Pi币（派币）白皮书（一）
前言
随着世界变得越来越数字化，加密货币是货币发展的下一个自然步骤。Pi是日常人的第一种数字货币，代表着全球加密货币采用的重要一步。我们的使命：建立一个由日常人员保护和运营的加密货币和智能合约平台。我们的愿景：建立世界上最具包容性的点对点市场，由世界上使用最广泛的加密货币Pi推动对于更高级读者的免责声明：因为Pi的使命是尽可能包容，我们将借此机会向兔子洞介绍我们的区块链新手:)
简介：为什么加密货币很重要
目前，我们的日常金融交易依赖于受信任的第三方来维护交易记录。例如，当您进行银行交易时，银行系统会保留记录并保证交易安全可靠。同样，当Cindy使用PayPal向Steve转账5美元时，PayPal保留了从Cindy账户中扣除5美元的中央记录，并将5美元记入Steve的账户。银行，PayPal等中介机构以及当前经济体系的其他成员在监管全球金融交易方面发挥着重要作用。但是，这些可信中介的作用也有局限性：
1.不公平的价值捕获。这些中介机构积累了数十亿美元的财富创造（PayPal市值约为130亿美元），但几乎没有任何东西传递给他们的客户- 当地的日常人，他们的资金推动了全球经济的一个有意义的比例。越来越多的人落后了。
2. 费用。银行和公司收取大量费用以促进交易。这些费用往往不成比例地影响拥有最少替代品的低收入人群。
3. 审查制度。如果某个特定的可信中间人决定您不能转移资金，那么它可以限制您的资金流动。
4. 许可。可信赖的中间人充当可以任意阻止任何人成为网络一部分的守门人。
5. 假名。在隐私问题日益紧迫的时候，这些强大的看门人可能会意外地披露 - 或强迫您披露 - 更多关于您自己的财务信息，而不是您想要的。比特币的“点对点电子现金系统”于2009年由一位匿名程序员（或团体）Satoshi Nakamoto推出，是货币自由的分水岭。有史以来第一次，人们可以安全地交换价值，而无需第三方或可信中间人。用比特币支付意味着像Steve和Cindy这样的人可以直接相互支付，绕过机构费用，障碍和入侵。比特币确实是一种没有边界的货币，为新的全球经济提供动力和连接。
分布式分类帐简介
比特币通过使用分布式记录实现了这一历史性成就。虽然当前的金融体系依赖于传统的中心真实记录，但比特币记录由一个“验证者”的分布式社区维护，他们访问并更新了这个公共分类账。想象一下比特币协议是一个全球共享的“Google表格”，其中包含由此分布式社区验证和维护的交易记录。比特币（和一般区块链技术）的突破在于，即使记录由社区维护，该技术使他们能够始终就真实交易达成共识，确保作弊者不能记录虚假交易或超越系统。这种技术进步允许在不损害交易财务安全的情况下移除集中式中间人。
分布式账本的好处
除了权力下放，比特币或加密货币之外，还有一些不错的属性可以使货币更智能，更安全，尽管不同的加密货币在某些属性中可能更强，而在其他属性中则更弱，基于其协议的不同实现。加密货币存放在由公共可访问地址标识的加密钱包中，并由一个非常强大的私人密码（称为私钥）保护。此私钥以加密方式签署交易，实际上不可能创建欺诈性签名。这提供了安全性和不可见性。与政府当局可以扣押的传统银行账户不同，没有私钥的人永远不会将钱包中的加密货币带走。由于分散性，加密货币具有审查能力，因为任何人都可以向网络中的任何计算机提交交易以进行记录和验证。加密货币交易是不可变的，因为每个交易块代表之前存在的所有先前块的加密证明（散列）。一旦有人向您发送款项，他们就无法向您支付款项（即区块链中没有弹跳支票）。一些加密货币甚至可以支持原子交易。在这些加密货币之上构建的“智能合约”不仅仅依靠法律来执行，而是通过可公开审计的代码直接执行，这使得他们无法信任并且可能在许多业务中摆脱中间人，例如房地产的托管。
保护分布式账本（采矿）
Pi网络2维护分布式交易记录的挑战之一是安全性 - 具体而言，如何在防止欺诈活动的同时拥有一个开放且可编辑的分类账。为了应对这一挑战，比特币引入了一种名为“采矿”的新工艺（使用共识算法“工作证明”）来确定谁“信任”对交易的共享记录进行更新。您可以将挖掘视为一种经济游戏，迫使“验证者”在尝试将交易添加到记录时证明其优点。要获得资格，验证者必须解决一系列复杂的计算难题。首先解决难题的验证者可以通过发布最新的交易块来获得奖励。发布最新的交易块允许验证者“挖掘”块奖励 - 目前12.5比特币（在撰写本文时约为40,000美元）。这个过程是非常安全的，但它需要巨大的计算能力和能源消耗，因为用户基本上“烧钱”来解决赚取更多比特币的计算难题。刻度与奖励比率是如此惩罚，以至于在验证者的自身利益中始终将诚实交易发布到比特币记录中。
问题：权力和金钱的集中化使第一代加密货币无法实现
在比特币的早期，当只有少数人正在努力验证交易和挖掘第一块时，任何人都可以通过在他们的个人计算机上运行比特币挖掘软件来获得50比特币。随着货币开始普及，聪明的矿工意识到，如果他们有多台计算机正在开采，他们可以赚更多钱。随着比特币价值的持续增长，整个公司开始涌入矿山。这些公司开发了专用芯片（“ASIC”），并使用这些ASIC芯片构建了庞大的服务器场，以开采比特币。众所周知，这些巨大的矿业公司的出现推动了比特币淘金热，使得日常人员很难为网络做出贡献并获得奖励。他们的努力也开始消耗越来越多的计算能量，导致世界各地日益严重的环境问题。比特币开采的便利性以及随后比特币矿业的兴起迅速在比特币网络中实现了生产力和财富的大规模集中化。为了提供一些背景信息，87％的比特币现在由1％的网络拥有，其中许多硬币在早期几乎是免费开采的。另一个例子是比特币最大的采矿业务之一Bitmain已经赚取了数十亿美元的收入和利润。比特币网络中的权力集中化使普通人非常困难和昂贵。
如果您想获得比特币，
您最简单的选择是：
1. 挖掘自己。只需连接专用硬件（如果您有兴趣，可以在亚马逊上找到这个装备！）然后去城里。只要知道，既然你将与来自世界各地的大型服务器农场竞争，消耗的能量与瑞士的国家一样多，你就无法开采多少
2. 在交易所买点比特币。今天，您可以在撰写本文时以3,500美元/币的单位价格购买比特币（注意：您可以购买小数量的比特币！）当然，您也会因为比特币的价格而承担相当大的风险非常不稳定。比特币是第一个展示加密货币如何破坏当前财务模型的人，这使得人们能够在没有第三方的情况下进行交易。自由，灵活性和隐私的增加继续推动数字货币不可避免的进军成为一种新常态。尽管有其好处，比特币（可能是无意的）集中资金和权力对主流采用提出了有意义的障碍。Pi的核心团队进行了研究，试图了解为什么人们不愿意进入加密货币领域。人们一直将投资/采矿风险列为进入的主要障碍。
解决方案：Pi - 在手机上实现挖掘
在确定采用这些关键障碍之后，Pi核心团队开始寻找一种方法，允许日常人员挖掘（或获得加密货币奖励以验证分布式交易记录上的交易）。作为复习，维护分布式交易记录所带来的主要挑战之一是确保对此开放记录的更新不是欺诈性的。虽然比特币更新其记录的过程已被证实（燃烧能量/金钱以证明可靠性），但它并不是非常友好的用户（或行星！）。对于Pi，我们引入了使用一致性算法的额外设计要求，该算法也非常用户友好，并且理想地允许在个人计算机和移动电话上进行挖掘。在比较现有的一致性算法（将事务记录到分布式分类帐中的过程）时，恒星共识协议成为实现用户友好的移动优先挖掘的主要候选者。Stellar Consensus Protocol（SCP）由斯坦福大学计算机科学教授DavidMazières设计，他也是Stellar Development Foundation的首席科学家。SCP使用一种称为联邦拜占庭协议的新机制来确保对分布式分类账的更新是准确和值得信赖的。SCP也通过自2015年开始运营的Stellar区块链在实践中部署。
共识算法的简要介绍
在开始介绍Pi一致性算法之前，有助于简单解释一致性算法对区块链的作用以及当今区块链协议通常使用的一致性算法的类型，例如比特币和SCP。为清楚起见，本节以过于简化的方式明确写出，并且不完整。要获得更高的准确性，请参阅下面的“ 适应SCP ”部分，并阅读恒星共识协议文件。区块链是一种容错的分布式系统，旨在完全排序一系列交易。容错分布式系统是计算机科学领域，已经研究了数十年。它们被称为分布式系统，因为它们没有集中式服务器，而是由分散的计算机列表（称为节点或对等体）组成，这些计算机需要就块的内容和总排序达成共识。它们也被称为容错，因为它们可以容忍一定程度的故障节点进入系统（例如，多达33％的节点可能有故障并且整个系统继续正常运行）。Pi网络3共识算法分为两大类：选择节点作为产生下一个区块的领导者的类别，以及没有明确领导者但所有节点在交换选票后对下一个区块达成共识的共识算法。彼此发送计算机消息。（严格来说，最后一句话包含多个不准确之处，但它有助于我们解释广泛的笔画。）比特币使用第一种类型的一致性算法：所有比特币节点在解决加密难题时相互竞争。因为解决方案是随机发现的，所以基本上是偶然找到解决方案的节点被选为产生下一个块的轮次的领导者。该算法被称为“工作证明”并导致大量能量消耗。
Stellar Consensus Protocol的简要介绍
Pi使用其他类型的共识算法，并基于恒星共识协议（SCP）和称为联邦拜占庭协议（FBA）的算法。这样的算法没有能量浪费，但是它们需要交换许多网络消息，以便节点对下一个块应该是什么达成“共识”。每个节点可以基于加密签名和交易历史独立地确定交易是否有效，例如进行转换和双重支出的权限。但是，对于一个计算机网络来商定在一个区块中记录哪些交易以及这些交易和区块的顺序，他们需要相互发信息并进行多轮投票才能达成共识。直观地说，建议我们都投票给A块作为下一个“; “我投票支持A区成为下一个区块”; “我确认我信任的大多数节点也投票给了块A”，共识算法使得该节点能够得出结论：“A是下一个块; 并且除了A之外可能没有任何区块作为下一个区块“; 即使上述投票步骤看起来很多，互联网也足够快，而且这些消息都是轻量级的，因此这种共识算法比比特币的工作证明更轻量级。这种算法的一个主要代表称为拜占庭容错（BFT）。今天的几个顶级区块链基于BFT的变体，例如NEO和Ripple。对BFT的一个主要批评是它有一个集中点：因为涉及投票，参与投票“法定人数”的节点集合由系统的创建者在其开始时集中确定。FBA的贡献在于，每个节点不是具有一个集中确定的仲裁，而是设置它们自己的“仲裁片”，这将形成不同的法定人数。新节点可以以分散的方式加入网络：它们声明它们信任的节点并说服其他节点信任它们，但它们不必说服任何中央机构。SCP是FBA的一个实例。SCP节点不是像比特币的工作证明一致算法那样燃烧能量，而是通过担保网络中其他节点值得信赖来保护共享记录。网络中的每个节点都构建一个仲裁片，由他们认为值得信赖的网络中的其他节点组成。仲裁基于其成员仲裁切片形成，并且当且仅当其仲裁中的一部分节点也将接受该事务时，验证器才接受新事务。由于整个网络的验证者构建了他们的法定人数，这些法定人数可以帮助节点就保证安全性的交易达成共识。您可以通过观看这个简短的7分钟解释视频或查看此信息来了解有关恒星共识协议的更多信息SCP技术摘要。
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