Beacon。但是,与其他Beacon的实现不同,TOP Network 的Root-Beacon是非常轻量级的,并且不涉及通过跨链接等方式确认共识过程的结果。其他分片项目中的Beacon就是如此,这会导致它们成为系统中的瓶颈,因为所有分片最终都依赖于单个链来帮助确认交易。

# Root-Beacon 的目的

TOP Network的 Root-Beacon充当了系统的协调者和记账者等许多角色。它还处理节点注册和archive、edge、Root-Beacon等选举,以及staking、投票和链上治理。这些参数的记录和过程的处理都通过部署在Root-Beacon上的智能合约实现。Root-Beacon还通过定期产生时钟块,充当整个系统的全局时钟。

# Root-Beacon 节点

在众多分片系统中,Beacon运行节点必须专门注册为“Beacon节点”。然而大多数的挖矿奖励都被分配给了处理交易的节点,这就可能导致Beacon节点的不足,最终导致Beacon趋于中心化。

在TOP Network上,默认情况下每个高级节点都是潜在的Root-Beacon节点。系统通过VRF-FTS算法选择节点,节点拥有越多权益,被选中成为Root-Beacon节点的概率越高,攻击权益越多的节点,所需花费的成本越高,从而保证了Root-Beacon的安全。

为了创建Root-Beacon区块和执行Root-Beacon智能合约,每轮选举共识将从整个节点池中随机选择256个节点。

# Sub-Beacon

TOP Network Sub-Beacon主要负责auditor、validator选举及工作量统计、审计、惩罚等工作。

# TOP Network 业务链

每种业务都有不同的需求和工作流程,单个链并不能满足这些需求和流程。TOP Network引入了业务链,这是一种为某一具体业务而构建的链。例如,VPN service有VPN服务链、d-storage service有去中心化存储服务链。

业务方可以轻松地部署自己的个人业务链链,以满足其应用的需求。更多内容请参见业务链和单向状态通道(Layer-2)

# Sub-Beacon 链

每个业务链都可以有自己的Sub-Beacon链,TOP Network的Sub-Beacon链负责auditor和validator节点的选举,以及计算节点惩罚和奖励等。