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近几年来，各种区块链及其应用不断开疆拓土，向更广的领域和更深的应用
发展。比特币、以太币等各种公有链和数字货币不断涌现，还有诸如Fabric、
Corda等各种联盟链百花齐放，形成群雄逐鹿的局面。
随着区块链技术的发展和应用的不断深入，问题也逐渐暴露出来。性能无法
满足大规模应用，功能不能支持多样性业务场景，以及不同区块链网络之间无法
进行信息交换和资产共享等问题变得越来越突出。
针对这些问题，我们回归到区块链的核心价值，尝试从区块链的几个核心问
题——共识算法、生态拓扑结构、价值网络协议、底层通信协议、协同融合计算
和上层应用生态等取得突破，力图推进区块链和价值互联网的更广泛应用。
提出了神经网络共识算法(Neural Consensus)，对比拜占庭共识(BA)类
共识算法[4]，在不损失性能的前提下，将容错性由33%提升到了40%；
提出异构森林(HF, Heterogeneous Forest)网络结构，具有良好的可扩
展性，可满足各种多样化应用场景，同时还能够具有完美的资源和安全隔
离机制，可适用任何通用或者定制化的需求;
提出价值传输协议(VTP, Value Transport Protocol)和价值应用协议
(VHTTP, Value HTTP),实现价值互联网资产和实体的命名、发现和寻址
服务，并能无缝兼容和融合链外(互联网)资源，打造区块链的底层协议和
基础设施服务；
提出基于TCP/UDP的低时延的价值互联网传输层协议QVIC (Quick
Value Internet Connection），相比目前区块链网络使用的传统互联网。
TCP和UDP协议，更好地适应和满足区块链价值网络在传输层和应用层
面临的各种需求，在处理更多的连接、安全性、低延迟上具有明显的优势，
特别是针对特定区块大小的数据包(1M,2M)的传输上进行了专门的优化，
相比UDP的传输效率提高了近1个数量级。
元一Seele，Seele在德语中是“魂”之意，"魂"不单指人的灵魂本身，也代
表一个人的想法或行事的基本观念核心，元和一都有开创和初始的意思，也寓意
了我们的目标：Seele
价值互联网基础设施标准推动者，网络建设者，生态布道者；
在标准层面，融合信息互联网(Internet)基础协议分层模型的思想精髓，为价
值互联网的资源互联互通，异构协同计算提供坚实的协议保障；
在网络层面，为全球各区块链内及链间的资源定位和发现，价值转移和转换，
数据资产的自由安全流通提供强大的基础平台和高速管道；
坚持生态为本、合作共赢的战略，为开发者、服务提供方和用户提供数据资
产注册、价值传递和交换的开放平台。致力于构建面向价值互联网的操作系
统，为开发者提供方便灵活的设计、开发、测试和部署等一体化服务链，为
服务提供方以最高效的渠道将服务呈现给用户，并且为用户和各方提供最简
捷的通道进行价值传递和交换；
以代币经济鼓励社区贡献分享，共同打造元一生态系统，而不是中心化机构
软件平台；
构建全新的价值互联网生产关系，推动区块链向纵深发展，释放未来生产力。
开放式体系结构 （Open System Architecture）：在基础协议和标准、功
能框架和上层应用上满足可移植、可定制、互操作要求；
效率优先：为业务提供高效稳定的运行平台，快速准确进行价值传递；
动态扩展：根据不同业务需求，支持动态扩展区块链网络结构，实现计算资
源和存储能力的动态规划和调整；
资源隔离：采用分区分层多链模式和区块链即业务的设计思路，避免多业务
相互干扰；
体验为王：通过标准化的通信协议、模块接口规范、SDK和IDE、社区支持、
开发者大会、行业应用协会等为元一用户提供全方面多角度的开发和服务支持;
元一作为下一代区块链标准倡导者和践行者，以异构森林、神经网络共识算
法、链内外算力共享、向上可扩展的TPS为标签，打造区块链4.0的价值体系和
生态体系。
当前的共识算法，在规模(Scalability)、安全(Security),效率(Efficiency)上的
不可调和，形成SSE矛盾。比如经典的PoW，满足规模和安全的要求，但运算
开销大；PoS满足功耗的要求，但在规模和安全性上存在不足；DPoS满足规模
和功耗的要求，但安全性上存在不足；pBFT满足安全和功耗的要求，但当节点
规模特别大时，网络开销问题就会变得非常突出；Hashgraph满足规模和功耗
的要求，但在安全性上存在不足,并且由于其结构和流程上的限制，比如结点的连
通性不足，对部分交易的确认时延会比较大；Algorand满足规模、安全和功耗
的要求，但其对网络的整体连通性有比较严格的要求，在网络分片的情况下，共
识时延会变得不可预测。
元一综合当前主流共识算法的优缺点，提出了全新的基于“微实数”的异步
排序技术（ϵ- differential agreement, EDA），将共识问题转化为对异步系统中
大规模并发请求的处理以及在此环境下数据的排序问题。对于网络的整体连通性
有非常强的鲁棒性，在非全连通网络的环境下，甚至是每次网络连接比例小于50%
的系统中也能够正常运行。元一的共识算法的另外一大显著特点就是线性扩展性，
即性能随节点规模增大而线性加速，节点规模越大收敛越快，性能越好，在100K
节点的网络环境下，元一的TPS达到了10W，并首次将交易的确认延迟提升到
秒级。
通过多次不完全随机采样将逐步覆盖系统全部特征，将传统共识协议的离散
型投票[𝑇|𝐹]，转变为连续型投票[0%,100%]，通过具有收敛性的函数将系统内
各投票值压缩，范围小于预设的阈值𝜖时，认定投票一致，投票值作为排序依据。
共识过程中增加了用于确认区块顺序的参数v，通过符合相应要求的算法，
使该参数在共识过程中得到收敛，当该参数的范围收敛至小于用于排序的数轴所
要求的精度ϵ时，即确保在该刻度范围内，仅存在一个区块。对于多个区块，通
过彼此独立、互不影响的循环，将区块在数轴上不断进行定位，完成排序。
算法以一个虚拟数轴上坐标的位置作为区块排序的依据，使区块的排序不再
依赖于前置区块的共识，完全摆脱现有一致性协议不能并行的性能瓶颈，为数据
的大规模处理提供了有效实用的方法，大幅度提高了系统的效率。通过架构分离，
将一致性协议与前端的重复性检验、后端的存储技术分离开来，拥有良好的可移
植性。因对整个共识流程不存在对数据内容的处理或访问，其数据无关性的特点
使其可以广泛的应用于金融、电子政务、溯源跟踪等多种场景。
共识过程的离散型投票变更为连续型投票
传统共识中，节点间对区块的投票用或1代表节点的意见，其投票为离散
型，EDA算法则是一个连续区间的概率取值，用以表示结点对本轮共识的置信
度。
针对不同使用环境实现效率参数可调节
并行共识将异步系统的运行效率得到提升，充分发挥并行系统分布式计算的
能力。配合异步系统多节点的设计，可以进一步提升系统的并发性能。
节能降耗
不存在头节点的选取流程，无需节点自证性能（PoW）或权利（PoS），在完
整维护无中心系统运行的过程中，充分降低能耗。此外，方案中除了对信息进行
摘要提取需要进行浮点运算外，其余运算、排序等过程均基于整数运算，对节点
性能要求极低，可进一步降低社会经济成本。
低传输开销
不需要在共识过程中与大多数节点连接，并获取投票（PBFT），可以节省系
统数据传输的开销，尽可能的降低节点对系统网络结构的依赖。
参数可调节
本算法共识效率基于收敛区间ϵ、采样率s等参数的选取，可通过实时调整相
关参数，获得最优的系统效率。
兼容多种网络结构
EDA共识算法对于传统的链结构和DAG结构都有很强的适应性。
4.5安全分析
对于女巫攻击，根据参与共识的用户所持有的币值，为其分配权重，组合使
用多次局域随机采样逐步特征覆盖,只要女巫结点拥有的总币值少于总价值的一
半，元一的算法对女巫攻击就具有绝对的抵抗和免疫力，避免分叉和双花。
对于共识过程中的节点随机选择，元一使用随机可计算函数，用户根据其私
钥计算得知其是否被选择中，并将结果反馈和广播给其它用户，这种随机选择的
过程是非交互的，攻击者无法提前知道哪些节点被选择。在每一轮的共识过程中，
被选择中的节点都是随机和不同的，这也增加了攻击的代价和成本。
