efir369999/montana

Fork 0

Montana f33cb0977d Mirror of /Users/kh./Python/Ничто/Монтана

2026-05-04 00:48:53 +03:00

57 KiB

Raw Blame History

TimeChain — Спецификация протокола Montana

Версия: 14.3.0 (2026-04-01)

Определение

Децентрализованная сеть. Время — единственная реальная валюта. 1 секунда присутствия узла в сети = 1 Ɉ.

Консенсус: Proof of Time (PoT) — последовательное SHA-256 хэширование (VDF) как доказательство прошедшего времени. Временные окна возникают из вычислений.

Генезис: 09.01.2026 00:00:00 MSK.

Криптография

Два примитива с разделёнными ролями:

SHA-256 — консенсус (Beacon VDF, Service VDF), адреса, Merkle-деревья, хэширование
FN-DSA-512 (selected NIST candidate, forthcoming FIPS 206) — подписи транзакционных блоков

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.

Подписи — FN-DSA-512

Подпись на NTRU-решётках (Falcon-512). Stateless, многоразовая. Публичный ключ закрепляется за аккаунтом при создании и используется для всех последующих блоков.

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 блок 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 блоков. Перевод — один блок в цепочке отправителя. Зачисление получателю — детерминированно после финализации proposal. Цепочки аккаунтов полностью независимы.

Типы блоков

OpenAccount — создание аккаунта (один раз):

type           1B
suite_id       2B
account_id    32B
pubkey       897B     <- FN-DSA-512, публикуется единожды
pending_root  32B     <- Merkle root всех захваченных pending entries
balance        8B     <- детерминированно = сумма захваченных entries (>= ACCOUNT_RESERVE)
signature    666B
Итого:     ~1 638B

StateBlock — перевод:

prev_hash     32B     <- хэш предыдущего блока в цепочке аккаунта
account_id    32B
link          32B     <- account_id получателя
link_amount    8B     <- сумма перевода получателю
balance        8B     <- абсолютный баланс отправителя после операции
flags          1B
signature    666B
Итого:       ~779B

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

Верификация баланса

Баланс в StateBlock абсолютный. StateBlock содержит поле balance (новый баланс отправителя после операции). Перевод содержит сумму в поле link_amount (8B, добавляется в формат StateBlock).

fee = prev_balance - new_balance - link_amount

Каждый узел проверяет: new_balance >= 0, link_amount > 0, fee >= min_fee.

Комиссия

Комиссия вычисляется из трёх известных величин: prev_balance (из Account Table), new_balance и link_amount (из StateBlock). Минимум 1 mɈ. Размер min_fee адаптивный — рассчитывается по формуле на основе заполненности окон τ₁. Пользователь знает комиссию до отправки.

Победитель окна τ₂ получает сумму всех комиссий блоков в окне.

Pending Transfers и OpenAccount

Отправка на несуществующий account_id создаёт pending entry в Pending Transfer Table:

Pending entry:
  source_block_hash   32B
  from_account_id     32B    <- отправитель (для refund при expiry)
  to_account_id       32B
  amount               8B
  expiry_τ₂            4B    <- дедлайн: N окон τ₂ после финализации

Баланс отправителя уменьшается сразу при финализации StateBlock. Средства хранятся в pending entry до открытия аккаунта получателем.

OpenAccount захватывает все pending entries адресованные данному account_id. Canonical rule: множество захваченных entries = все записи в Pending Transfer Table где to_account_id == account_id. Выбора нет — захватываются все или ни одна. pending_root в OpenAccount = Merkle root этого множества, отсортированного по (source_block_hash). balance = сумма amount всех захваченных entries.

Верификация OpenAccount в state transition:

Вычислить множество entries из Pending Transfer Table по to_account_id
Вычислить Merkle root множества -> сравнить с pending_root в блоке
Вычислить сумму amount -> сравнить с balance в блоке
Проверить balance >= ACCOUNT_RESERVE
Удалить все matching entries из Pending Transfer Table
Создать запись в Account Table

Автоматический возврат: если pending entry не захвачена OpenAccount до expiry_τ₂, средства возвращаются отправителю протокольно в state transition. Новая подпись отправителя не требуется.

Account Reserve

ACCOUNT_RESERVE Ɉ — минимальная сумма для открытия аккаунта (параметр протокола). Защита от спама аккаунтов.

Coinbase

Победитель τ₂ создаёт coinbase-блок в своей цепочке. Баланс увеличивается на сумму эмиссии + комиссии всех блоков окна.

Supply audit при финализации τ₂: суммарная эмиссия coinbase от генезиса сверяется с supply(height) из issuance schedule.

Двойная трата

Каждый аккаунт имеет одну цепочку. Два блока с одним prev_hash = форк. Форк обнаруживается мгновенно. Разрешается победителем τ₂: canonical rule lower H(block) wins. Второй блок отбрасывается.

Состояние сети

Глобальное состояние = Account Table + Node Table + Pending Transfer Table + Expiry Queue.

Account Table (запись на аккаунт):
  account_id       32B
  balance           8B
  frontier_hash    32B    <- хэш последнего блока в цепочке
  block_height      4B
  suite_id          2B
  current_pubkey  897B

Node Table (запись на узел):
  node_id                 32B     <- SHA-256("mt-node" || node_pubkey), верифицируемо
  node_pubkey            897B
  suite_id                 2B
  chain_length             4B     <- суммарное количество подписанных τ₂, weight = chain_length
  pending_invite          32B     <- node_id приглашённого (0x00..00 если нет)
  invite_window            4B     <- окно финализации Invitation (0 если нет)
  invite_expires           4B     <- invite_window + 2116 (0 если нет)
  status                   1B     <- active | suspended

Pending Transfer Table (запись на pending перевод):
  source_block_hash  32B
  from_account_id    32B    <- для refund при expiry
  to_account_id      32B
  amount              8B
  expiry_τ₂           4B

Expiry Queue (индекс pending entries по сроку):
  expiry_τ₂           4B
  entry_hash         32B

State Root

Merkle-дерево глобального состояния. Четыре подкорня, каждый — Merkle root своей таблицы с явным порядком листьев:

State Root = SHA-256("mt-merkle-node" || account_root || node_root || pending_root || expiry_root)

Account Table Root:          листья по account_id (лексикографически)
Node Table Root:             листья по node_id (лексикографически)
Pending Transfer Root:       листья по (to_account_id || from_account_id || source_block_hash) (лексикографически)
Expiry Queue Root:           листья по (expiry_τ₂ big-endian 4B || entry_hash) (лексикографически)

active_set_root = Merkle root подмножества Node Table где status = active
                  и chain_length > 0.
                  Детерминировано из Global State. Узлы с weight = 0 не входят в active set.

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 τ₂.

Таймчейн

Три логических двигателя с односторонним потоком зависимостей: Beacon -> Service -> Execution.

Beacon — глобальные часы протокола

Непрерывная последовательная SHA-256 цепочка. Общий источник случайности и ритм сети:

B_r = SHA-256^D(B_{r-1})

D — количество последовательных хэшей за один слот τ₁. Beacon продвигается по расписанию финализированных слотов. Для фиксированного индекса r значение B_r совпадает у всех честных узлов. Каждый узел вычисляет Beacon независимо — результат детерминирован.

Beacon не зависит от состояния, транзакций и поведения отдельных узлов.

Service — персональный VDF узла

Доказательство непрерывного присутствия конкретного node_id. Якорится в Beacon каждый слот:

S_{i,s,0}   = SHA-256(S_{i,s-1,m} || B_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 службы), значение Beacon (протокольное время), node_id (идентичность). m последовательных хэшей за слот — доказательство работы.

Инициализация: для первого слота нового узла предыдущий endpoint отсутствует. Service init привязан к каноническим данным proposal в котором Invitation финализирован:

S_{i,0,0} = SHA-256("mt-service-init" || control_root || beacon_value || node_id_i)

control_root и beacon_value из proposal header окна финализации Invitation. Оба канонические (не зависят от субъективного user_set). Предвычисление VDF невозможно — beacon_value неизвестен до закрытия окна. Grinding surface = ноль. Верифицируем любым узлом.

Service зависит от Beacon. Beacon не зависит от Service.

VDF Reveal

После закрытия окна τ₂ каждый узел публикует подписанное reveal-сообщение (VDF endpoint становится известен только после завершения VDF за окно):

VDF_Reveal:
  node_id          32B
  window_index      4B     <- индекс τ₂
  endpoint         32B     <- S_{i,final,m}
  signature       666B     <- FN-DSA-512, подписано node_pubkey
Итого:       ~734B

Reveal распространяется по P2P. Валидация при получении:

Подпись FN-DSA-512 соответствует node_pubkey из Node Table
window_index = только что закрытый τ₂
node_id существует в Node Table, status = active
endpoint верифицируем: пересчёт Service VDF от предыдущего endpoint (или от service_init для первого окна узла)

Два reveal с одинаковыми (node_id, window_index) и одинаковым endpoint = дедупликация. Два reveal с одинаковыми (node_id, window_index) и разным endpoint = reveal_conflict (equivocation).

active_vdf_list = все валидные VDF_Reveal полученные до reveal_cutoff. Порядок: node_id лексикографически. Список каноничен. Свобода победителя над списком: ноль. Пропуск валидного reveal = невалидный proposal = fallback.

Execution — содержимое блока

Приём, верификация execution objects и формирование набора. Два класса объектов:

UserObjects — пользовательские операции:

Тип	Описание	Валидация
StateBlock	Перевод средств	FN-DSA-512 подпись, баланс >= 0, prev_hash, link_amount > 0, fee >= min_fee
OpenAccount	Создание аккаунта	FN-DSA-512 подпись, pending_root, balance >= ACCOUNT_RESERVE
ChangeKey	Смена ключа	FN-DSA-512 подпись старым ключом, new_pubkey

ControlObjects — объекты управляющие составом сети:

Тип	Описание	Валидация
Invitation	Приглашение нового узла	FN-DSA-512 подпись пригласившего, pending_invite = 0, status = active
NodeRegistration	Регистрация узла	FN-DSA-512 подпись, node_id уникален, proof_endpoint верифицируем через VDF, приглашение существует
EquivocationProof	Доказательство equivocation	Два конфликтующих подписанных сообщения от одного node_id (proposal_conflict или reveal_conflict)

Каждый узел валидирует объекты обоих классов локально при получении. Валидные объекты ретранслируются по P2P. ControlObjects дополнительно ретранслируются каждый τ₁ до финализации или expiry.

Два набора в proposal

Proposal содержит два набора с разными правилами:

user_set = все валидные UserObjects из мемпула победителя до block_cutoff. Определяется мемпулом победителя. UserObjects не вошедшие в proposal переносятся в следующее окно. Пропуск UserObject не является основанием для отклонения 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 обоих наборов: H(object) лексикографически.

Форки аккаунтов (два блока с одним prev_hash) разрешаются правилом lower H(block) wins.

Три дедлайна в окне

|--- окно τ₂ (~600 сек) ---|-- reveal phase (R сек) --|
                            ^                          ^
                      block_cutoff         reveal_cutoff = control_cutoff
                    (C сек до закрытия)      (R сек после закрытия)

block_cutoff = C секунд до закрытия окна. UserObjects после block_cutoff переносятся в следующее окно. C достаточен для полной P2P-пропагации (~30 секунд).
control_cutoff = reveal_cutoff = R секунд после закрытия окна. ControlObjects принимаются до этого момента. Дополнительное время + ретрансляция каждый τ₁ обеспечивают полную пропагацию.
reveal_cutoff = R секунд после закрытия окна. VDF_Reveal публикуются после закрытия окна.

После reveal_cutoff: определяется победитель лотереи, победитель собирает proposal.

Proposer

Победитель собирает proposal из двух наборов:

control_set: все ControlObjects до control_cutoff (каноничен, свобода = ноль)
user_set: все UserObjects из своего мемпула до block_cutoff

Свобода proposer над обработкой: ноль (порядок = H(object), state transition = детерминирован). Свобода над control_set: ноль (каноничен). Свобода над user_set: ограничена мемпулом (задержка, не раскол).

Proposal с невалидным объектом, пропущенным ControlObject или неверным state_root отклоняется, переход ко второму месту.

Финальность proposal

Финальность = подпись победителя на proposal header + независимая верифицируемость.

Победитель публикует подписанный proposal header + control_set + user_set + active_vdf_list
Каждый узел проверяет каждый блок из списка по правилам валидации
Каждый узел применяет state transition детерминированно
Каждый узел сравнивает вычисленный state_root с заявленным в proposal
Совпадает — proposal принят, state обновлён
Не совпадает — proposal отклонён, fallback на второе место

Proposal header:

Proposal header:
  prev_proposal_hash    32B
  prev_state_root       32B    <- State Root до применения блоков
  control_root          32B    <- Merkle root control_set (каноничен)
  user_root             32B    <- Merkle root user_set
  vdf_list_root         32B    <- Merkle root active_vdf_list (каноничен)
  new_state_root        32B    <- State Root после применения всех блоков
  active_set_root       32B
  beacon_value          32B
  coinbase_hash         32B
  winner_node_id        32B
  signature            666B    <- FN-DSA-512, подписано node_pubkey победителя

Fallback: если proposal победителя не получен в пределах timeout (120 секунд после reveal_cutoff) или отклонён — proposal формирует второе место (следующий min ticket). Каскад до третьего места и далее с тем же timeout. Молчание не наказывается — победитель теряет только coinbase за это окно.

Async confirmations (для light clients)

После принятия proposal узлы публикуют confirmation:

Confirmation:
  node_id          32B
  proposal_hash    32B
  signature       666B

Confirmations не участвуют в консенсусе. Они предоставляют light clients аудиторский след: независимые узлы подтвердили корректность state_root. Light client взвешивает confirmations по chain_length из prev_state_root (состояние на начало окна, зафиксировано в proposal header). Не по количеству node_id. Порог доверия определяется light client.

State transition

При финализации proposal state transition применяется атомарно в фиксированном порядке:

apply_proposal(state, proposal) -> state':

  Шаг 1: применить control_set в порядке H(object) лексикографически.
    Invitation:       записать pending_invite, invite_window и invite_expires в Node Table пригласившего.
    NodeRegistration: проверить приглашение, создать запись в Node Table
                      (chain_length=1, status=active). Очистить pending_invite пригласившего.
    EquivocationProof: применить санкцию к node_id в Node Table
                       (proposal_conflict или reveal_conflict: status=suspended, chain_length=0).

  Шаг 2: применить user_set в порядке H(object) лексикографически.
    StateBlock:   обновить баланс отправителя.
                  Получатель существует -> кредитовать баланс.
                  Получатель не существует -> создать pending entry.
    OpenAccount:  захватить все pending entries для account_id
                  (включая созданные ранее на этом же шаге),
                  создать запись в Account Table.
    ChangeKey:    обновить pubkey и suite_id в Account Table.

  Шаг 3: применить coinbase победителя.

  Шаг 4: обновить chain_length.
    Для каждого node_id из active_vdf_list в proposal:
    chain_length += 1 в Node Table.

  Шаг 5: обработать expiry.
    Pending transfers: все entries где expiry <= current_window
    и не захваченные OpenAccount на шаге 2 ->
    вернуть amount на баланс from_account_id,
    удалить entry из Pending Transfer Table и Expiry Queue.
    Приглашения: все записи Node Table где invite_expires <= current_window
    и invite_expires > 0 -> очистить pending_invite, invite_window и invite_expires.

  Шаг 6: вычислить new_state_root.

Порядок детерминирован. Control_set первым, user_set вторым, coinbase третьим, chain_length четвёртым, expiry последним. Каждый узел применяет одну и ту же последовательность шагов к одним и тем же наборам и получает один и тот же new_state_root.

Execution зависит от Beacon и Service. Обратных зависимостей нет.

С ростом TPS сети дополнительные ядра подключаются для верификации блоков. Минимум для валидатора: 3 логических ядра (Beacon + Service + Execution). Верификация блоков аккаунтов полностью параллелизуется — цепочки аккаунтов независимы.

Приглашение и регистрация узла

Вход в сеть — по приглашению. Каждый зарегистрированный узел может пригласить одного нового. Пока приглашённый в процессе регистрации, пригласивший не может приглашать других. Одновременно одно приглашение на узел.

Генезис: 12 узлов в разных локациях (hardcoded, аналог bootstrap nodes в Bitcoin).

Invitation

Зарегистрированный узел публикует приглашение:

Invitation:
  inviter_node_id    32B
  invited_pubkey    897B     <- публичный ключ нового узла
  signature         666B     <- подписано inviter node_pubkey
Итого:          ~1 595B

Invitation не содержит start_window — он определяется при финализации.

Валидация Invitation:

Подпись валидна для inviter node_pubkey из Node Table
inviter status = active
inviter pending_invite = 0x00..00 (нет активного приглашения)
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 + 2116 (2016 VDF + 100 окон запас)

Привязка VDF к моменту приглашения

VDF seed приглашённого узла привязан к хэшу proposal в котором Invitation финализирован:

service_init = SHA-256("mt-service-init" || control_root || beacon_value || node_id)

control_root и beacon_value — канонические поля из proposal header окна финализации. Не зависят от субъективного user_set победителя. Предвычисление VDF невозможно: beacon_value неизвестен до закрытия окна.

Приглашённый узел узнаёт control_root и beacon_value только увидев финализированный proposal → вычисляет service_init → начинает VDF с окна W+1.

Регистрация узла

Приглашённый узел после финализации Invitation:

Наблюдает proposal с Invitation → получает control_root и beacon_value
Вычисляет service_init = SHA-256("mt-service-init" || control_root || beacon_value || node_id)
Непрерывно вычисляет Service VDF: 2016 окон подряд (от W+1 до W+2016), каждое якорится в соответствующий Beacon
Через ~14 дней получает proof_endpoint = S_{i,2015,m}
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,2015,m} (endpoint после 2016 окон VDF)
  signature       666B     <- подписано node_pubkey
Итого:        ~1 630B

Валидация NodeRegistration:

Подпись FN-DSA-512 валидна для node_pubkey
node_id уникален (не существует в Node Table)
inviter_node_id существует в Node Table, pending_invite = node_id
invite_window + 2016 < текущее окно (VDF завершён)
Восстановить control_root и beacon_value из proposal окна invite_window
Вычислить service_init = SHA-256("mt-service-init" || control_root || beacon_value || node_id) из proposal окна invite_window
proof_endpoint верифицируем: пересчёт VDF от service_init через 2016 окон с якорением в Beacon значения от invite_window+1

Верификация: 2016 сегментов VDF проверяются параллельно. На C ядрах: ~(2016/C) × t_segment.

При финализации: создать запись в Node Table (chain_length = 1, status = active). Очистить pending_invite, invite_window и invite_expires у пригласившего.

Истечение приглашения

Если NodeRegistration не финализирован до invite_expires (invite_window + 2116) — приглашённый не завершил VDF. При обработке state transition: pending_invite, invite_window, invite_expires пригласившего очищаются автоматически. Узел может приглашать снова.

Скорость роста сети

Каждый узел производит максимум одно приглашение 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)

Аппаратный бюджет сверх количества приглашений бесполезен. 1000 узлов = максимум 1000 новых за 14 дней, независимо от количества ядер.

Потоковая модель

Блоки аккаунтов текут непрерывно. Узел получает блок -> проверяет подпись FN-DSA-512 и баланс -> передаёт в P2P gossip. Время подтверждения определяется скоростью P2P-распространения (~2-5 секунд).

Блок включается в канонический набор τ₂ при включении победителем лотереи в proposal. Блоки не ожидают появления τ₁ или τ₂ — окна являются точками финализации, а не условиями приёма.

Цепочки аккаунтов полностью независимы. Блоки разных аккаунтов обрабатываются параллельно без конфликтов.

Временные слои (τ)

τ₁ (≈60с) → τ₂ (10 × τ₁) → τ₃ (2016 × τ₂)

τ₁ — Слот (≈60 секунд)

Beacon продвигается на D хэшей
Service VDF продвигается на m хэшей с якорем в текущем B_s
Узлы валидируют и ретранслируют блоки аккаунтов по P2P

τ₂ — Финализация и эмиссия (10 × τ₁ ≈ 10 минут)

Active set (состав и веса участников) фиксируется в начале τ₂
control_set: все валидные ControlObjects до control_cutoff (каноничен)
user_set: все валидные UserObjects из мемпула победителя до block_cutoff
Узлы раскрывают Service VDF endpoint
Лотерея: ticket_i = -ln(S_{i,final,m} / 2^256) / weight_i, победитель = min(ticket_i) среди допущенных
Победитель публикует подписанный proposal:

Proposal header:
  prev_proposal_hash    32B
  prev_state_root       32B
  control_root          32B
  user_root             32B
  vdf_list_root         32B
  new_state_root        32B
  active_set_root       32B
  beacon_value          32B
  coinbase_hash         32B
  winner_node_id        32B
  signature            666B

Финальность: подпись победителя на proposal header. Каждый валидатор применяет блоки детерминированно и проверяет new_state_root
При финализации: state transition по фиксированному порядку (см. раздел «State transition» в Execution)
Coinbase: вся эмиссия + все комиссии → победителю
Supply audit: суммарная эмиссия coinbase от генезиса сверяется с supply(height) из issuance schedule
Разрешение форков: приоритет ветки с наибольшим суммарным Beacon-доказательством

Beacon safety: компрометация значения Beacon требует нарушения свойства последовательности SHA-256 VDF.

Beacon liveness: задержка продвижения Beacon невозможна — Beacon вычисляется каждым узлом независимо.

τ₃ — Адаптация (2016 × τ₂ ≈ 14 дней)

Калибровка D и m: медиана слотовых интервалов сверяется с целевыми, цель τ₁ ≈ 60 секунд
State Root коммитится в каждом τ₂ (в proposal header). State Root покрывает весь Global State: Account Table, Node Table, Pending Transfer Table, Expiry Queue. τ₃ фиксирует канонический State Root для Fast Sync
Криптографическая амнезия: подписанные proposals сохраняются навсегда — верифицируемая цепочка state commitments. Тела блоков аккаунтов, подписи FN-DSA-512 и данные execution objects удаляются после 8 × τ₃ (112 дней). Proposals доказывают что конкретное состояние было закоммичено победителем; восстановление содержимого состояния требует snapshot или архива. Equivocation proofs по объектам старше 8 × τ₃ не принимаются — все споры разрешаются внутри окна
Пересчёт параметров окна τ₁

Консенсус — Proof of Time (PoT)

Три двигателя

Beacon — глобальные часы. Чистая VDF-цепочка B_r = SHA-256^D(B_{r-1}). Источник случайности для лотереи. Продвигается по расписанию финализированных слотов.

Service — персональный VDF. Якорится в Beacon каждый слот. Доказывает присутствие node_id. Определяет лотерейный билет. Раскрытие endpoint при закрытии τ₂ = подпись окна = +1 к весу.

Execution — содержимое блока. Два набора: control_set (каноничен, все ControlObjects) + user_set (из мемпула победителя). Порядок и обработка детерминированы.

Зависимости односторонние: Beacon -> Service -> Execution. Отказ в Execution не заражает случайность. Отказ конкретного узла в Service не заражает общий ритм.

Стаж и вес

Определение

Вес узла — суммарное количество подписанных τ₂:

weight_i = chain_length_i

Вес — единственная мера влияния узла в протоколе. Определяется только количеством подписанных окон.

Как растёт

Подписал окно — плюс один. Не подписал — ничего не произошло. Equivocation — chain_length = 0.

Узел раскрывает VDF_Reveal после закрытия τ₂ (см. раздел «VDF Reveal»). active_vdf_list каноничен: все валидные reveal до reveal_cutoff, порядок по node_id. Свобода победителя: ноль. State transition: chain_length += 1 для каждого node_id из списка. Пропуск окна не наказывается — узел просто не получает +1.

На что влияет вес

Вес определяет две вещи:

1. Лотерея. Вероятность победы в τ₂ строго пропорциональна весу:

ticket_i = -ln(S_{i,final,m} / 2^256) / weight_i
winner = min(ticket_i)
P(node_i) = weight_i / Σ weight(all_nodes)

Доказательство: S_{i,final,m} / 2^256 приближает U[0,1]. -ln(U) ~ Exp(1). -ln(U)/w ~ Exp(w). Минимум независимых Exp(w_i): P(i wins) = w_i / Σw_j. Точно пропорционально при любых весах.

Узел с weight = 0 не участвует в лотерее.

2. Допуск. weight = 0 означает: узел участвует в сети (валидация, ретрансляция), но не участвует в лотерее и не может быть победителем τ₂.

Победитель τ₂

Победитель определяется после закрытия окна τ₂. Каждый узел раскрывает свой Service VDF endpoint. Минимальный ticket среди допущенных — победитель.

Победитель публикует подписанный proposal: control_set (каноничен) + user_set (из мемпула) + coinbase + active_vdf_list (каноничен). Порядок и обработка детерминированы. Валидация: control_set полон, все объекты валидны, state_root корректен. UserObjects не вошедшие в proposal переносятся в следующее окно.

Финальность — подпись победителя на proposal header. Верификация — независимый пересчёт state_root.

Верификация

Победитель публикует: {node_id, Service VDF endpoints[], proposal}.

Верификация Service VDF: пересчёт K сегментов параллельно. K ≈ 960. На C ядрах: ~(K/C) × t_segment секунд. 8 ядер → ~7.5 сек. 64 ядра → ~1 сек.

Верификация proposal: независимое применение блоков из canonical set и сравнение state_root.

Устойчивость

Proposer grinding исключён: порядок = H(object) лексикографически, state transition детерминирован, свобода над обработкой = ноль
Committee grinding исключён: Beacon не зависит от состояния и транзакций, seed лотереи строится из Beacon
Node_id гриндинг исключён: Beacon неизвестен при регистрации
Предвычисление исключено: seed содержит текущее значение Beacon
Replay исключён: Beacon уникален для каждого τ₂
Аппаратное преимущество ограничено: последовательное хэширование масштабируется тактовой частотой и IPC, а не количеством ядер или бюджетом
Sybil-барьер: вход по приглашению (1 инвайт на узел, 1 одновременно) + регистрация = 2016 окон VDF (~14 дней) + Service VDF (физическое ядро) + линейный рост веса. Скорость роста Sybil ограничена размером его текущей сети, а не бюджетом
Цензура UserObjects = задержка, не раскол. Пропущенный блок переносится в следующее окно. В account chain prev_hash резервирует место
Цензура ControlObjects исключена: control_set каноничен, пропуск = невалидный proposal = fallback
Liveness halt исключён: нет порогового голосования, финальность определяется одним победителем с fallback на следующий ticket
Fallback cascade: молчащий победитель теряет coinbase окна. Санкции без подписанного доказательства не применяются

Разрешение конфликтов и санкции

Два класса нарушений. Пользовательские конфликты разрешаются протокольными правилами без санкций. Валидаторский equivocation — через аннулирование конфликтующих сообщений и санкции.

Пользовательские конфликты

Двойной блок аккаунта (два блока с одним prev_hash): разрешается правилом lower H(block) wins. Без санкции.

Невалидный proposal: валидаторы отклоняют, переход ко второму месту. Без санкции (потерянный coinbase — достаточное наказание).

Валидаторские нарушения

Два типа нарушений. Оба доказуемы криптографически — подписанные конфликтующие сообщения. Санкции возникают только из подписанного доказательства, не из отсутствия сообщения.

Proposal conflict — победитель публикует два разных proposal для одного τ₂ (одинаковые (node_id, window_index), разный proposal_hash):

Сразу: status = suspended, chain_length = 0

Reveal conflict — узел публикует два разных VDF_Reveal для одного τ₂ (одинаковые (node_id, window_index), разный endpoint):

Сразу: status = suspended, chain_length = 0

Молчание победителя (proposal не опубликован) не является нарушением. Победитель теряет coinbase окна. chain_length не затрагивается (VDF_Reveal доказывает присутствие). Fallback на следующий ticket без санкций.

Санкции вступают в силу с следующего τ₂. Active set текущего τ₂ зафиксирован в его начале и не меняется до закрытия.

Equivocation proof

EquivocationProof:
  type             1B     <- proposal_conflict | reveal_conflict
  node_id         32B
  evidence_a             <- первое подписанное сообщение
  evidence_b             <- второе конфликтующее подписанное сообщение

Публикует любой узел обнаруживший конфликт. Верификация: оба сообщения подписаны одним node_id с одинаковым window_index и разным содержимым. Подписи FN-DSA-512 криптографически верифицируемы.

Proof включается в канонический набор τ₂. При финализации state transition применяет санкцию к node_id.

Адреса и переводы

Полный флоу перевода

1. Боб: кошелёк создаёт аккаунт -> account_id (постоянный адрес)
2. Боб -> Алисе: "отправь на mt4ZGfe..." (account_id)
3. Алиса формирует StateBlock в своей цепочке:
   prev_hash: хэш её предыдущего блока
   link: account_id Боба
   link_amount: 50 Ɉ
   balance: 49.999 Ɉ (100 - 50 - 0.001 fee)
4. Алиса подписывает FN-DSA-512
5. Алиса рассылает блок узлам сети
6. Каждый узел проверяет:
   FN-DSA-512 подпись валидна для pubkey Алисы
   prev_hash совпадает с frontier Алисы
   fee = 100 - 49.999 - 50 = 0.001 Ɉ >= min_fee
   balance >= 0
   link_amount > 0
7. Блок распространяется через P2P gossip
8. Победитель лотереи включает блок в канонический набор τ₂
9. При финализации proposal:
   Баланс Алисы: 50 Ɉ (из StateBlock)
   Баланс Боба: увеличен на 50 Ɉ (детерминированно)

Баланс

Баланс аккаунта — одно число в таблице аккаунтов. Обновляется при финализации: исходящие переводы (из StateBlock отправителя) и входящие зачисления (детерминированно по финализированным блокам).

Бэкап = seed (для деривации приватного ключа FN-DSA-512).

Эмиссия

Единица

1 секунда Montana = 1 $MONT = 1 Ɉ = 1 000 mɈ = 1 000 000 μɈ = 1 000 000 000 nɈ

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 MSK
REWARD	600 000 000 000 nɈ (600 Ɉ)

Функция награды

reward(height) = 600_000_000_000 nɈ

Каждое окно τ₂ длится 600 секунд и создаёт ровно 600 Ɉ. Без халвингов, без фаз, без исключений. Одна константа на весь горизонт существования сети.

Supply audit

supply(height) = 600_000_000_000 × (height + 1) nɈ

Одно умножение. Проверяемо каждым узлом в каждом τ₂. 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%

Bootstrap

Ранние участники получают непропорционально большую долю через вероятность лотереи, а не через повышенную награду. При 10 узлах каждый побеждает примерно раз в 100 минут. При 100 000 — раз в 2 года. Bootstrap встроен в математику лотереи, а не в расписание эмиссии.

Распределение

Победитель τ₂ получает всю эмиссию + все комиссии окна через coinbase-блок в своей цепочке. Одно правило. Неизменно с генезиса.

Базовый бюджет эмиссии постоянный в единицах протокола: 600 Ɉ/τ₂ + комиссии. Реальный бюджет безопасности в покупательной способности зависит от рынка.

1 Ɉ = 1 секунда описывает скорость эмиссии. Не ценовой peg, не гарантия покупательной способности.

Пропускная способность

Размер StateBlock: ~779B.

Канал узла	TPS
10 Mbps	~1 620
100 Mbps	~16 200
1 Gbps	~162 000

Адаптивный размер окна

Пересчёт в τ₃:

Заполненность > 80% → увеличение размера окна
Заполненность < 20% → уменьшение размера окна
Шаг: ±20% за τ₃
Диапазон: 1 MB — 100 MB

Хранение

Состояние (Global State)

Аккаунтов	Размер таблицы
1M	~1 GB
10M	~10 GB
100M	~100 GB

История блоков

TPS	Архивный (20 лет)	Полный (112 дней)	Pruned	Light
7	~3.4 TB	~42 GB	Account Table	Account Table
100	~49 TB	~600 GB	Account Table	Account Table
1000	~486 TB	~5.9 TB	Account Table	Account Table

Тип узла	Содержимое	Лотерея
Полный	Скользящее окно 8 × τ₃ + Global State + proposals	weight × 1
Архивный	Полная история от генезиса	weight × 1
Pruned	Global State + proposals	Наблюдатель
Light	Global State	Наблюдатель

Узел самостоятельно выбирает тип. Участие в лотерее: полный или архивный узел. Вес определяется только количеством подписанных окон. Тип узла на вес не влияет. Архивный узел — добровольная роль. Протокол хранит доказательства (подписанные proposals навсегда). Рынок хранит исторические данные (тела блоков). Консенсус не зависит от архивов.

Fast Sync (новый узел)

Цепочка proposals от генезиса — проверка Beacon-цепочки и подписей победителей (мегабайты)
State Root из последнего τ₃ (покрывает весь Global State)
Global State snapshot от пиров: каноническая сериализация всех листьев Merkle-дерева состояния (Account Table + Pending Transfer Table + Node Table + Expiry Queue). Верификация: пересчёт Merkle root из полученных листьев, сравнение с State Root из proposal τ₃. MerkleRoot(snapshot_leaves) == state_root_from_proposal
Блоки аккаунтов за последние 112 дней (скользящее окно)
Узел синхронизирован и готов к участию

Proposals доказывают цепочку state commitments. Snapshot восстанавливает содержимое состояния через пересчёт Merkle root. Блоки скользящего окна обеспечивают верификацию недавних переходов.

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 блоков) и для узла (подпись proposals и Service VDF 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	Beacon VDF, Service VDF, адреса, Merkle-деревья
FN-DSA-512	Selected NIST candidate, forthcoming FIPS 206	Подписи блоков аккаунтов и proposals

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-block`	Хэширование блоков аккаунтов
`mt-header`	Хэширование proposal headers
`mt-account`	Деривация account_id
`mt-pending`	Хэширование pending entries
`mt-merkle-leaf`	Листья Merkle-деревьев
`mt-merkle-node`	Внутренние узлы Merkle-деревьев
`mt-beacon`	Beacon VDF seed
`mt-service`	Service VDF seed
`mt-equivocation`	Хэширование equivocation proofs
`mt-confirmation`	Хэширование async confirmations

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, blocks_root (из SHA-256 вызовов)
VDF scheduling	Управление Beacon и Service цепочками
State machine	Account Table, Pending Transfers, state transitions
P2P gossip	Распространение блоков и proposals

Инфраструктура

Библиотека	Назначение
RocksDB	Хранение Account Table и блоков
libp2p	P2P транспорт

Production: Rust.

Архитектура

┌─────────────────────────────────┐
│  Wallet                         │
│  Кошелёк, баланс, переводы     │
│  FN-DSA-512 keypair            │
└──────────────┬──────────────────┘
               │
┌──────────────┴──────────────────┐
│  TimeChain                      │
│                                 │
│  Beacon ──→ Service ──→ Execution
│  (часы)    (служба)   (состояние)
│                                 │
│  Account Chain (Block Lattice)  │
│  Account Table, Proposals       │
│  SHA-256, FN-DSA-512            │
└─────────────────────────────────┘

57 KiB Raw Blame History Unescape Escape

TimeChain — Спецификация протокола Montana

Определение

Криптография

Подписи — FN-DSA-512

Адреса

Account Chain (Block Lattice)

Типы блоков

Верификация баланса

Комиссия

Pending Transfers и OpenAccount

Account Reserve

Coinbase

Двойная трата

Состояние сети

State Root

Таймчейн

Beacon — глобальные часы протокола

Service — персональный VDF узла

VDF Reveal

Execution — содержимое блока

Два набора в proposal

Три дедлайна в окне

Proposer

Финальность proposal

Async confirmations (для light clients)

State transition

Приглашение и регистрация узла

Invitation

Привязка VDF к моменту приглашения

Регистрация узла

Истечение приглашения

Скорость роста сети

Потоковая модель

Временные слои (τ)

τ₁ — Слот (≈60 секунд)

τ₂ — Финализация и эмиссия (10 × τ₁ ≈ 10 минут)

τ₃ — Адаптация (2016 × τ₂ ≈ 14 дней)

Консенсус — Proof of Time (PoT)

Три двигателя

Стаж и вес

Определение

Как растёт

На что влияет вес

Победитель τ₂

Верификация

Устойчивость

Разрешение конфликтов и санкции

Пользовательские конфликты

Валидаторские нарушения

Equivocation proof

Адреса и переводы

Полный флоу перевода

Баланс

Эмиссия

Единица

Issuance schedule

Функция награды

Supply audit

Инфляция

Bootstrap

Распределение

Пропускная способность

Адаптивный размер окна

Хранение

Состояние (Global State)

История блоков

Fast Sync (новый узел)

Ключи

Криптографическая реализация

Primitive layer

Consensus encoding layer

Protocol layer

Инфраструктура

Архитектура

57 KiB

Raw Blame History