新一代商用级基础公链BUMO介绍

通过创新的共识算法（BU Firework）、主链-子链多链结构（BU Orbits）、主链-主链跨链结构（BU Canal）、开发者友好的智能合约（BU CodeMach）等核心技术，构建泛在价值流通的互联网基础设施。BUMO也为开发者提供完善技术文档及开发工具，用以提高开发者的开发效率，更易于生态的应用接入。

多资产原子操作的可扩展账本结构

账本结构是区块链的数据存储的重要表现形式，随着区块链应用场景变得越来越复杂，用户对账本结构设计的要求也越来越高。BUMO账本结构的设计，重点考虑如下几个因素：

●提高账本结构数据的可扩展性

在账户、区块、交易、合约的数据结构设计中，重点提高它们的可扩展性，支持更多承载信息，增强数据处理的灵活性，为应用提供更多的数据支持能力。

●降低账本数据操作的复杂度

账本数据操作的复杂程度，直接影响到各行业使用区块链的］槛，在账本层面内置许多关键操作功能，并融合诸多业务模型的抽象，提供给上层应用接口。

●内置多资产及原了性操作能力

数字资产及其操作是区块链账本的最典型应用方式，将在账本层面支持多资产服务模式，同时，保障对资产操作的原子性，从而增强账本的操作控制功能。

BU Bambook是BUMO的账本结构，主要包括：多资产的账户结构，全局的区块结构，原子性的交易结构，高效的账本数据存储，以及多签名的联名账户。

1. 多资产的账户结构

在Bambook的设计中，账户结构主要包含如下字段信息：

●账户地址

区块链账户的唯一标识， 当查询某个账户的信息或向某个账户转账时，需要使用账户地址定位到该账户。

●账户余额

该账户内的原生BU-Token的数量。

●智能合约代码 ：

如果该字段不为空，则账户为智能合约账户，用于存储相应的智能合约代码体。

●交易序号

为了避免账户下的交易乱序，每次处理一个交易时，账户的交易序号递增，以此记录当前最大序号。每个账户都有自己的交易序号，账户之间互不影响。

● 资产列表

资产列表用于记录该账户下的各种数字资产的资产代码、资产发行方和资产余额等信息。Bambook还提供了-整套链_上交易的接口，在符合系统安全性和可靠性要求的前提下，最大程度实现了资产发行、流通的可扩展性和便利性。

●元数据

元数据字段为每个账户提供了一个Key-Value字典结构的私有数据存储，用于扩展对上层业务的自定义数据处理。Bambook 为元数据提供了一整套 操作接口，方便对元数据进行处理。同时，元数据的设计提供智能合约代码执行状态数据存取。

●权重及门限

在账户操作中，权限控制是一项很重要的需求，因为现实业务中往往不同主体具有不同的角色和权限。Bambook提出了一种多权重的操作权限控制方法，它能够为不同成员账户设置不同的操作权重，并为操作执行设置一定的i 限值，从而达到多成员账户按累计权重控制操作的目标。

2. 状态索引的区块结构

区块包括区块头和区块体两部分，区块头主要包含以下字段：

●区块号：区块在整个账本中的序号，号按区块生成的先后顺序递增。

●区块的哈希： 对区块序列化后的文本做哈希运算得到的哈希值。

●前一区块的哈希： 区块的前一区块的哈希值。

●区块生成时间： 区块生成的时间。

●账户树的哈希： 用MPT构建的账户树的根哈希，MPT， 上每个节点任何比特级的数据更改，都能反馈到树的根哈希上，如果在区块比对时，发现账户树哈希不一致，可以从根节点开始对子节点层层对比，快速找到不一致的账户。

●共识信息的哈希： 在区块生成之前，验证节点集合需要对交易进行打包生成提案，然 后对提案进行共识并达成一致， 共识信息哈希即对共识的提案做哈希运算得到的值。

●验证节点集的哈希： 对所有参与共识的验证节点的地址做哈希运算后得到的值。

●费用的哈希： 对当前区块的费用配置，包括燃料价格和最小预留费用等，做哈希运算后得到的值。

●区块版本：区块结构的版本号，用于实现向下兼容性。

●交易数量： 区块所包含的交易总数。

区块体主要包含交易的信息和签名。

由上可知，各类关键信息都通过哈希索引至区块的字段中，使得在整个账本中，各部分的数据变动，都能反映到区块字段值，使得这些信息的验证、比较非常便利。同时，一旦出现不一致的情况，能够根据区字段的索引哈希值，有针对性地快速定位问题。

3. 原子性的交易操作

相互关联的多个操作形成一个交易整体， 交易整体要么被完整执行、要么完全不执行，是一种常见的现实资产交易需求。BUMO在交易结构设计中，增加了子操作数组属性，可以将一笔或多笔资产子操作放入同一笔交易执行。任何-笔子操作的失败均会导致整体交易的失败，并触发该交易已执行操作的回滚，避免对相关账户产生影响。

比如Alice创建一笔向Bob购买产品的交易，该交易至少包括两个关联操作：一是 Alice向Bob支付货币操作，二是Bob向Alice交付产品操作。任一操作的失败都应该造成交易的失败，否则会产生交易纠纷。通过BUMO的原子性交易操作功能，可以较好地避免交易纠纷产生。

BUMO的原子性交易操作执行流程如下图所示：

如图所示，存在执行失败子操作的交易将被移出交易队列，不会提交到最终区块链验证存储。

4. 高效的账本数据存储

BUMO采用MPT （Merkle Patricia Tree）树进行账本数据的存储，MPT树是Trie树和Merkle树优点融合的产物，可以有效减少账本树的深度、增加树的平衡性、提树的安全性和可验证性。基于MPT树的账本数据结构，使得BUMO在数据对比查找、数据插入修改操作等方面，均可以做到高效而低耗，比如仅通过根哈希的对比就可以发现整个区块链账本比特级的差异、通过短路径分支遍历即可实现数据精确检素等。

5. 多签名的联名账户控制

在账户设计中，考虑了多权重的操作门限控制属性，能够为不同成员账户设置不同的操作权重，并为操作执行设置门限值。账户权重指拥有者和签名者针对该账户所拥有的操作权重，操作门限指针对账户进行操作所需的权重阈值，只有账户达到权重阈值才具备操作权限。通过上述方式，可以实现多方用户联合控制账户，并按照操作门限进行精确操作的目标，满足用户协作多样化、操作模式精细化、业务模式丰富化的需要。

当前，BUMO提供了以下几种典型门限操作类型：

●创建账户： 可创建普通账户、联名账户和智能合约账户。

●发行ATP资产： 提供资产代码和发行数量作为参数进行新资产发行，发行者和资产代 码组成区块链内全局唯一资产标识符。

●转移ATP资产： 向其他账户转移资产，用资产代码和发行者地址标识该资产。设置元数据： 通过设置元数据可实现对各类自定义数据的增删改操作。

●设置权重： 设置账户拥有者和签名者在源账号的权重。

●设置门限： 设置账户的操作门限，如交易中涉及的操作没有达到其操作门限值，该操作将被拒绝。

●转移 BU：向其他用户支付原生内置BU币。

●记录上链：通过此操作将重要的日志数据等记录在区块链，实现不可篡改性，该操作不会修改账户树。

联名账户结构和操作流程如下图所示：

如上图示例，用户A、用户B、用户C想要对联名账户进行操作，首先需计算用户的权重之和，进而将权重之和与操作门限进行对比，如果不小于操作门限，则具备操作权限，可以对联名账户进行操作，否则操作被拒绝。

BUMO通过体系化设计、模块协作和丰富的操作类型，构建了多资产原子操作的可扩展账本结构，为多种类型的业务操作提供强大数据支持，满足用户复杂应用场景下的个性需求，同时也尽可能兼顾用户对高性能和低消耗的需求。