2019-10-08

Pi币（派币）白皮书（二）

Pi对恒星共识协议（SCP）的改编

Pi的共识算法建立在SCP之上。SCP已经正式证实[Mazieres 2015 ]，目前已在Stellar Network内实施。与主要由公司和机构（例如IBM）作为节点组成的Stellar Network不同，Pi打算允许个人设备在协议级别上做出贡献并获得奖励，包括移动电话，笔记本电脑和计算机。以下是关于Pi如何将SCP应用于个人采矿的介绍。作为Pi矿工，Pi用户可以扮演四个角色。

即：

先锋。Pi移动应用程序的用户，每天只是确认他们不是“机器人”。该用户每次登录应用时都会验证其存在。他们还可以打开应用程序来请求交易（例如在Pi中向另一位先锋付款）

贡献者。Pi移动应用程序的用户通过提供他或她知道并信任的先驱者列表来做出贡献。总的来说，Pi贡献者将构建一个全局信任图。

大使。Pi移动应用程序的用户，他将其他用户引入Pi网络。

节点。作为先锋的用户，使用Pi移动应用程序的贡献者，并且还在他们的台式机或笔记本电脑上运行Pi节点软件。Pi节点软件是运行核心SCP算法的软件，考虑了贡献者提供的信任图信息。用户可以播放多个上述角色。所有角色都是必要的，因此只要他们在那一天参与并贡献，所有角色每天都会获得新创建的Pi奖励。在一个“矿工”的松散定义中，作为一个用户，他将收到的新货币作为捐款的奖励，所有四个角色都被认为是Pi矿工。我们比其传统意义更广泛地定义“挖掘”等同于执行比特币或以太坊中的工作证明共识算法。首先，我们需要强调Pi Node软件尚未发布。因此，本节更多地作为架构设计提供，并作为征求技术社区意见的请求。该软件将是完全开源的，它也将在很大程度上依赖于stellar-core，这也是开源软件，可在此处获得。这意味着社区中的任何人都可以阅读，评论并提出改进建议。以下是Pi提议对SCP进行的更改，以便通过单个设备进行挖掘。

节点为了便于阅读，我们将正确连接的节点定义为SCP论文所指的完整节点。此外，为了便于阅读，我们将主要的Pi网络定义为Pi网络中所有完整节点的集合。每个节点的主要任务是配置为正确连接到主Pi网络。直观地，未正确连接到主网络的节点类似于未连接到主比特币网络的比特币节点。在SCP的术语中，要使节点正确连接，意味着该节点必须选择“仲裁片”，以便包含此节点的所有结果仲裁与现有网络的仲裁相交。更确切地说，一个结点Vn + 1个被正确地连接到主网络N已经正确连接的n的节点（V1 ，V2，...，VÑ ）如果所得到的系统N” n + 1个节点（V1， v2 ，...，vn + 1 ）享有法定人数相交。换句话说，如果任何两个法定人数共享一个节点，N'享有法定人数相交。-即，对于所有法定人数ù1 和U2 ，U1 ∩U2≠∅。Pi对现有Stellar共识部署的主要贡献在于它引入了Pi贡献者提供的信任图的概念，作为Pi节点在设置其配置以连接到主Pi网络时可以使用的信息。Pi网络4在选择仲裁片时，这些节点必须考虑贡献者提供的信任图，包括他们自己的安全圈。为了帮助做出这一决定，我们打算提供辅助图形分析软件，以帮助运行节点的用户做出尽可能明智的决策。该软件的日常输出包括：按照与信任图中当前节点的距离排序的节点排序列表; 节点的排名列表基于PageRank的节点的信任图分析社区报告的节点列表，以任何方式出现故障，寻求加入网络的新节点列表网上关于“行为不端的Pi节点”和其他相关关键词的最新文章列表; 包含Pi网络的节点的可视化表示，类似于StellarBeat Quorum监视器中显示的 [ 源代码 ]与QuorumExplorer.com类似的仲裁浏览器 [ 源代码 ]像StellarBeat Quorum监视器中的模拟工具，它显示当前节点的配置发生变化时，此节点与Pi网络的连接所产生的预期影响。未来工作的一个有趣的研究问题是开发可以考虑信任图的算法，并建议每个节点的最佳配置，甚至自动设置该配置。在Pi网络的第一次部署中，运行节点的用户可以随时更新其节点配置，系统将提示他们每天确认其配置，并在他们认为合适时要求更新它们。

移动应用用户

当Pioneer需要确认某个特定交易已经执行时（例如他们已经收到Pi），他们就会打开移动应用程序。此时，移动应用程序连接到一个或多个节点以询问交易是否已记录在分类帐上，并且还获取该块的最新块编号和散列值。如果Pioneer也在运行Node，那么移动应用程序将连接到Pioneer自己的节点。如果Pioneer未运行节点，则应用程序将连接到多个节点并交叉检查此信息。先锋将有能力选择他们希望他们的应用程序连接到哪些节点。但是为了使大多数用户变得简单，应用程序应该具有合理的默认节点集，例如基于信任图最接近用户的多个节点，以及随机选择的高页面节点。

挖掘奖励

SCP算法的一个美妙特性是它比区块链更通用。它协调分布式节点系统的共识。这意味着相同的核心算法不仅每隔几秒用于在新块中记录新事务，而且还可用于定期运行更复杂的计算。例如，每周一次，恒星网络正在使用它来计算恒星网络上的通货膨胀，并按比例分配所有恒星硬币持有者（Stellar的硬币称为流明）。以类似的方式，Pi网络每天使用一次SCP来计算在任何特定日期积极参与的所有Pi矿工（先驱者，贡献者，大使，节点）的全网新Pi分布。换一种说法，为了比较，比特币在每个区块上分配采矿奖励，并且它给予矿工足够幸运能够解决计算密集型随机任务的所有奖励。比特币目前的12.5比特币（约40,000美元）的奖励每10分钟只给一名矿工。这使得任何给定的矿工都不可能获得奖励。作为解决方案，比特币矿工在集中式采矿池中组织起来，这些采矿池都有助于提高处理能力，增加获得奖励的可能性，并最终按比例分享这些奖励。采矿池不仅是集中化的重点，而且它们的运营商也会削减开采量，减少个别矿工的数量。在Pi中，不需要采矿池，因为每天都有一次贡献得到新Pi的精英分布。

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