montana/Монтана-Протокол/Архив/Montana v19.0.0.md

1519 lines
98 KiB
Markdown
Raw Permalink Normal View History

# Montana — Спецификация протокола
**Версия:** 19.0.0 (2026-04-06 06:47 UTC)
## Определение
Montana — цифровой стандарт времени. Сеть независимых VDF-осцилляторов, поддерживающих единую верифицируемую временную шкалу с криптографическим доказательством каждого момента. Каждая зарегистрированная секунда = 1 TimeCoin (Ɉ).
NTP говорит «сейчас 14:32» — и ты доверяешь серверу. Montana говорит «сейчас 14:32, вот криптографическое доказательство, и вот что произошло в этот момент» — и ты проверяешь сам.
Основная функция — хронометраж. Вторичная — передача ценности.
Консенсус: **Proof of Time (PoT)** — три цепочки. TimeChain: глобальные часы (D последовательных SHA-256 = одно окно). NodeChain: персональная цепочка узла (доказательство присутствия при каждом тике). Account: состояние счёта. Влияние узла = длина его NodeChain. Протокол не использует время для консенсуса — протокол и есть ход времени, оцифрованный и криптографически верифицируемый.
Генезис: 09.01.2026 00:00:00 UTC.
Генезис-фраза: `«Кто контролирует прошлое, контролирует будущее. Кто контролирует настоящее, контролирует прошлое.» — Оруэлл, 1984`
---
## Три решённые проблемы
### 1. Децентрализованный хронометраж
**Проблема.** Существующие системы измерения времени (NTP, GPS, PTP) зависят от доверенной инфраструктуры. Компрометация сервера NTP или отключение спутника GPS нарушает временную шкалу для всех зависимых систем.
**Решение.** Децентрализованные часы — сеть независимых VDF-осцилляторов, в которой каждый узел вычисляет ход времени автономно через последовательное SHA-256 хэширование. Результат детерминирован и верифицируем любым участником без доверия к третьей стороне.
**Свойства.** Montana Time обладает четырьмя свойствами одновременно:
| Свойство | Определение | NTP | GPS | PTP | Montana |
|----------|------------|-----|-----|-----|---------|
| Монотонность | Время не идёт назад | нет | да | да | да |
| Консистентность | Все честные узлы согласны на одну шкалу | слабая | да | да | да |
| Верифицируемость | Любой может доказать прохождение интервала | нет | нет | нет | да |
| Независимость | Отсутствие серверов, спутников, доверенной инфраструктуры | нет | нет | нет | да |
Ни одна существующая система измерения времени не обеспечивает все четыре свойства.
### 2. Неплутократический консенсус
**Проблема.** В Proof of Work влияние пропорционально вычислительному бюджету. В Proof of Stake — капиталу. В обоих случаях безопасность сети является функцией концентрации ресурсов, приобретаемых на рынке.
**Решение.** Proof of Time — механизм консенсуса, в котором влияние узла определяется исключительно длительностью его непрерывного присутствия в сети, измеренной в подписанных временных окнах. Вес узла = длина его NodeChain (количество окон, в которых узел криптографически доказал своё присутствие).
**Свойства.**
- Время — единственный ресурс, который нельзя приобрести, передать, делегировать или сконцентрировать
- Два участника, запустившие узлы одновременно, имеют равный вес независимо от капитала
- Стоимость атаки на консенсус выражается не в валюте, а во времени, и растёт линейно с возрастом сети
### 3. Хронометрическая эмиссия
**Проблема.** Денежная политика фиатных валют определяется решениями комитетов и непредсказуема. Денежная политика Bitcoin предсказуема, но дефляционна — фиксированный потолок supply создаёт ожидание роста цены и подавляет использование как средства обмена.
**Решение.** Хронометрическая эмиссия — денежная политика, в которой скорость создания новых единиц привязана к физической константе — секунде — и неизменна на всём горизонте существования протокола. Одна секунда протокольного времени порождает одну монету.
**Свойства.**
- Supply в момент T = количество секунд, прошедших с генезиса
- Годовая инфляция монотонно убывает и асимптотически стремится к нулю как следствие арифметики, не изменения правил
- Эмиссия не контролируется ни одним участником, комитетом или голосованием
- Денежная политика полностью определена единственной константой и не может быть изменена после генезиса
### Следствие: цифровой стандарт времени
Три решённые проблемы порождают уникальную возможность. Любой документ, событие, состояние может быть записано в Montana с математически доказуемой привязкой к моменту верифицируемого времени. Anchor — 32 байта, навсегда. Ни одна существующая система не предоставляет timestamp, который одновременно децентрализован, неплутократичен и привязан к детерминированной денежной политике. Montana — не блокчейн с функцией timestamping. Montana — цифровой стандарт времени с функцией передачи ценности.
---
## Montana Time
VDF — цифровой аналог физического осциллятора. 9 192 631 770 колебаний цезия-133 = одна секунда SI. D последовательных SHA-256 = одно окно τ₁ Montana. Калибровка D каждые τ₂ — синхронизация цифрового осциллятора с физическим временем.
TimeChain — глобальные цифровые часы, поддерживаемые сетью узлов. Каждый узел тикает независимо через последовательное хэширование. Результат детерминирован — одни входные данные дают одну временную шкалу.
Токен — не награда за работу. Токен — тик часов, записанный в цепочку. Протокол не генерирует монеты — протокол регистрирует прошедшие секунды. Запись называется монетой.
### Четыре свойства
| Свойство | NTP | GPS | PTP | Montana |
|----------|-----|-----|-----|---------|
| Монотонность | нет | да | да | да |
| Консистентность | слабая | да | да | да |
| Верифицируемость | нет | нет | нет | да |
| Независимость | нет | нет | нет | да |
**Монотонность.** Время никогда не идёт назад. VDF последователен — каждый хэш зависит от предыдущего.
**Консистентность.** Все честные узлы согласны на одну временную шкалу. TimeChain детерминирован.
**Верифицируемость.** Любой может пересчитать VDF и доказать что заявленное время прошло.
**Независимость.** Каждый узел тикает сам. Нет серверов, спутников, доверенной инфраструктуры.
Montana — не эталон точности. Montana — эталон независимости.
### Точность
Гранулярность осциллятора: одно SHA-256 хэширование (зависит от аппаратуры: наносекунды — десятки наносекунд). Дрифт между калибровками (τ₂): единицы секунд за 14 дней. Калибровка D возвращает окно к целевым 60 секундам. Протокол самокорректируется.
### Time Oracle
TimeChain value в каждом proposal — верифицируемая временная метка. Внешние системы используют Montana Time:
- **Timestamping.** H(document) привязанный к TimeChain value = криптографическое доказательство существования в момент T.
- **Ordering.** Два события привязанные к разным TimeChain values имеют доказуемый порядок.
- **Anchoring.** Внешний протокол якорится в Montana Time для независимой верификации порядка событий.
### Протокольная дата
```
protocol_date(height) = genesis_timestamp + height × 60
```
Genesis: 09.01.2026 00:00:00 UTC (Unix: 1736380800). Proposal height 525 600 = ровно один год после генезиса. Калибровка D корректирует дрифт — протокольная дата отклоняется от UTC на единицы секунд за τ₂. Формула точна для любого height.
TimeChain хранится навсегда. Временные метки верифицируемы любым узлом в любой момент.
---
## Криптография
Четыре примитива с разделёнными ролями:
- **SHA-256** — консенсус (TimeChain, NodeChain), адреса, Merkle-деревья, хэширование
- **FN-DSA-512** (selected NIST candidate, forthcoming FIPS 206) — подписи операций аккаунтов
- **Pedersen commitments** (Ristretto group) — скрытие балансов и сумм
- **Bulletproofs** (Bünz et al. 2018) — range proofs и balance proofs без trusted setup
SHA-256 обеспечивает квантовую устойчивость консенсуса: алгоритм Гровера сокращает безопасность с 256 до 128 бит. FN-DSA-512 обеспечивает математическую постквантовую устойчивость подписей на основе NTRU-решёток. Pedersen commitments и Bulletproofs обеспечивают приватность транзакций — балансы, суммы и получатели скрыты, корректность верифицируема без раскрытия значений.
### Подписи — FN-DSA-512
Подпись на NTRU-решётках (Falcon-512). Stateless, многоразовая. Публичный ключ закрепляется за аккаунтом при создании и используется для всех последующих операций.
| Компонент | Размер |
|-----------|--------|
| Приватный ключ | 1 281B |
| Публичный ключ | 897B |
| Подпись (padded) | 666B |
Поле suite_id в формате блока обеспечивает миграцию подписи без изменения модели состояния. Активация новой схемы требует protocol upgrade. Активная схема на момент запуска: FN-DSA-512.
### Адреса
Формат: `mt` + Base58(account_id + checksum).
Account_id = SHA-256("mt-account" || suite_id || pubkey). Стабильный идентификатор аккаунта. Смена ключа или схемы подписи выполняется через ChangeKey без изменения account_id — для этого account_id привязан к первому pubkey, а текущий ключ хранится в состоянии аккаунта.
---
## Account Chain (Block Lattice)
Каждый аккаунт имеет собственную цепочку операций. Перевод — одна операция в цепочке отправителя. Зачисление получателю — детерминированно после финализации. Цепочки аккаунтов полностью независимы.
### Типы операций
**OpenAccount** — создание аккаунта (один раз):
```
type 1B
suite_id 2B
account_id 32B
pubkey 897B <- FN-DSA-512, публикуется единожды
signature 666B
Итого: ~1 598B
```
Аккаунт создаётся автоматически при первом входящем переводе. Отправитель указывает pubkey получателя в поле link, при финализации в Account Table создаётся запись с balance = link_amount. Приглашений не требуется. Как Bitcoin: адрес существует математически, в блокчейне появляется при первом зачислении.
**Transfer** — приватный перевод:
```
prev_hash 32B <- хэш предыдущей операции в цепочке аккаунта
sender_commitment 33B <- Pedersen commitment на account_id отправителя
link_commitment 33B <- Pedersen commitment на account_id получателя
amount_commitment 33B <- Pedersen commitment на сумму перевода
balance_commitment 33B <- Pedersen commitment на баланс после операции
ephemeral_pubkey 33B <- одноразовый ключ для stealth address получателя
encrypted_data 96B <- зашифровано для получателя: сумма, sender, blinding factors
flags 1B
signature 666B <- FN-DSA-512
range_proof 672B <- Bulletproof: amount >= 0, balance >= 0
balance_proof 64B <- proof: prev_commitment == balance + amount
Итого: ~1 696B
```
Скрыто: отправитель, получатель, сумма, баланс. Balance proof доказывает что prev_commitment == balance_commitment + amount_commitment без раскрытия скрытых значений.
**ChangeKey** — смена ключа или схемы подписи:
```
prev_hash 32B
account_id 32B
new_suite_id 2B
new_pubkey 897B <- новый публичный ключ
signature 666B <- подписано старым ключом
Итого: ~1 629B
```
**Anchor** — криптографический якорь (привязка данных ко времени):
```
prev_hash 32B <- хэш предыдущей операции в цепочке аккаунта
account_id 32B
app_id 32B <- SHA-256("mt-app" || app_name), пространство имён приложения
data_hash 32B <- хэш произвольных данных (Merkle root, H(document), ...)
signature 666B <- FN-DSA-512
Итого: ~796B
```
Anchor не перемещает средства и не требует комиссии. Единственная операция — запись data_hash в цепочку аккаунта с привязкой к timechain_value окна финализации.
### Верификация баланса
Балансы и суммы скрыты через Pedersen commitments. Верификация без знания значений:
```
balance_proof: prev_balance_commitment == new_balance_commitment + amount_commitment
range_proof: new_balance >= 0, amount > 0
```
Каждый узел проверяет Bulletproofs: commitments балансируются, все значения неотрицательны. Значения не раскрываются. Без trusted setup.
### Anti-inflation
Чеканка монет из воздуха невозможна. Два механизма:
**1. Commitment arithmetic.** Pedersen commitments гомоморфны: `C(a) + C(b) = C(a+b)`. Сумма всех balance_commitments в системе = commitment на общий supply. Каждый узел верифицирует: сумма всех commitments == commitment на supply(height). Если кто-то создал монеты — сумма не сходится.
**2. Supply audit.** `supply(height) = 60_000_000_000 × (height + 1) nɈ`. TimeCoin — единственный источник новых монет. TimeCoin публичен (в proposal header). Supply детерминирован по height. Расхождение = невалидный state.
### Перевод
Перевод на несуществующий account_id создаёт аккаунт получателя автоматически при финализации. Запись в Account Table: account_id, balance = link_amount, pubkey из OpenAccount (если есть) или из первого входящего перевода.
### TimeCoin (публичный слой)
Единственный публичный объект в системе переводов. Победитель τ₁ записывает прошедшее время: 60 Ɉ (60 зарегистрированных секунд).
TimeCoin **открыт**: сумма эмиссии, winner_node_id, height — публичные поля proposal header. Это чеканка новых монет — она должна быть верифицируема каждым узлом без криптографических proofs.
```
Публичное (верифицируемо всеми):
TimeCoin: 60 Ɉ за окно (константа)
Supply audit: supply(height) = 60_000_000_000 × (height + 1) nɈ
Winner: winner_node_id в proposal header
VDF: TimeChain values, NodeChain endpoints, подписи
Приватное (только участники):
Кто отправил перевод (sender_commitment)
Кому отправлен (link_commitment)
Сколько (amount_commitment)
Какой баланс (balance_commitment)
```
Supply audit: сумма всех TimeCoin от генезиса = supply(height). Чеканка открыта — нельзя напечатать из воздуха. Переводы закрыты — нельзя узнать кто кому сколько. Два слоя: публичная эмиссия + приватные опер<D0B5><D180>ции.
### Двойная трата
Каждый аккаунт имеет одну цепочку. Две операции с одним prev_hash = equivocation.
**Без конфликта:** операция → узлы валидируют → публикуют confirmation → quorum → финализирована. Cemented — необратимо.
**При конфликте (equivocation):**
1. Узел получает операцию X с prev_hash = H. Узел уже видел операцию Y с prev_hash = H, Y ≠ X. Форк обнаружен. Обе операции помечаются как equivocated.
2. Если одна операция уже cemented (quorum до обнаружения конфликта) — cemented необратимо. Вторая отклоняется.
3. Если ни одна не cemented — узлы продолжают собирать confirmations для обеих. Если одна набирает quorum → cemented, вторая отклоняется.
4. Если через 10 окон ни одна не набрала quorum → обе отклоняются окончательно. Аккаунт продолжает с последней cemented операции. Владелец отправляет новую операцию.
Equivocation создаётся только владельцем аккаунта (требуется подпись). Третья сторона не может создать equivocation для чужого аккаунта. Стимул: двойная трата = потеря обеих операций.
### Антиспам
Ноль комиссий — антиспам через время. Право на операцию = доказанное время существования аккаунта.
#### Приоритет операции
```
account_age = current_window - creation_window
priority(op) = account_age × windows_since_last_op
```
`account_age` — возраст аккаунта в окнах. Растёт линейно. Некупуемый. `windows_since_last_op` — окна с последней операции аккаунта. Сбрасывается при каждой операции. Спамер обнуляет приоритет с каждой операцией — самонаказание.
При переполнении ёмкости сети — операции с наименьшим приоритетом ожидают следующего окна.
#### Бакеты по account_age
Изоляция спама. Round-robin по бакетам при формировании набора операций: одна операция из бакета 0, одна из бакета 1, ..., по кругу. Спам в бакете 0 не вытесняет операции из бакетов 1-3.
```
Бакет 0: account_age < 1 операция за τ
Бакет 1: account_age 4τ₂ — 16τ₂ 4 операции за τ₁
Бакет 2: account_age 16τ₂ — 64τ₂ 16 операций за τ₁
Бакет 3: account_age 64τ₂+ 64 операции за τ₁
```
Границы бакетов = 4^N × τ₂. Квота = 4^N операций за τ₁. Одна формула.
Новый аккаунт — бакет 0 с момента создания. 1 операция в минуту. Вход без ожидания: получил перевод → сразу можешь отправить.
#### Квота
Жёсткий потолок операций аккаунта за одно окно τ₁. Превышение квоты → операция невалидна → не ретранслируется. Не приоритизация — запрет.
Спамер с 1000 новых аккаунтов: 1000 операций за τ₁ в бакете 0. Бакет 0 получает 1/4 от round-robin. Изолирован. Аккаунты в бакетах 1-3 не замечают.
---
## Состояние сети
Глобальное состояние = Account Table + Node Table.
```
Account Table (запись на аккаунт):
account_id 32B
balance_commitment 33B <- Pedersen commitment на баланс (значение скрыто)
frontier_hash 32B <- хэш последней операции в цепочке
op_height 4B <- количество операций в цепочке
suite_id 2B
current_pubkey 897B
phone_hash 32B <- SHA-256("mt-phone" || phone), 0x00 если не привязан
creation_window 4B <- окно создания аккаунта (первый входящий перевод)
last_op_window 4B <- окно последней операции (для приоритета)
Node Table (запись на узел):
node_id 32B <- SHA-256("mt-node" || node_pubkey), верифицируемо
node_pubkey 897B
suite_id 2B
start_window 4B <- окно регистрации (первое окно NodeChain)
pending_invite 32B <- node_id приглашённого узла (0x00..00 если нет)
invite_window 4B <- окно финализации NodeInvitation (0 если нет)
invite_expires 4B <- invite_window + 21 160 (0 если нет)
```
### State Root
Merkle-дерево глобального состояния. Два подкорня с разным ритмом обновления:
```
state_root = SHA-256("mt-merkle-node" || account_root || node_root)
node_root: Merkle root Node Table, обновляется каждый τ₁ (control_set + expiry)
account_root: Merkle root Account Table, обновляется на границе τ₂ (checkpoint)
Account Table Root: листья по account_id (лексикографически)
Node Table Root: листья по node_id (лексикографически)
Каждый узел в Node Table — участник сети. Узел существует в таблице = участвует.
```
Все sort keys фиксированной длины. Побайтовое лексикографическое сравнение. Две реализации с одинаковыми данными строят одинаковое дерево и получают одинаковый State Root.
State Root коммитится в заголовке каждого финализированного proposal τ₁. Между τ₂ — `node_root` пересчитывается каждый τ₁, `account_root` frozen (одинаков во всех proposals τ₂-периода).
#### τ₂ Account Root Checkpoint
На границе τ₂ (первый proposal нового τ₂-периода) `account_root` пересчитывается:
```
account_root_cutoff = τ₂_boundary_window - 100
account_root = MerkleRoot(Account Table по состоянию на account_root_cutoff)
```
Cutoff = 100 окон до boundary (~100 минут). За 100 минут любая операция гарантированно cemented у всех узлов. Все узлы вычисляют одинаковый account_root из одинакового набора cemented операций. Детерминирован.
#### Pruning
На τ₂ boundary вместе с пересчётом account_root:
```
Удалить все записи Account Table где:
balance_commitment == C(0) <- нулевой баланс (каноничное значение)
AND last_op_window + 4τ₂ <= current_window <- нет активности (56 дней)
```
Пустой аккаунт без активности 56 дней — удаляется. Воссоздание: новый входящий Transfer → аккаунт создаётся заново. При нулевом балансе balance_commitment устанавливается в каноничное C(0) с r=0. Pruning детерминирован, автоматичен, каноничен.
---
## Двигатели
Три цепочки с односторонним потоком зависимостей: TimeChain → NodeChain → Account.
### TimeChain VDF — осциллятор
Первичный продукт протокола. Непрерывная последовательная SHA-256 цепочка — цифровой осциллятор Montana Time:
```
T_r = SHA-256^D(T_{r-1})
```
D — количество последовательных хэшей за одно окно τ₁. Каждый хэш — один тик осциллятора. D хэшей — одно колебание. TimeChain продвигается по расписанию окон. Для фиксированного индекса r значение T_r совпадает у всех честных узлов. Каждый узел вычисляет TimeChain независимо — результат детерминирован.
TimeChain не зависит от состояния, транзакций и поведения отдельных узлов. Даже при отказе всего Account слоя часы продолжают тикать.
### NodeChain — персональная цепочка узла
Криптографическое доказательство присутствия конкретного node_id при каждом тике часов. Якорится в TimeChain каждое окно:
```
S_{i,s,0} = SHA-256(S_{i,s-1,m} || T_s || node_id_i)
S_{i,s,j+1} = SHA-256(S_{i,s,j}) для j = 0..m-1
```
Три компонента seed: предыдущий endpoint (непрерывность цепочки), значение TimeChain (протокольное время), node_id (идентичность). m последовательных хэшей за окно — одно звено NodeChain.
Инициализация: для первого окна нового узла предыдущий endpoint отсутствует. NodeChain init привязан к каноническим данным proposal в котором NodeInvitation финализирован:
```
S_{i,0,0} = SHA-256("mt-nodechain-init" || control_root || timechain_value || node_id_i)
```
control_root и timechain_value из proposal header окна финализации Invitation. Оба канонические (не зависят от субъективного user_set). Предвычисление VDF невозможно — timechain_value неизвестен до закрытия окна. Grinding surface = ноль. Верифицируем любым узлом.
NodeChain зависит от TimeChain. TimeChain не зависит от NodeChain.
### VDF Reveal и лотерея
После закрытия окна τ₁ каждый узел вычисляет свой ticket:
```
ticket_i = -ln(endpoint_i / 2^256)
```
Если ticket < target узел является кандидатом и публикует reveal. Остальные узлы молчат.
```
VDF_Reveal:
node_id 32B
window_index 4B <- индекс τ
endpoint 32B <- S_{i,s,m}
start_window 4B <- окно начала NodeChain (для верификации)
signature 666B <- FN-DSA-512, подписано node_pubkey
Итого: ~738B
```
Target калиброван на ~12 кандидатов за окно. Из кандидатов побеждает lowest ticket. Калибровка target на τ₂:
```
target_new = target_old × (12 / actual_candidates_per_window)
actual_candidates_per_window = total_candidates_за_τ₂ / 20 160
```
Reveal публикуется только кандидатами. Трафик за окно: ~12 reveals × 738B ≈ 8.9 KB. При любом количестве узлов.
Валидация reveal при получении:
1. Подпись FN-DSA-512 соответствует node_pubkey из Node Table
2. window_index = только что закрытый τ₁
3. node_id существует в Node Table
4. ticket < target
5. endpoint верифицируем: пересчёт NodeChain VDF от предыдущего endpoint
### Account — содержимое блока
Приём, верификация объектов и формирование набора. Два класса объектов:
**UserObjects** — пользовательские операции:
| Тип | Описание | Валидация |
|-----|----------|-----------|
| Transfer | Приватный перевод | FN-DSA-512 подпись, Bulletproofs валидны, prev_hash. Если получатель не существует — создаётся автоматически |
| OpenAccount | Публикация ключа | FN-DSA-512 подпись, account_id существует в Account Table (создан входящим переводом) |
| ChangeKey | Смена ключа | FN-DSA-512 подпись старым ключом, new_pubkey |
| Anchor | Якорь данных ко времени | FN-DSA-512 подпись, prev_hash, app_id = 32B, data_hash = 32B |
| PhoneLink | Привязка телефона | FN-DSA-512 подпись, phone_hash = 32B |
**ControlObjects** — объекты управляющие составом сети:
| Тип | Описание | Валидация |
|-----|----------|-----------|
| NodeInvitation | Приглашение нового узла | FN-DSA-512 подпись пригласившего, pending_invite = 0 |
| NodeRegistration | Регистрация узла | FN-DSA-512 подпись, node_id уникален, proof_endpoint верифицируем через VDF, приглашение существует |
Каждый узел валидирует объекты обоих классов локально при получении. Валидные объекты ретранслируются по P2P.
UserObjects финализируются непрерывно через подтверждения (67% online chain_length). ControlObjects включаются в proposal победителем τ₁ (каноничен).
#### Proposal
Proposal содержит только **control_set** и метаданные окна. UserObjects финализируются непрерывно через подтверждения, не через proposal.
**control_set** = все валидные ControlObjects полученные по P2P до control_cutoff, не финализированные ранее и не истёкшие. Каноничен — все ControlObjects включены ровно один раз. Пропуск или добавление лишнего ControlObject = невалидный proposal = fallback.
Порядок внутри control_set: H(object) лексикографически (каноничен, не зависит от победителя).
Форки аккаунтов (две операции с одним prev_hash) разрешаются голосованием узлов весом chain_length. 67% online chain_length за одну операцию → побеждает (см. раздел «Двойная трата»).
#### Дедлайн в окне
```
|-------- τ₁ (60 сек) --------|--- R (12 сек) ---|
^
reveal_cutoff = control_cutoff
(R сек после закрытия)
```
- **reveal_cutoff** = control_cutoff = R секунд после закрытия окна. VDF_Reveal и ControlObjects принимаются до этого момента.
R, F — калибруются в τ₂ (см. раздел «Калибровка R, F»). Генезис: R₀ = 12s, F₀ = 12s.
После reveal_cutoff: определяется победитель лотереи, победитель собирает proposal.
#### Proposer
Победитель собирает proposal:
- **control_set**: все ControlObjects до control_cutoff (каноничен, свобода = ноль)
- **State Root snapshot**: состояние после применения всех финализированных операций за окно
Свобода proposer: ноль. Control_set каноничен. State Root детерминирован — каждый узел применяет одни и те же финализированные операции и получает один и тот же результат.
Proposal с невалидным ControlObject, пропущенным ControlObject или неверным state_root отклоняется, переход ко второму месту.
#### Финальность proposal
Финальность proposal = подпись победителя на proposal header + независимая верифицируемость.
1. Победитель публикует подписанный proposal header + control_set
2. Каждый узел проверяет ControlObjects по правилам валидации
3. Каждый узел применяет control_set + TimeCoin детерминированно
4. Каждый узел сравнивает вычисленный state_root с заявленным в proposal
5. Совпадает — proposal принят
6. Не совпадает — proposal отклонён, fallback на второе место
Финальность операций аккаунтов — отдельный процесс через подтверждения (67% online chain_length), не через proposal.
Proposal header:
```
Proposal header:
prev_proposal_hash 32B
control_root 32B <- Merkle root control_set (каноничен)
node_root 32B <- Merkle root Node Table (обновляется каждый τ)
account_root 32B <- Merkle root Account Table (frozen между τ, обновляется на τ boundary)
new_state_root 32B <- SHA-256(node_root || account_root)
timechain_value 32B
winner_endpoint 32B <- NodeChain endpoint победителя
timecoin_hash 32B
winner_node_id 32B
target 8B <- текущий target лотереи
wall_clock 8B <- секунды с генезиса (локальное измерение победителя)
fallback_depth 1B <- 1 = первое место, 2+ = fallback
signature 666B <- FN-DSA-512, подписано node_pubkey победителя
```
Fallback: если proposal победителя (lowest ticket) не получен в пределах timeout (F секунд после reveal_cutoff) или отклонён — proposal формирует следующий кандидат по ticket. Молчание победителя = потерянный TimeCoin за это окно. F калибруется в τ₂ (см. раздел «Калибровка R, F»).
#### Непрерывность VDF
VDF следующего окна вычисляется непрерывно, не ожидая завершения финализации предыдущего. TimeChain для окна N+1 детерминирован — каждый узел вычисляет его независимо. NodeChain для окна N+1 стартует сразу после закрытия окна N, используя собственный endpoint текущего окна и новое значение TimeChain. Reveal phase и финализация происходят параллельно с началом VDF следующего окна.
#### Confirmations (финализация операций)
При получении валидной операции аккаунта узел публикует confirmation:
```
Confirmation:
node_id 32B
op_hash 32B <- хэш операции
signature 666B
```
Операция финализирована когда подтверждения от узлов с суммарным chain_length > quorum. Cemented — необратимо. Типичное время: ~0.3 секунды (P2P propagation + сбор подтверждений).
```
quorum = max(67% × online_chain_length, 50% × total_chain_length)
online_chain_length = сумма chain_length узлов, опубликовавших
хотя бы одно подтверждение за последние 10 окон
total_chain_length = Σ(current_window - start_window) для всех узлов в Node Table
```
67% online — нормальный режим. 50% total — абсолютный минимум (детерминирован, вычисляется из канонических данных Node Table). При online < 50% total операции не финализируются (сеть приостановлена by design).
#### State transition
Два параллельных процесса обновления состояния:
**Непрерывная финализация операций:** при достижении 67% online chain_length операция применяется к Account Table немедленно:
```
Transfer: обновить balance_commitment отправителя и получателя.
Если получатель не существует — создать запись в Account Table.
OpenAccount: записать pubkey в Account Table.
ChangeKey: обновить pubkey и suite_id в Account Table.
Anchor: записать data_hash в цепочку аккаунта.
PhoneLink: записать phone_hash в Account Table.
```
**State transition в proposal:** при финализации proposal применяется атомарно:
```
apply_proposal(state, proposal) -> state':
Шаг 1: применить control_set в порядке H(object) лексикографически.
NodeInvitation: записать pending_invite, invite_window и invite_expires в Node Table пригласившего.
NodeRegistration: проверить приглашение, создать запись в Node Table. Очистить pending_invite пригласившего.
Шаг 2: применить TimeCoin победителя.
Шаг 3: обработать expiry.
Приглашения узлов: все записи Node Table где invite_expires <= current_window
и invite_expires > 0 -> очистить pending_invite, invite_window и invite_expires.
Шаг 4: вычислить node_root (после control_set + TimeCoin + expiry).
account_root = frozen (из предыдущего τ₂ checkpoint, или пересчитан если τ₂ boundary).
new_state_root = SHA-256(node_root || account_root).
```
Порядок детерминирован. Каждый узел применяет одни и те же шаги и получает один и тот же new_state_root.
Account зависит от TimeChain и NodeChain. Обратных зависимостей нет.
С ростом TPS сети дополнительные ядра подключаются для верификации операций. Минимум для валидатора: 3 логических ядра (TimeChain + NodeChain + Account). Один узел = 3 ядра. 50 ядер = 16 узлов. Верификация операций аккаунтов полностью параллелизуется — цепочки аккаунтов независимы.
### Приглашение и регистрация
Два уровня входа в сеть. Узлы участвуют в консенсусе — приглашение + 14 дней VDF. Аккаунты держат и переводят средства — создаются автоматически при первом входящем переводе.
Генезис: 12 узлов в разных локациях (hardcoded, аналог bootstrap nodes в Bitcoin).
#### Приглашение узла (NodeInvitation)
Вход узла в консенсус. Приглашение + 14 дней VDF + регистрация. Одновременно одно приглашение узла на пригласившего.
```
NodeInvitation:
inviter_node_id 32B
invited_pubkey 897B <- публичный ключ приглашённого узла
signature 666B <- подписано inviter node_pubkey
Итого: ~1 595B
```
NodeInvitation — ControlObject. Не содержит start_window — определяется при финализации.
Валидация:
1. Подпись валидна для inviter node_pubkey из Node Table
2. inviter существует в Node Table
3. inviter pending_invite = 0x00..00 (нет активного приглашения узла)
4. invited node_id = SHA-256("mt-node" || invited_pubkey) не существует в Node Table
При финализации в proposal P окна W:
- inviter pending_invite = invited node_id
- inviter invite_window = W
- inviter invite_expires = W + 21 160 (20 160 окон + 1 000 окон запас)
#### Привязка NodeChain к моменту приглашения
Первое звено NodeChain приглашённого узла привязано к каноническим полям proposal в котором NodeInvitation финализирован:
```
nodechain_init = SHA-256("mt-nodechain-init" || control_root || timechain_value || node_id)
```
control_root и timechain_value — канонические поля из proposal header окна финализации. Не зависят от субъективного user_set победителя. Предвычисление VDF невозможно: timechain_value неизвестен до закрытия окна.
Приглашённый узел узнаёт control_root и timechain_value только увидев финализированный proposal → вычисляет nodechain_init → начинает NodeChain с окна W+1.
#### Регистрация узла
Приглашённый узел после финализации NodeInvitation:
1. Наблюдает proposal с NodeInvitation → получает control_root и timechain_value
2. Вычисляет nodechain_init = SHA-256("mt-nodechain-init" || control_root || timechain_value || node_id)
3. Непрерывно строит NodeChain: 20 160 окон подряд (от W+1 до W+20 160), каждое звено якорится в соответствующий TimeChain
4. Через ~14 дней получает proof_endpoint = S_{i,20159,m}
5. Публикует NodeRegistration
```
NodeRegistration:
type 1B
suite_id 2B
node_pubkey 897B <- FN-DSA-512 ключ узла
inviter_node_id 32B <- кто пригласил
proof_endpoint 32B <- S_{i,20159,m} (endpoint после 20 160 окон VDF)
signature 666B <- подписано node_pubkey
Итого: ~1 630B
```
NodeRegistration — ControlObject.
Валидация NodeRegistration:
1. Подпись FN-DSA-512 валидна для node_pubkey
2. node_id уникален (не существует в Node Table)
3. inviter_node_id существует в Node Table, pending_invite = node_id
4. invite_window + 20 160 < текущее окно (VDF завершён)
5. Восстановить control_root и timechain_value из proposal окна invite_window
6. Вычислить nodechain_init = SHA-256("mt-nodechain-init" || control_root || timechain_value || node_id) из proposal окна invite_window
7. proof_endpoint верифицируем: пересчёт VDF от nodechain_init через 20 160 окон с якорением в TimeChain значения от invite_window+1
Верификация: 20 160 сегментов VDF проверяются параллельно. На C ядрах: ~(20 160/C) × t_segment.
При финализации: создать запись в Node Table (start_window = текущее окно). Очистить pending_invite, invite_window и invite_expires у пригласившего.
#### Истечение приглашения узла
Если NodeRegistration не финализирован до invite_expires (invite_window + 21 160) — приглашённый не завершил VDF. При обработке state transition: pending_invite, invite_window, invite_expires пригласившего очищаются автоматически. Узел может приглашать снова.
#### Создание аккаунта
Аккаунт не требует приглашений. Пользователь генерирует FN-DSA-512 keypair → вычисляет account_id = SHA-256("mt-account" || suite_id || pubkey) → получает адрес. Аккаунт появляется в Account Table при первом входящем переводе. Как Bitcoin: адрес существует математически, в блокчейне — при первом зачислении.
Sybil-барьер для аккаунтов: account_age (возраст аккаунта) определяет квоту операций. Новый аккаунт — бакет 0, максимум 1 операция за τ₁. Рост квоты = время. Пустые аккаунты бесполезны — без баланса ничего не делают.
#### Скорость роста сети
Узлы: каждый узел производит максимум одно приглашение узла за ~14 дней. Рост ограничен текущим размером сети:
```
Генезис: 12 узлов
14 дней: 24
28 дней: 48
1 год: до 12 × 2^26 (~800M, теоретический максимум)
```
Аккаунты: без ограничений. Любой владелец TimeCoin может создать аккаунт любому, переведя средства на новый адрес. Рост пользовательской базы не ограничен протоколом.
Аппаратный бюджет сверх количества приглашений узлов бесполезен. 1000 узлов = максимум 1000 новых узлов за 14 дней, независимо от количества ядер.
---
## Потоковая модель
Операции аккаунтов текут непрерывно. Узел получает операцию → проверяет подпись FN-DSA-512 и баланс → публикует confirmation → передаёт в P2P gossip.
Операция финализируется при получении подтверждений от узлов с суммарным chain_length > 67% online chain_length. Типичное время: ~0.3 секунды. Cemented — необратимо.
Два параллельных процесса:
- **Операции** финализируются непрерывно через подтверждения (не ждут окна)
- **Часы** тикают по расписанию окон τ₁ (TimeChain, NodeChain, лотерея, TimeCoin)
Кошелёк получателя отображает входящий перевод после финализации (~0.3 секунды). Одно состояние: «финализирован».
Цепочки аккаунтов полностью независимы. Операции разных аккаунтов обрабатываются параллельно без конфликтов.
---
## Временные слои (τ)
```
τ₁ (60с) → τ₂ (20 160 × τ₁ ≈ 14 дней)
```
Одно окно — τ₁. Всё остальное — производные.
### τ₁ — Окно (60 секунд)
Единственная единица протокольного времени. Регистрация времени и эмиссия.
- TimeChain продвигается на D хэшей
- NodeChain продвигается на m хэшей с якорем в текущем T_s
- Операции аккаунтов финализируются непрерывно через подтверждения (параллельно с окном)
- control_set: все валидные ControlObjects до control_cutoff (каноничен)
- Кандидаты (~12) раскрывают NodeChain endpoint (reveal phase, R = 12 секунд)
- Лотерея: `ticket_i = -ln(endpoint_i / 2^256)`, победитель = lowest ticket среди кандидатов
- Победитель публикует подписанный proposal
- Финальность proposal: подпись победителя на proposal header. Каждый валидатор применяет control_set + TimeCoin детерминированно и проверяет new_state_root
- TimeCoin: запись прошедшего времени (60 Ɉ = 60 секунд) → победителю
- Supply audit: суммарная эмиссия TimeCoin от генезиса сверяется с supply(height) из issuance schedule
- Разрешение форков: приоритет ветки с наибольшим суммарным TimeChain-доказательством
TimeChain safety: компрометация значения TimeChain требует нарушения свойства последовательности SHA-256 VDF.
TimeChain liveness: задержка продвижения TimeChain невозможна — TimeChain вычисляется каждым узлом независимо.
### τ₂ — Адаптация (20 160 × τ₁ ≈ 14 дней)
- Калибровка D и m (см. ниже)
- Калибровка R, F (см. ниже)
- Account Root checkpoint: пересчёт account_root в первом proposal нового τ₂. Cutoff = boundary - 100 окон. Детерминирован
- Pruning: удаление пустых аккаунтов без активности 4τ₂ (56 дней)
- Supply audit: сумма всех balance_commitments == commitment на supply(height)
- Криптографическая амнезия: подписанные proposals сохраняются навсегда — верифицируемая цепочка state commitments. Proposals доказывают что конкретное состояние было закоммичено победителем; восстановление содержимого состояния требует snapshot или архива
- Пересчёт параметров размера окна τ₁
#### Калибровка D и m
Каждый proposal содержит `wall_clock` — секунды с генезиса по локальным часам победителя. Одно измерение субъективно. Медиана 20 160 измерений за τ₂ — распределённый эталон.
Валидация wall_clock при получении proposal:
```
wall_clock > prev_proposal.wall_clock (монотонность)
wall_clock < prev_proposal.wall_clock + 2 × 60 (не более 2× target вперёд)
```
Формула пересчёта D на границе τ₂:
```
intervals[i] = proposal[i].wall_clock - proposal[i-1].wall_clock
для i = 1..20 159
actual_interval = median(intervals)
target_interval = 60
D_new = D_old × target_interval / actual_interval
D_new = clamp(D_new, D_old × 0.5, D_old × 1.5)
```
Формула точная — D корректируется ровно пропорционально отклонению. Страховочный clamp ±50% защищает от чёрного лебедя (массовый выход узлов, аппаратная революция). При нормальной работе отклонение медианы от 60 секунд — единицы секунд, коррекция D — единицы процентов.
Медиана > 60 → окна медленнее цели → D слишком велик → уменьшить. Медиана < 60 окна быстрее D увеличить.
m калибруется пропорционально: `m_new = m_old × (D_new / D_old)`.
Генезис: D₀ и m₀ калибруются при запуске для целевых 60 секунд. Абсолютный якорь: 09.01.2026 00:00:00 UTC. Медиана 20 159 интервалов — для сдвига необходим контроль >50% proposals (>50% веса сети).
#### Калибровка R, F
Входные данные — из proposals за τ₂ (канонические, детерминированно вычисляются всеми узлами):
```
fallback_ratio = count(fallback_depth > 1) / 20160
```
Формула пересчёта:
```
R_new = clamp(R_old × fallback_ratio / fallback_target, R_old × 0.8, R_old × 1.2)
R_new = clamp(R_new, R_min, R_max)
F_new = clamp(F_old × fallback_ratio / fallback_target, F_old × 0.8, F_old × 1.2)
F_new = clamp(F_new, F_min, F_max)
```
Протокольные константы:
```
fallback_target = 5%
R_min = 4s, R_max = 30s
F_min = 4s, F_max = 30s
```
Генезис: R₀ = 12s, F₀ = 12s.
---
## Консенсус — Proof of Time (PoT)
### Три цепочки
**TimeChain** — глобальные часы. Чистая VDF-цепочка `T_r = SHA-256^D(T_{r-1})`. Первичный продукт протокола. Источник времени и случайности. Продвигается по расписанию окон.
**NodeChain** — персональная цепочка узла. VDF-цепочка конкретного node_id, якорится в TimeChain каждое окно. Доказывает непрерывную работу узла.
**Account** — состояние счёта. Операции финализируются непрерывно через подтверждения (67% online chain_length). ControlObjects включаются в proposal (каноничен).
Зависимости односторонние: TimeChain → NodeChain → Account. Отказ в Account не останавливает часы. Отказ конкретного узла в NodeChain не заражает общий ритм.
### Лотерея
Каждый узел = равный шанс за одно окно. После закрытия окна τ₁ каждый узел вычисляет ticket из своего NodeChain endpoint:
```
ticket_i = -ln(endpoint_i / 2^256)
```
Если ticket < target узел является кандидатом. Target калиброван на ~12 кандидатов за окно. Из кандидатов побеждает lowest ticket.
Стимул работать непрерывно: каждое окно = одна попытка. Узел онлайн 365 дней = 525 600 попыток. Узел онлайн 1 день = 1 440 попыток. Больше попыток = больше побед = больше TimeCoin.
### Победитель τ₁
Победитель определяется после закрытия окна τ₁. Кандидаты (~12 из всей сети) публикуют reveal. Lowest ticket = победитель.
Победитель:
- Записывает TimeChain value
- Получает 60 Ɉ TimeCoin (единственный доход)
- Коммитит State Root (snapshot финализированных операций за окно)
- Включает ControlObjects в proposal (каноничен)
Победитель публикует подписанный proposal: control_set + State Root snapshot + TimeCoin. Валидация: control_set полон, все объекты валидны, state_root корректен. Финальность proposal — подпись победителя на proposal header. Верификация — независимый пересчёт state_root.
### Верификация
Победитель публикует: `{node_id, NodeChain endpoint, proposal}`.
Верификация NodeChain за одно окно: пересчёт m хэшей. Параллелизация по сегментам — время верификации обратно пропорционально числу ядер.
Верификация proposal: независимое применение control_set + TimeCoin и сравнение state_root.
### Устойчивость
- **Остановка часов** исключена: каждый узел тикает независимо
- **Искажение часов** исключено: VDF последователен, результат детерминирован
- **Proposer grinding** исключён: control_set каноничен, state transition детерминирован, операции финализируются независимо от победителя
- **Front-running** исключён: операции финализируются через подтверждения (~0.3s), не через proposal победителя
- **Предвычисление** исключено: seed содержит текущее значение TimeChain
- **Replay** исключён: TimeChain уникален для каждого τ₁
- **Аппаратное преимущество** ограничено: последовательное хэширование масштабируется тактовой частотой, не количеством ядер
- **Sybil-барьер**: приглашение (1 инвайт на узел, 1 одновременно) + 14 дней VDF + 3 ядра на узел
- **Цензура операций** исключена: операции финализируются через подтверждения узлов, не через победителя
- **Цензура ControlObjects** исключена: control_set каноничен, пропуск = fallback
- **Liveness halt операций** исключён: финализация через 67% online chain_length, не зависит от победителя
- **Liveness halt proposals** исключён: fallback на следующего кандидата
- **Масштабирование**: трафик лотереи ~8.9 KB за окно при любом количестве узлов
### Разрешение конфликтов
**Двойная операция аккаунта** (две операции с одним prev_hash): equivocation. Cemented до обнаружения — необратимо, вторая отклоняется. Не cemented — ожидание quorum 10 окон, затем обе отклоняются. См. раздел «Двойная трата».
**Невалидный proposal**: валидаторы отклоняют, fallback на следующего кандидата. Победитель теряет TimeCoin за это окно.
**Два proposal от одного победителя**: оба отклоняются, fallback. Победитель теряет TimeCoin.
---
## Адреса и переводы
### Полный флоу перевода
```
1. Боб: кошелёк генерирует keypair -> account_id (постоянный адрес, существует математически)
2. Боб -> Алисе: "отправь на mt4ZGfe..." (account_id)
3. Алиса формирует Transfer в своей цепочке:
prev_hash: хэш её предыдущей операции
link: account_id Боба
link_amount: 50 Ɉ
balance: 50 Ɉ (100 - 50)
4. Алиса подписывает FN-DSA-512
5. Алиса рассылает операцию узлам сети
6. Каждый узел проверяет:
FN-DSA-512 подпись валидна для pubkey Алисы
prev_hash совпадает с frontier Алисы
balance >= 0
link_amount > 0
7. Узлы публикуют confirmations, операция распространяется через P2P gossip
8. 67% online chain_length подтвердили → финализирована (~0.3 секунды)
Баланс Алисы: 50 Ɉ
Если Боб новый — создать запись в Account Table (balance = 50 Ɉ)
Если Боб существует — баланс увеличен на 50 Ɉ (детерминированно)
Кошелёк Боба: «финализирован»
```
### Баланс
Баланс аккаунта — одно число в таблице аккаунтов. Обновляется при финализации операции: исходящие переводы (из Transfer отправителя) и входящие зачисления (детерминированно по финализированным операциям).
Бэкап = seed (для деривации приватного ключа FN-DSA-512).
---
## Эмиссия
### Единица
Монета: **TimeCoin** (тикер: $TimeCoin, символ: Ɉ).
1 секунда = 1 TimeCoin = 1 Ɉ = 1 000 mɈ = 1 000 000 μɈ = 1 000 000 000 nɈ
60 секунд = 1 минута = 60 TimeCoin
3 600 секунд = 1 час = 3 600 TimeCoin
86 400 секунд = 1 день = 86 400 TimeCoin
Одно окно τ₁ регистрирует 60 прошедших секунд = 60 TimeCoin.
Точность: 9 знаков после запятой (наносекунда). Все расчёты эмиссии в nɈ (целочисленная арифметика, без плавающей точки).
### Issuance schedule
Одна секунда протокольного времени порождает одну монету. С первого блока и навсегда.
| Параметр | Значение |
|----------|----------|
| Генезис | 09.01.2026 00:00:00 UTC |
| TIME_RECORD | 60 000 000 000 nɈ (60 Ɉ) |
### Регистрация времени
```
time_record(height) = 60_000_000_000 nɈ
```
Каждое окно τ₁ регистрирует 60 прошедших секунд = 60 Ɉ. Без халвингов, без фаз, без исключений. Одна константа на весь горизонт существования протокола.
### Supply audit
```
supply(height) = 60_000_000_000 × (height + 1) nɈ
```
Одно умножение. Проверяемо каждым узлом в каждом τ₁. O(1).
### Инфляция
Supply растёт линейно. Инфляция снижается асимптотически к нулю — константная эмиссия делится на растущий supply:
```
Год 1: 100%
Год 2: 50%
Год 5: 20%
Год 10: 10%
Год 50: 2%
Год 100: 1%
Год 1000: 0.1%
```
### Раннее участие
Эмиссия постоянна: 60 TimeCoin за каждое окно, с первого блока и навсегда. Вероятность победы пропорциональна весу. Узел, работающий дольше, побеждает чаще. Два узла запустившиеся одновременно имеют равные шансы независимо от капитала. Узел запустившийся раньше имеет преимущество — он доказал больше времени.
Стимул для ранних участников встроен в арифметику: не бонусы, не множители — просто больший вес.
### Распределение
Победитель τ₁ записывает прошедшее время и получает 60 Ɉ TimeCoin в своей цепочке. Одно правило. Неизменно с генезиса.
Базовый бюджет: 60 Ɉ/τ₁ (запись 60 секунд). Реальный бюджет безопасности в покупательной способности зависит от рынка.
1 TimeCoin = 1 секунда описывает скорость хода часов. Не ценовой peg, не гарантия покупательной способности.
---
## Пропускная способность
Размер Transfer: ~1 696B (приватный перевод с Bulletproofs).
| Канал узла | TPS |
|-----------|-----|
| 10 Mbps | ~1 620 |
| 100 Mbps | ~16 200 |
| 1 Gbps | ~162 000 |
### Адаптивный размер окна
Пересчёт в τ₂:
- Заполненность > 80% → увеличение размера окна
- Заполненность < 20% уменьшение размера окна
- Шаг: ±20% за τ₂
- Диапазон: 1 MB — 100 MB
---
## Хранение
### Модель: глобальное состояние + локальная история
Узлы хранят глобальное состояние (Account Table, Node Table, proposals). Тела операций аккаунтов хранятся у владельцев. После финализации state transition применён — commitment в таблице обновлён, тело операции сети больше не нужно.
### Три уровня участников
**Узел (валидатор)** — десктоп или сервер, 24/7, минимум 3 ядра (1 узел = 3 ядра, 50 ядер = 16 узлов):
```
Хранит:
Account Table (commitments, frontier_hash, pubkey, phone_hash)
Node Table (node_id, pubkey, start_window, invites)
Proposals (навсегда)
Blob Buffer (зашифрованные сообщения для владельца, TTL = τ₂)
Делает:
TimeChain VDF (1 ядро, 24/7)
NodeChain VDF (1 ядро, 24/7)
Валидация операций (1+ ядро)
P2P gossip (операции, confirmations, reveals, proposals)
Почтовый ящик (хранит сообщения для своего владельца пока тот офлайн)
```
**Кошелёк (клиент)** — телефон, онлайн когда используется:
```
Хранит:
Своя цепочка операций (история переводов)
Свои ключи (seed → keypairs)
Свои контакты (адресная книга: имя → mt-адрес)
Blinding factors (для расшифровки commitments)
Сообщения (локальная история переписки)
Делает:
Отправка/получение переводов
Мессенджер (P2P напрямую через libp2p)
Discovery (phone_hash → account_id → pubkey, локально)
Запрос pubkey и proposals у узлов сети
```
**Доверенный узел** — узел друга, семьи, сообщества:
```
Делает:
Всё что узел + хранит Blob Buffer для привязанных аккаунтов
Владелец аккаунта привязывает свой account_id к доверенному узлу
Узел хранит зашифрованные сообщения (содержимое скрыто)
Владелец забирает сообщения когда появляется онлайн
```
### Размеры
| Участник | Данные | Размер |
|----------|--------|--------|
| Узел (1M аккаунтов) | Account Table + Node Table + Proposals | ~2 GB |
| Узел (10M аккаунтов) | Account Table + Node Table + Proposals | ~11 GB |
| Узел (100M аккаунтов) | Account Table + Node Table + Proposals | ~101 GB |
| Кошелёк (обычный) | 100 операций/год + контакты + сообщения | ~1 MB |
| Кошелёк (активный) | 10 000 операций/год | ~16 MB |
| Корпорация | 1M Anchor/год | ~0.8 GB |
### Потеря данных клиента
Потеря устройства: balance_commitment в Account Table цел, seed восстанавливает ключи, баланс доступен. История переводов и сообщений утрачена — как потерять выписку, не деньги. Если есть доверенный узел — зашифрованные сообщения можно восстановить.
### Fast Sync (новый узел)
1. Цепочка proposals от генезиса — проверка TimeChain-цепочки и подписей победителей (мегабайты)
2. State Root из последнего τ₂ boundary proposal (account_root + node_root)
3. Global State snapshot от пиров: каноническая сериализация всех листьев Merkle-дерева состояния (Account Table + Node Table). Верификация: пересчёт Merkle root из полученных листьев, сравнение с account_root и node_root из proposal
4. Catch-up cemented операций после τ₂ checkpoint:
- Запросить cemented операции от пиров
- Для каждой: проверить подпись FN-DSA-512 + Bulletproofs + prev_hash
- Запросить confirmations, проверить quorum (chain_length > quorum)
- Применить к локальному Account Table
5. Узел синхронизирован и готов к участию
Proposals доказывают цепочку state commitments. Checkpoint восстанавливает каноничное состояние. Catch-up добирает cemented операции после checkpoint через самоверифицируемые операции + confirmations. Тела операций не нужны сети — состояние самодостаточно.
---
## Application Layer
Montana — цифровой стандарт времени. Приложения управляют своим состоянием самостоятельно (серверы, базы данных, P2P). Montana хранит только криптографические отпечатки с привязкой ко времени — 32 байта на запись.
### Anchor
Одна операция, данные навсегда привязаны к timechain_value конкретного окна.
```
Anchor:
prev_hash 32B
account_id 32B
app_id 32B <- SHA-256("mt-app" || app_name)
data_hash 32B <- Merkle root, H(document), произвольный хэш
signature 666B
Итого: ~796B
```
app_id — детерминированный идентификатор пространства имён. Вычисляется из имени приложения, регистрация не требуется. Позволяет фильтровать, индексировать, строить лёгкие клиенты для конкретного приложения.
### Timestamp Proof
Стандартный формат доказательства: документ D существовал до момента T.
```
Доказательство:
1. H(D) <- хэш документа
2. Anchor с data_hash <- содержит MerkleRoot включающий H(D)
3. Merkle proof: H(D) → data_hash <- H(D) является листом дерева
4. Proposal header окна <- содержит Anchor, timechain_value = T
5. VDF-цепочка от генезиса <- доказывает T
Верификация:
1. Пересчитать Merkle proof: H(D) → data_hash
2. Убедиться что Anchor включён в proposal (user_root)
3. Убедиться что proposal содержит валидный timechain_value
4. Любой участник с доступом к цепочке proposals верифицирует
```
Proposals хранятся навсегда. Timestamp proof верифицируем в любой момент.
### Примеры
**Мессенджер.** Каждое сообщение хэшируется, цепочка хэшей формирует Merkle root, Merkle root записывается в Anchor раз в минуту или час. Montana хранит 32 байта — доказательство что набор сообщений существовал в конкретный момент. Подделать историю переписки невозможно — хэш не совпадёт.
**Архив документов.** Компания ежедневно записывает Merkle root документов. Через 10 лет регулятор спрашивает «существовал ли документ X на дату Y». Компания предоставляет документ, Merkle proof и ссылку на proposal. Верификация математическая.
**Социальная сеть.** Каждый пост привязан к Montana Time через Anchor. Порядок публикаций доказуем. Редактирование не скрывает оригинал — хэш оригинала уже в цепочке.
### Экономика
Anchor бесплатен. Тысячи приложений записывающих якоря — утилитарное использование Montana Time. Спрос на токен привязан к утилитарной функции: перевод ценности и запись времени, не спекуляция.
Не нужны смарт-контракты. Не нужен Turing-complete язык. Не нужен газ. Не нужны комиссии.
### Phone Discovery
Привязка номера телефона к аккаунту. Опционально — пользователь решает сам.
```
phone_hash = SHA-256("mt-phone" || phone_number)
```
Пользователь записывает phone_hash в Account Table через PhoneLink (UserObject). Любой знающий номер вычисляет phone_hash локально → находит account_id в своей копии Account Table → получает pubkey. Ноль запросов к серверу. Ноль загрузки контактов.
```
PhoneLink:
prev_hash 32B
account_id 32B
phone_hash 32B <- SHA-256("mt-phone" || phone_number)
signature 666B
Итого: ~762B
```
Алиса открывает адресную книгу → вычисляет phone_hash каждого контакта локально → сверяет с Account Table на своём узле → мгновенно видит кто в Montana. Как WhatsApp, но без сервера.
### Messenger
Мессенджер поверх Montana. Протокол отвечает за identity и время. Доставка — P2P между устройствами. Montana не хранит, не буферизирует, не маршрутизирует сообщения.
**Что даёт Montana мессенджеру:**
- **Discovery:** phone_hash → account_id → pubkey (локально, из Account Table)
- **Шифрование:** pubkey получателя из Account Table → E2E encryption
- **Timestamping:** Anchor с хэшем переписки → доказуемый момент
**Что Montana НЕ делает:**
- Не хранит сообщения
- Не маршрутизирует
- Не буферизирует
```
Отправка:
1. Алиса знает phone_hash Боба → account_id → pubkey (локально)
2. Шифрует сообщение pubkey Боба
3. Отправляет прямо устройству Боба через P2P (libp2p)
4. Опционально: Anchor с H(conversation_root) → привязка ко времени
Получение (онлайн):
1. Боб получает сообщение по P2P напрямую
2. Расшифровывает своим приватным ключом
Получение (офлайн):
1. Боб офлайн → Алиса хранит сообщение на своём устройстве
2. Боб появился → устройство Алисы доставляет
3. Если у Боба есть узел (валидатор) — узел работает 24/7,
принимает и хранит сообщения для своего владельца
```
**Три уровня доставки:**
```
Уровень 1 — оба онлайн:
Телефон Алисы ←→ libp2p ←→ Телефон Боба
Прямое P2P соединение. Мгновенно.
Уровень 2 — Боб офлайн, у Боба есть узел:
Телефон Алисы → libp2p → Узел Боба (24/7)
Узел хранит зашифрованное сообщение в Blob Buffer (TTL = τ₂)
Боб появился → телефон забирает сообщения с узла
Уровень 3 — Боб офлайн, у Боба есть доверенный узел:
Телефон Алисы → libp2p → Доверенный узел Боба
Зашифровано pubkey Боба — доверенный узел не видит содержимое
Боб появился → забирает сообщения
Fallback — оба офлайн, нет узла:
Алиса хранит сообщение на своём устройстве
Доставляет при следующей встрече онлайн
```
Сообщения хранятся у участников, не в сети. Montana хранит только хэши (32B) с привязкой ко времени. Подделать историю переписки невозможно — хэш в proposal навсегда.
### Integration
Три операции для подключения внешних систем к Montana.
#### Write — запись
Внешняя система формирует Anchor и отправляет в P2P-сеть.
```
Вход: app_id (32B) + data_hash (32B) + подпись FN-DSA-512
Выход: Anchor включён в proposal окна W с timechain_value T_W
```
data_hash — произвольный хэш: Merkle root документов, хэш batch'а Rollup, fingerprint состояния. Montana не интерпретирует содержимое — хранит 32 байта с привязкой ко времени.
#### Read — чтение
Внешняя система запрашивает доказательство по height или data_hash.
```
Вход: proposal height или data_hash + app_id
Выход: proposal header + Merkle path от data_hash до user_root
```
Proposal header содержит timechain_value = доказуемый момент. Merkle path доказывает что data_hash включён в этот proposal.
#### Verify — верификация
Внешняя система проверяет proof автономно, без доверия к Montana-узлу.
```
1. Пересчитать Merkle path: data_hash → user_root
2. Сравнить user_root с полем в proposal header
3. Проверить подпись победителя на proposal header
4. Проверить timechain_value: пересчёт D хэшей от T_{W-1} до T_W
5. Проверить цепочку proposals: prev_proposal_hash связывает окна до генезиса
```
Шаги 13: миллисекунды. Шаг 4: ~60 секунд на одном ядре (один сегмент VDF). Шаг 5: проверка подписей и хэшей — линейна по количеству proposals, параллелизуема.
Полная верификация от генезиса: H сегментов VDF, каждый проверяется независимо. На C ядрах: ~(H/C) × 60 секунд. TimeChain хранит все промежуточные T_r в proposals — параллелизация полная.
---
## Ключи
```
seed
├── Аккаунт: FN-DSA-512 keypair → account_id = SHA-256("mt-account" || suite_id || account_pubkey)
└── Узел: FN-DSA-512 keypair → node_id = SHA-256("mt-node" || node_pubkey)
```
Один seed порождает два FN-DSA-512 keypair: для аккаунта (подпись операций) и для узла (подпись proposals и NodeChain endpoints). account_id и node_id выводятся из публичных ключей, верифицируемы без знания seed. Бэкап = seed.
---
## Криптографическая реализация
### Primitive layer
Собственная реализация криптографических примитивов запрещена. Только audited библиотеки с constant-time гарантиями и опубликованными test vectors.
| Примитив | Стандарт | Роль |
|----------|----------|------|
| SHA-256 | FIPS 180-4 | TimeChain, NodeChain, адреса, Merkle-деревья |
| FN-DSA-512 | Selected NIST candidate, forthcoming FIPS 206 | Подписи блоков аккаунтов и proposals |
| Pedersen commitments | Ristretto group | Скрытие балансов и сумм |
| Bulletproofs | Bünz et al. 2018 | Range proofs, balance proofs. Без trusted setup |
### Consensus encoding layer
Консенсусно-критическая поверхность: каноническая сериализация, Merkle layout и domain separation. Разная сериализация одного объекта = разный хэш = форк. Требования:
- Fixed binary encoding для каждого консенсусного объекта
- Length-prefix кодирование полей, фиксированный endianness (little-endian)
- Domain separation для всех хэшей:
| Домен | Контекст |
|-------|----------|
| `mt-op` | Хэширование операций аккаунтов |
| `mt-header` | Хэширование proposal headers |
| `mt-account` | Деривация account_id |
| `mt-invitation` | Хэширование приглашений |
| `mt-merkle-leaf` | Листья Merkle-деревьев |
| `mt-merkle-node` | Внутренние узлы Merkle-деревьев |
| `mt-timechain` | TimeChain VDF seed |
| `mt-nodechain-init` | NodeChain init seed |
| `mt-equivocation` | Хэширование equivocation proofs |
| `mt-confirmation` | Хэширование async confirmations |
| `mt-app` | Деривация app_id для Application Layer |
| `mt-node` | Деривация node_id |
| `mt-phone` | Деривация phone_hash для Phone Discovery |
- Альтернативные сериализации запрещены
- Test vectors для каждого консенсусного объекта
- Cross-implementation conformance tests перед запуском mainnet
### Protocol layer
Собственная реализация поверх криптографического ядра:
| Компонент | Назначение |
|-----------|------------|
| Merkle-деревья | State Root (из SHA-256 вызовов) |
| VDF scheduling | Управление TimeChain и NodeChain цепочками |
| State machine | Account Table, Node Table, state transitions |
| P2P gossip | Распространение операций, confirmations и proposals |
### Инфраструктура
| Библиотека | Назначение |
|------------|------------|
| RocksDB | Хранение Account Table и операций |
| libp2p | P2P транспорт |
Production: Rust.
---
## Сетевой уровень
### Transport Obfuscation
Весь P2P-трафик Montana неотличим от обычного HTTPS. Внешний наблюдатель (ISP, DPI, государственный фаервол) не может определить что соединение принадлежит Montana.
**Требования:**
1. Все P2P-соединения инкапсулированы в TLS 1.3 на порт 443
2. Noise framework (встроен в libp2p) для шифрования внутри TLS
3. Padding: каждый пакет дополняется до фиксированного размера из набора {1 KB, 2 KB, 4 KB}. Ближайший больший размер
4. Timing jitter: интервал между пакетами рандомизирован в пределах ±20% от базового
**Что скрывается:**
| Наблюдатель | Видит | Не видит |
|-------------|-------|----------|
| ISP / DPI | TLS 1.3 соединение на порт 443 | Протокол, содержимое, тип сообщения |
| Сетевой аналитик | Поток пакетов фиксированного размера | Паттерн VDF reveal / confirmation / proposal |
| Государственный фаервол | HTTPS-трафик | Факт участия в Montana |
**Реализация:**
```
libp2p transport stack:
TCP → TLS 1.3 (порт 443) → Noise → Montana protocol
Padding:
msg_padded = msg || random_bytes(next_bucket_size - len(msg))
bucket_sizes = [1024, 2048, 4096]
Timing jitter:
send_delay = base_interval × (1 + uniform(-0.2, 0.2))
```
Блокировка Montana = блокировка TLS 1.3 на порт 443 = блокировка HTTPS = блокировка интернета.
Transport obfuscation ортогонален консенсусу. TimeChain, NodeChain, state machine работают поверх любого транспорта без изменений.
### Censorship-Resistant Discovery
Генезис: 12 hardcoded bootstrap nodes. Если все 12 IP заблокированы на уровне страны — новый узел не может войти в сеть. Четыре независимых канала обнаружения. Достаточно одного из четырёх.
**1. Domain fronting.** Bootstrap через CDN (Cloudflare, AWS CloudFront). Узел отправляет HTTPS-запрос на CDN-домен, внутри TLS — запрос к Montana bootstrap. Внешний наблюдатель видит соединение с CDN. Блокировка = блокировка CDN = блокировка половины интернета.
**2. Peer exchange.** Каждый узел хранит и передаёт список активных пиров новичкам. Достаточно знать IP одного узла — друг, QR-код, мессенджер. Один живой контакт = вход в сеть.
**3. DHT.** Kademlia DHT поверх libp2p. Узлы находят друг друга без центральной точки. Идентификаторы рандомизированы — DHT не раскрывает node_id до установления Montana-соединения.
**4. Bridge nodes.** Узлы за пределами цензурируемой юрисдикции, опубликованные через внеполосные каналы (социальные сети, мессенджеры, печатные QR-коды). IP bridge node неизвестен фаерволу до использования.
Избыточность = устойчивость. Четыре канала независимы. Блокировка одного не влияет на остальные.
### Dandelion++ (анонимность отправителя)
P2P gossip Montana ретранслирует операции через все узлы. Без защиты первый пир знает IP отправителя. Dandelion++ (Fanti et al. 2018) устраняет связь IP → операция модификацией существующего gossip.
**Две фазы:**
```
Stem (стебель):
Операция проходит по цепочке через 2-3 случайных узла.
Каждый узел видит только предыдущий hop, не автора.
На каждом hop с вероятностью p = 0.1 переход в fluff.
Fluff (пух):
Последний stem-узел запускает обычный gossip.
Для всей сети операция «появилась» из случайной точки.
```
**Применение по типу объекта:**
| Объект | Режим | Причина |
|--------|-------|---------|
| UserObject (Transfer, Anchor, OpenAccount, ChangeKey, PhoneLink) | Stem → fluff | Скрыть IP отправителя |
| ControlObject (NodeInvitation, NodeRegistration) | Stem → fluff | Скрыть IP пригласившего/регистрирующегося |
| VDF Reveal | Прямой gossip (без stem) | node_id публичен в reveal, анонимность невозможна |
| Confirmation | Stem → fluff | Скрыть какой узел подтвердил первым |
VDF Reveal — единственное исключение. Reveal содержит node_id по определению. Связь IP → node_id для внешнего наблюдателя закрыта слоем Transport Obfuscation (TLS 1.3 на порт 443).
**Свойства:**
| Угроза | Защита |
|--------|--------|
| Пир видит IP отправителя | Stem: пир видит только предыдущий hop |
| Глобальный наблюдатель (ISP) | TLS 1.3 + timing jitter (Transport Obfuscation) |
| Анализ графа gossip | Операция входит в gossip из случайной точки |
| Контроль k узлов | Деанонимизация требует контроля O(√n) узлов |
**Реализация:**
```
stem_peer = random_choice(connected_peers)
on_receive_stem(msg, from_peer):
if random() < 0.1:
gossip_broadcast(msg) // fluff
else:
next_peer = random_choice(connected_peers, exclude=from_peer)
send_stem(msg, next_peer) // продолжить stem
timeout:
если stem-сообщение не ушло в fluff за 30 секунд → принудительный fluff
```
Dandelion++ не требует внешней инфраструктуры. Каждый Montana-узел уже является relay — gossip существует, stem добавляет 2-3 hop перед ним. Latency overhead: миллисекунды.
### Три слоя — одна конструкция
```
Слой 1: Transport Obfuscation ISP не знает что ты в Montana
Слой 2: Censorship-Resistant Discovery фаервол не может отрезать от сети
Слой 3: Dandelion++ пиры не знают кто автор операции
```
Каждый слой закрывает свой вектор. Ни один не требует внешней инфраструктуры. Всё построено поверх libp2p и существующего gossip. Сетевой уровень ортогонален консенсусу — ни один state transition не затронут.
---
## Архитектура
```
┌─────────────────────────────────┐
│ Wallet │
│ Кошелёк, баланс, переводы │
│ FN-DSA-512 keypair │
└──────────────┬──────────────────┘
┌──────────────┴──────────────────┐
│ Montana │
│ Децентрализованные часы │
│ │
│ TimeChain ──→ NodeChain ──→ Account
│ (часы) (присутствие) (состояние)
│ │
│ Account Chain (Block Lattice) │
│ Account Table, Proposals │
│ SHA-256, FN-DSA-512 │
└─────────────────────────────────┘
```