الأساس المنطقي لتصميم كاردانو

Why We Are Building Cardano

By Charles Hoskinson and IOHK · 2017

Introduction

Introduction

A long-term view on improving the design of cryptocurrencies so they can work on mobile devices with a reasonable and secure user experience ● Bringing stakeholders closer to the operations and maintenance of their cryptocurrency ● Acknowledging the need to account for multiple assets in the same ledger ● Abstracting transactions to include optional metadata in order to better conform to the needs of legacy systems ● Learning from the nearly 1,000 altcoins by embracing features that make sense ● Adopt a standards-driven process inspired by the Internet Engineering Task Force using a dedicated foundation to lock down the final protocol design
● Explore the social elements of commerce
● Find a healthy middle ground for regulators to interact with commerce without compromising some core principles inherited from Bitcoin

From this unstructured set of ideas, the principals working on Cardano began both to explore

cryptocurrency literature and to build a toolset of abstractions. The output of this research is

IOHK’s extensive library of papers, numerous survey results such as this recent scripting

language overview as well as an Ontology of Smart Contracts, and the Scorex project. Lessons

yielded an appreciation for the cryptocurrency industry’s unusual and at times

counterproductive growth.

First, unlike successful protocols such as TCP/IP, there is little layering in the design of

cryptocurrencies. There has been a desire to preserve a single notion of consensus around

facts and events recorded in a single ledger, regardless of whether it makes sense.

For example, Ethereum has encumbered enormous complexity attempting to become a

universal world computer, but suffers from trivial concerns potentially destroying the system’s

ability to operate as a store of value. Should everyone’s program be a first class citizen

regardless of its economic value, cost to maintain, or regulatory consequences?

Second, there is little appreciation for prior results in mainstream cryptographic research. For

example, Bitshares’ delegated Proof of Stake could have easily and reliably generated random

numbers using coin tossing with guaranteed output delivery, which is a technique known since

the 1980s (see the seminal paper by Rabin and Ben-Or).

Third, most altcoins (with a few notable exceptions such as Tezos) have not made any

accommodation for future updates. The ability to successfully push a soft or hard fork is pivotal

to the long-term success of any cryptocurrency.

As a corollary, enterprise users cannot commit millions of dollars worth of resources to

protocols where the roadmap and actors behind them are ephemeral, petty or radicalized. There

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 3 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

needs to be an efficient process through which social consensus can form around a vision for

evolving the underlying protocol. If this process is enormously burdensome, fragmentation

could break the community apart.

Finally, money is ultimately a social phenomenon. In the effort to anonymize and

disintermediate central actors, Bitcoin and its contemporaries have also discarded the need for

stable identities, metadata and reputation in commercial transactions. Adding these data

through centralized solutions removes the auditability, global availability and immutability —

which is the entire point of using a blockchain.

Legacy financial systems such as those composed of SWIFT, FIX and ACH are rich in

transactional metadata. It is not enough to know how much value moved between accounts,

regulation often requires the attribution of actors involved, compliance information, reporting

suspicious activity, and other records and actions. In some cases, the metadata is more

important than the transaction.

Hence, it seems reasonable to infer that the manipulation of metadata could be as harmful as

counterfeiting currency or rewriting transaction history. Making no accommodation for actors

who want to voluntarily include these fields seems counterproductive to mainstream adoption

and consumer protection.

Sojourn's End

The aggregation of our principled exploration of the cryptocurrency space is two collections of

protocols. Respectively, a provably secure Proof-of-Stake [1][2] based cryptocurrency called the

Cardano Settlement Layer (CSL) and a set of protocols called the Cardano Computation Layer

(CCL).

Our design emphasis is to accommodate the social aspects of cryptocurrencies, build in layers

by separating the accounting of value from complex computation and address the needs of

regulators within the scope of several immutable principles . Furthermore, where it is sensible,

1 we attempt to vet proposed protocols through peer review and check code against formal

specifications.

1 See Regulation section for list WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 4 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Proof of Stake

Using proof of stake for a cryptocurrency is a hotly debated design choice, however because it

adds a mechanism to introduce secure voting, has more capacity to scale, and permits more

exotic incentive schemes, we decided to embrace it.

Our proof of stake protocol is called Ouroboros and it has been designed by an extremely

talented team of cryptographers from five academic institutions led by Professor Aggelos

2 Kiayias of the University of Edinburgh. The core innovation it brings beyond being proven secure

using a rigorous cryptographic model is a modular and flexible design that allows for the

composition of many protocols to enhance functionality.

This modularity allows for features such as delegation, sidechains, subscribable checkpoints,

better data structures for light clients, different forms of random number generation and even

different synchronization assumptions. As a network develops from having thousands to

millions and even billions of users, the requirements of its consensus algorithm will also

change. Thus, it is vital to have enough flexibility to accommodate these changes and thereby

future-proof the heart of a cryptocurrency.

Social Elements of Money

Cryptocurrencies are a prime example of the social component of money. When restricting

analysis solely to technology, there is little difference between Bitcoin and Litecoin and even

less so between Ethereum and Ethereum Classic. Yet, both Litecoin and Ethereum Classic

maintain large market capitalizations and robust, dynamic communities as well as their own

social mandates.

It can be argued that a large part of the value of a cryptocurrency is derived from its community,

the way it uses the currency, and its level of engagement in the currency’s evolution. Furthering

the thought, currencies such as Dash have even integrated systems directly into the protocol to

engage their community in deciding what should be a priority to develop and fund.

2 University of Connecticut, University of Athens, University of Edinburgh, Aarhus University, Tokyo Institute of Technology WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 5 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The vast diversity of cryptocurrencies also provides evidence for their social elements.

Disagreements about philosophy, monetary policy, or even just between the core developers

lead to fragmentation and forks. Yet unlike their cryptocurrency counterparts, fiat currencies of

superpowers tend to survive political shifts and local disagreements without a currency crisis or

mass exodus.

Therefore, it seems that there are elements of legacy systems that are missing from the

cryptocurrency industry. We argue — and have inculcated into the Cardano roadmap – that

users of a protocol need incentives to understand the social contract behind their protocol and

have the freedom to propose changes in a productive way. This freedom extends to every

aspect of a value exchange system, from deciding how markets should be regulated to which

projects should be funded. Yet it cannot be brokered through centralized actors nor require

some special credential that could be co-opted by a well funded minority.

Cardano will implement a system of overlay protocols built on top of CSL to accommodate the

needs of its users.

First, regardless of the success of a crowdsale to bootstrap development, funds will eventually

dissipate. Hence, Cardano will include a decentralized trust funded from monotonically

3 decreasing inflation and transaction fees.

Any user should be eligible to request funds from the trust by a ballot system and the

stakeholders of CSL vote on who becomes a beneficiary. The process creates a productive

feedback loop seen in other cryptocurrencies with treasury/trust systems, such as Dash, by

starting a conversation about who should and should not be funded.

Funding discussions force a relation of long and short term goals, the cryptocurrency’s social

contract, priorities and the belief in value creation with particular proposals. This conversation

means that the community is constantly evaluating and debating its beliefs against possible

roadmaps.

Second, our hope is that Cardano will eventually include a formal, blockchain based system to

propose and vote on both soft and hard forks. Bitcoin with its block size debate, Ethereum with

the DAO fork, and many other cryptocurrencies besides have endured long standing and, in

frequent cases, unresolved arguments over the technical and moral direction of the codebase.

It can and should be argued that many of these disagreements, and the fracturing of the

community that results when action is taken, are a direct result of a lack of formal processes for

debating change.
3 This is also known as a treasury system WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 6 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Where does one go to convince Bitcoin users to adopt Segregated Witness? How should the

core developers of Ethereum measure community sentiment for bailing out the DAO? If the

community fractures, is the cryptocurrency damaged beyond repair?

In the worst cases, moral authority to act could simply devolve to whoever has the developers,

infrastructural relationships and money, not the best wishes of the vast majority of the

community. Furthermore, if a large portion of the community is inaccessible or disengaged due

to bad incentives , then how can one truly know if their acts are legitimate? 4

Proposed cryptocurrencies such as Tezos provide an interesting model to examine where a

cryptocurrency protocol is treated like a constitution containing three sections (Transaction,

Consensus and Network) with a set of formal rules and process to update the constitution. Yet

there remains much work to be done with incentives and over how exactly to model and change

a cryptocurrency with a formal language.

The use of formal methods, machine understandable specifications and merging a treasury with

this process for financial incentives are being explored as possible avenues for inspiration.

Ultimately, just the ability to propose a protocol change in a transparent, censorship free way

with blockchain based voting should improve the process, even if more elegant solutions cannot

be designed.

Designing in Layers – Cardano Settlement Layer

When designing great protocols and languages, one should not look to the future, but rather to the past. History provides a litany of examples of great ideas that are perfect on paper, yet somehow have not survived, such as the Open Systems Interconnection standards. History also provides happy accidents that have endured from TCP/IP to JavaScript.

Some principles extracted from a historical view are the following:

1. You cannot predict the future so build in wiggle room
2. Complexity is nice on paper, but simplicity usually wins 3. Too many cooks spoil the broth 4. Once a standard is set it will probably stick around, regardless of whether it is suboptimal 4 See rational ignorance
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 7 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

5. Bad ideas can actually evolve into pretty good ones if there is a will

Cardano is a financial system that accepts its social nature. There will be a tremendous need for flexibility and the ability to address arbitrary complexity in a particular user’s transaction. If successful, there will be a need for tremendous computational, storage and network resources to accommodate millions of concurrent transactions.

Yet we do not have a digital, decentralized Robin Hood to take from the rich nodes and give to the poor ones in order to achieve a fair network. Nor do we have the luxury of trusting human beneficence to altruistically sacrifice for the greater good of the network. Therefore, Cardano’s design borrows from TCP/IP the concept of separation of concerns.

Blockchains are ultimately databases ordering facts and events with guarantees about timestamps and immutability. In the context of money, they order ownership of assets. Adding complex computation by storing and executing programs is an orthogonal concept. Do we want to know how much value went from Alice to Bob, or do we want to get involved in figuring out the whole story behind the transaction and deciding how much to send?

It is incredibly tempting to choose the latter as Ethereum has done because it is more flexible, but it violates the design principles above. Figuring out the story means that a single protocol has to be able to understand arbitrary events, script arbitrary transactions, permit arbitration in cases of fraud and even potentially reverse transactions when new information is made available.

Then one has to make difficult design decisions about what metadata to store for each transaction. What elements of the story behind Alice and Bob’s transaction are relevant? Are they relevant forever? When can we throw away some data? Does doing so violate the law in some countries?

Furthermore, some computation is private in nature. For example, when calculating the average salary of workers in an office, we would not necessarily want to leak how much each person makes. But what if every computation is publicly known? What if this publicity biases execution order to harm outcome?

Thus, we have chosen the position that the accounting of value should be separated from the story behind why the value was moved. In other words, separation of value from computation. This separation does not mean that Cardano will not support smart contracts. On the contrary, by making the separation explicit, it permits significantly more flexibility in the design, use, privacy and execution of smart contracts.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 8 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The value ledger is called the Cardano Settlement Layer (CSL). As the purpose is to account for value, the roadmap has the following goals:

1. Support two sets of scripting languages, one to move value and another to enhance overlay protocol support
2. Provide support for KMZ sidechains to link to other ledgers 5 3. Support multiple types of signature including quantum resistant signatures for higher security
4. Support multiple user issued assets 5. Achieve true scalability, meaning as more users join, the capabilities of the system increase

Scripting

Starting with the scripting language, transactions between addresses in a ledger require some form of a script to execute and be proven valid. Ideally, one would not want Eve to access Alice’s money, nor would one want a poorly designed script to accidently send value to a dead address making the funds irretrievable.

Systems such as Bitcoin provide an extremely inflexible and draconian scripting language that is difficult to program bespoke transactions in, and to read and understand. Yet the general programmability of languages such as Solidity introduce an extraordinary amount of complexity into the system and are useful to only a much smaller set of actors.

Therefore, we have chosen to design a new language called Simon in honor of its creator 6 Simon Thompson and the creator of the concepts that inspired it, Simon Peyton Jones. Simon is a domain-specific language that is based upon Composing contracts: an adventure in financial engineering.

The principal idea is that financial transactions are generally composed from a collection of foundational elements . If one assembles a financial periodic table of elements, then one can 7 provide support for an arbitrarily large set of compound transactions that will cover most, if not all, common transaction types without requiring general programmability.

5 Coming soon in a paper from Kiayias, Zindros and Miller 6 Specifics will be released in an upcoming specification. The full language will be supported in the Shelley CSL release planned for Q4 of 2017 7 Project ACTUS has an in-depth elaboration
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 9 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The primary advantage is that security and execution can be extremely well understood. Proofs can be written to show correctness of templates and exhaust the execution space of problematic transaction events, such as the creation of new money out of thin air or transaction malleability. Second, one can leave in extensions to add more elements by way of soft forks if new functionality is required.

That said, there will always be a need to connect CSL to overlay protocols, legacy financial systems, and special purpose servers. Thus we have developed Plutus as both a general purpose smart contract language and also a special purpose DSL for interoperability.

Plutus is a typed functional language based on concepts from Haskell, which can be used to write custom transaction scripts. For CSL, it will be used for complex transactions required to add support for other layers we need to connect, such as our sidechains scheme.

Sidechains

With respect to sidechains, Cardano will support a new protocol developed by Kiayias, Miller and Zindros (KMZ sidechains) based upon prior results from proofs of proofs of work. The particular design is beyond the scope of this paper; however, the concept allows for the secure and non-interactive movement of funds from CSL to any Cardano Computation Layer or other blockchain supporting the protocol.

KMZ sidechains are the key to encapsulating complexity. Ledgers with regulatory requirements, private operations, robust scripting languages and other special concerns are effectively black boxes to CSL, yet the CSL user will gain certain guarantees about accounting and the ability to recall funds once computation is complete.

Signatures

In order to securely move value from Alice to Bob, Alice needs to prove she has the right to move the funds. The most direct and reliable way of accomplishing this task is to use a public key signature scheme where funds are connected to a public key and Alice controls an associated private key.

There are hundreds of possible schemes with different security parameters and assumptions. Some rely upon mathematical problems connected to elliptic curves, whereas others are connected to exotic concepts using lattices.
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 10 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The abstract goal is always the same. There exists a hard problem that cannot be solved unless someone has a secret piece of knowledge. The holder of this piece of knowledge is said to be the owner of the keypair and should be the only entity that has the ability to use it.

There are two groups of concerns a cryptocurrency faces with choosing a signature scheme. First, there is the long-term security durability of the scheme itself. Some cryptographic schemes used in the 1970s and 1980s such as DES have been broken. The period over which the scheme should be expected to survive must be decided upon.

Second, there are many enterprises, governments and other institutions that have preferred, or in some cases, mandated the use of a particular scheme. For example, the NSA maintains the Suite B protocol set. There are standards from ISO and even W3C workgroups on cryptography.

If a cryptocurrency chooses a single signature scheme, it is forced to accept that the scheme could be broken at some point in the future and at least one entity cannot use the cryptocurrency due to legal or industry restrictions. Yet a cryptocurrency cannot support every signature scheme as this would require every client to understand and validate each scheme.

For Cardano, we decided to start with using elliptic curve cryptography, the Ed25519 curve in particular. We also decided to enhance the existing libraries by adding support for HD wallets using Dr Dmitry Khovratovich and Jason Law’s Specification .
8

This said, Cardano will support more signature schemes in the future. In particular, we are interested in integrating BLISS-B to add quantum computer resistant signatures to our system. We are also interested in adding SECP256k1 to enhance interoperability with legacy cryptocurrencies such as Bitcoin.

Cardano has been designed with special extensions that will allow us to add more signature schemes through a soft fork. They will be added as needed and during major updates planned in the roadmap .
9

User Issued Assets (UIAs)

Early in Bitcoin’s history, protocols were quickly developed to allow users to issue assets that piggybacked on Bitcoin’s accounting system in order to track multiple currencies concurrently. 8 This is the documentation for Cardano’s HD Wallet Implementation. We believe Cardano is the first cryptocurrency to support Ed25519 HD Wallets
9 See cardanoroadmap.com
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 11 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

These protocols were not natively supported by the Bitcoin protocol, but implemented through clever hacks.

In the case of Bitcoin overlays such as Colored Coins and Mastercoin (now called Omni), light clients are forced to rely on trusted servers. Also transaction fees still have to be paid in bitcoins. These properties combined with the single pipeline for transaction approval make Bitcoin suboptimal for multi-asset accounting.

In the Ethereum case using the ERC20 standard, there is more feature richness. However, transaction fees still require ether. Furthermore, the Ethereum network is having difficulty scaling to the needs of all the issued ERC20 tokens.

The fundamental problem can be broken into three parts: resources, incentives and concern. With respect to resources, adding an entirely new currency to the same ledger means one has two independent UTXO (unspent transaction inputs) sets sharing the bandwidth, mempool and block space. Consensus nodes responsible for embedding transactions of these currencies need an incentive for doing so. And not every user of a cryptocurrency will or should care about a particular entity’s currency.

Given these problems, the benefits are tremendous as the primary token of a multiasset ledger can effectively serve as a bridge currency allowing for decentralized market making. Special purpose assets could be issued to provide additional utility such as value stable assets like Tether or MakerDAO that are useful for lending and remittance applications.

Given the challenges, Cardano has adopted a pragmatic approach to multiasset accounting. Building in stages, the first challenge is designing the necessary infrastructure to support the demands of thousands of UIAs. Namely the following advancements are necessary:

1. Special purpose authenticated data structures to permit the tracking of a very large UTXO state

2. The ability to have a distributed mempool to hold a huge set of pending transactions
3. Blockchain partitioning and checkpoints to permit a huge global blockchain 4. An incentive scheme that rewards consensus nodes for including different sets of transactions 5. A subscription mechanic that allows users to decide which currencies they want to track
6. Strong security guarantees that UIAs enjoy similar security as the native asset 7. Support for decentralized market making to improve liquidity between UIA and the primary token

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 12 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Our preliminary efforts for finding the right authenticated data structure have resulted in a new type of AVL+ Tree jointly developed by Leo Reyzin, IOHK and Waves. More research is required, but it is a foundational advancement that will be included in a later version of Cardano.

A distributed mempool could be implemented using Stanford University’s RAMCloud protocol. Experiments will begin in Q3 of 2017 to study its integration into Cardano’s consensus layer.

The remaining topics are interconnected and covered by ongoing research. We expect — subject to research results — to include a protocol into Cardano for UIAs during the Basho of CSL release in 2018.

Scalability

Distributed systems are composed of a set of computers (nodes) agreeing to run a protocol or

suite of protocols to accomplish a common goal. This goal could be sharing a file as defined by

the BitTorrent protocol or folding a protein using Folding@Home.

The most effective protocols gain resources as nodes join the network. A file hosted by

BitTorrent, for example, can be downloaded much faster on average if many peers are

concurrently downloading it. The speed increases because the peers provide resources while

also consuming them. This characteristic is what one typically means when stating a distributed

system scales.

The challenge with the design of all current cryptocurrencies is that they actually are not

designed to be scalable. Blockchains, for example, are usually an append-only linked list of

blocks. The security and availability of a blockchain protocol relies upon many nodes

possessing a full copy of the blockchain data. Thus, a single byte of data must be replicated

among N nodes. Additional nodes do not provide additional resources.

This result is the same for transaction processing and the gossiping of messages throughout

the system. Adding more nodes to the consensus system does not provide additional

transaction processing power. It just means more resources have to be spent to do the same

job. More network relaying meaning more nodes have to pass the same messages to keep the

whole network in synchronization with the most current block.

Given this topology, cryptocurrencies cannot scale to a global network on par with legacy

financial systems. In contrast, legacy infrastructure is scalable and has orders of magnitude for

more processing and storage power. Adding a specific point, Bitcoin is a very small network

relative to its payment peers, yet struggles to manage its current load.
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 13 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Our scalability goals for Cardano are greatly aided by our consensus algorithm. Ouroboros

permits a decentralized way to elect a quorum of consensus nodes, which in turn can run more

traditional protocols developed over the last 20 years to accommodate the needs of large

infrastructure providers such as Google and Facebook .
10

For example, the election of a quorum for an epoch means we have a trusted set of nodes to

maintain the ledger for a specific time period. It is trivial to elect multiple quorums concurrently

and partition transactions to different quorums.

Similar techniques could be applied for network propagation and also sharding the blockchain

itself into unique partitions. In our current roadmap, scaling methods will be applied to

Ouroboros starting in 2018 and continue to be a focus in 2019 and 2020.

Cardano Computation Layer

As mentioned previously, there are two components of a transaction: the mechanism to send and record the flow of tokens and the reasons as well as conditions behind moving tokens. The latter can be arbitrarily complex and involve terabytes of data, multiple signatures and special events occurring. The latter can also be remarkably simple with a single signature pushing value to another address.

The challenge behind modeling the reasons and conditions of value flow is that they are immensely personal to the entities involved in the most unpredictable of ways. Lessons from contract law paint an even more problematic picture where the actors themselves might not even be aware that the transaction does not match commercial reality. We generally call this phenomenon “the semantic gap” . 11

Why should one build a cryptocurrency chasing an endless layer of complexity and abstraction? It seems Sisyphean in nature and naive in practice. Furthermore, each abstraction embraced has both legal and security consequences.

For example, there are numerous activities online that are universally deemed illegal or scorned such as the trafficking of child pornography or the selling of state secrets. By deploying robust 10 There are also other independently research protocols attempting to achieve the same end such as Elastico and Bitcoin-NG
11 Loi Luu et al. discuss this gap in their recent paper on Making Smart Contracts Smarter WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 14 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

decentralized infrastructure, one is now providing a channel for this activity to occur with the same censorship resistance that normal commercial transactions enjoy. It is legally unclear if the consensus nodes of the network — which have the incentive to become more federated over time to promote efficiency — would be held accountable for the content they host.

Prosecution of Tor operators, the brutal treatment of Silk Road’s operator and the lack of overall legal clarity behind legal protections of protocol participants leaves an uncertain road. There is no lack of imagination of what else a sufficiently advanced cryptocurrency could enable (see the Ring of Gyges). Is it reasonable to force all users of a cryptocurrency to endorse or at least enable the worst acts and conduct of the web?

Unfortunately, there are no clear answers that provide insight to a cryptocurrency designer. It is more about picking a position and defending its merit. The advantage that both Cardano and Bitcoin have is that we have chosen to separate concerns to layers. With Bitcoin, there is Rootstock. With Cardano, there is the Cardano Computation Layer.

The kinds of complex behavior that would enable the acts elaborated previously cannot run on CSL. They require the ability to run programs written in a Turing complete language and some form of gas economics to meter computation. They also require consensus nodes willing to include the transactions in their blocks.

Thus, a functionality restriction could reasonably protect users. So far, most established governments have not taken the position that the use or maintenance of a cryptocurrency is an illegal act. Hence, the vast majority of users should be comfortable maintaining a ledger that is comparable in capability with a digital payment system.

When one wants to extend capability, there are two possibilities. It is enabled by a private collective of likeminded individuals and ephemeral in nature (for example, a poker game). Or, it is enabled by a ledger of comparable capabilities as Ethereum. In both cases, we have chosen outsourcing the events to another protocol.

In the case of a private, ephemeral event, it is reasonable to avoid the blockchain paradigm entirely, but rather restrict efforts towards a library of special purpose MPC protocols that can be invoked when desired by a group of likeminded participants. The computations and activities are coordinated in a private network and reference CSL only as a trusted bulletin board and a message passing channel when necessary.

The key insight in this case is that there is consent, encapsulation of liability and privacy. CSL is being used as a digital commons for users to meet and communicate — like a park would host a private event — but does not provide any special accommodations or facilitation. Furthermore, WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 15 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

the use of special purpose MPC will enable low latency interaction without the need for blockchain bloat. Thus, it improves the scale of the system.

Cardano’s research efforts towards this library are centralized at our Tokyo Tech laboratory with some assistance from scientists abroad. We call the library “Tartaglia” after a fellow mathematician as well as contemporary of Cardano and expect the first iteration to be available in Q1 of 2018.

In the second case, one needs a blockchain with a virtual machine, a set of consensus nodes and a mechanism to enable communication between the two chains. We have begun the process of rigorously formalizing the Ethereum Virtual Machine using the K-framework in 12 partnership with a team from the University of Illinois.

The result of this analysis will inform the most optimal way to design a replicated and eventually distributed virtual machine with clear operational semantics and strong guarantees of correct 13 implementation from the specification. In other words, the VM actually does what the code tells it to do with the security risks minimized.

There are still unresolved questions about the gas economics proposed by Ethereum and how it relates to work such as Jan Hoffmann et al’s resource aware ML and the broader study of resource estimation for computation. We are also curious about the level of language independence of the virtual machine. For example, the Ethereum project has expressed desire for transition from their current VM to Web Assembly.

The next effort is in developing a reasonable programming language to express stateful contracts that will be called as services by decentralized applications. For this task, we have chosen both the approach of supporting the legacy smart contract language Solidity for low assurance applications and developing a new language called Plutus for higher assurance applications requiring formal verification.

Like the solidity based Zeppelin project, IOHK will also develop a reference library of Plutus code for application developers to use in their projects. We will also develop a specialized set of tools for formal verification inspired by work from UCSD’s Liquid Haskell project.

In terms of consensus, Ouroboros was designed in a sufficiently modular fashion to support smart contract evaluation. Hence, both CSL and CCL will share the same consensus algorithm. 12 Invented by Professor Grigore Rosu et. al., K is a universal framework for language independent machine executable semantics. Prior to our work, it has been used to model C, Java and JavaScript 13 Meaning that different consensus nodes run different smart contracts. Also known as state sharding WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 16 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The difference is that Ouroboros can be confirmed to permit both permissioned and permissionless ledgers via token distribution.

With CSL, Ada has been distributed by a token generating event to purchasers throughout Asia who will eventually resell on a secondary market. This means that CSL’s consensus algorithm is controlled by a diverse and increasingly more decentralized set of actors or their delegated assigns. With CCL, it is possible to create a special purpose token held by delegates of that ledger who could be regulated entities, thereby creating a permissioned ledger.

The flexibility of this approach allows for different instances of CCL to materialize with different rules about the evaluation of transactions. For example, gambling activities could be restricted unless KYC/AML data is present simply by blacklisting non-attributed transactions.

Our final design focus is on adding trusted hardware security modules (HSM) to our protocol stack. These are two enormous advantages when introducing these capabilities into the protocol. First, HSMs provide massive boosts in performance without introducing security 14 concerns beyond trusting the vendor. Second, through the use of Sealed Glass Proofs (SGP), HSMs can provide assurances that data can be verified and then destroyed without being copied or leaked to malicious outsiders.

Focusing on the second point, SGPs could have a revolutionary impact upon compliance. Ordinarily, when a consumer provides personally identifiable information (PII) to authenticate identity or prove the right to participate, this information is handed to a trusted third party with the hope it will not act maliciously. This activity is intrinsically centralized, the data provider loses control over their PII and is also subject to various regulations based on jurisdiction.

The ability to select a set of trusted attestors and then warehouse PII in a hardware enclave means that any actor with a sufficiently capable HSM will be able to verify facts about an actor in an unforgeable way without the verifier knowing the identity of the actor. For example, Bob is not an US citizen. Alice is an accredited investor. James is a US taxpayer and one should send taxable profits to account X.

Cardano’s HSM strategy will be to attempt implemented specialized protocols over the next two years using Intel SGX and ARM Trustzone. Both modules are built into billions of consumer devices from laptops to cellphones and require no additional effort on the consumer side to use. Both are also heavily vetted, well designed and based upon years of iteration from some of the largest and best funded hardware security teams.

14 See http://hackingdistributed.com/2016/12/22/scaling-bitcoin-with-secure-hardware/ from Cornell University WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 17 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Regulation

The harsh reality of all modern financial systems is that as they scale, they accumulate a need, or at least a desire, for regulation. This outcome is generally the result of recurrent collapses due to the negligence of some actor or cabal of actors in a marketplace.

For example, the Knickerbocker Crisis of 1907 resulted in the creation of the Federal Reserve System in 1913 as a lender of last resort. Another example is the excesses of the 1920s in the United States that resulted in a terrible financial collapse, the Great Depression. This collapse yielded the creation of the Securities Exchange Commission in 1934 in order to prevent a similar event or at least hold bad actors accountable.

One can reasonably debate the need for, scope and efficacy of regulation, but one cannot deny its existence and the zeal with which major governments have enforced it. However, the challenge all regulators face as the world globalizes and cash becomes digital is two-pronged.

First, which set of regulations should be supreme when dealing with a collection of jurisdictions? The antiquated notion of Westphalian sovereignty melts when a single transaction can touch three dozen countries in under a minute. Should it simply be whomever wields the most geopolitical influence?

Second, improvements in privacy technology have created a digital arms race where it will become increasingly more difficult to even understand who has participated in a transaction, much less who owns a particular store of value. In a world where millions of dollars of assets can be controlled with nothing more than a secretly held 12-word mnemonic , how do you 15 enforce effective regulation?

Like all financial systems, the Cardano protocol must have an opinion in its design over what is fair and reasonable. We have chosen to divide between individual rights and the rights of a marketplace.

Individuals should always have sole access to their funds without coercion or civil asset forfeiture. This right has to be enforced because not all governments can be trusted not to abuse their sovereign power for the personal gain of corrupt politicians, as seen in Venezuela and Zimbabwe. Cryptocurrencies have to be engineered to the lowest common denominator.

15 See BIP39 https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0039.mediawiki
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 18 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Second, history should never be tampered with. Blockchains provide a promise of immutability. Introducing the power to roll back history or alter the official record introduces too much temptation to change the past in order to benefit a particular actor or actors.

Third, the flow of value should be unrestricted. Capital controls and other artificial walls diminish human rights. Outside of the futility of attempting to enforce them , in a global 16 economy with many citizens in the least developed nations traveling outside of their jurisdiction to find a living wage, restricting capital flows usually ends up harming the poorest in the world.

These principles stated, markets are distinctly different from individuals. While the designers of Cardano believe in individual rights, we also believe that markets have the right to openly state their terms and conditions, and if an individual agrees to do business within this market, then they must be held to those standards for the sake of integrity of the entire system.

The challenge has always been cost and practicality of enforcement. Small, multijurisdictional transactions are simply too expensive in legacy systems to provide high assurance of recourse in the event of fraud or a commercial dispute. When one sends their wire transfer to the Nigerian Prince , it is usually too expensive to try to get one’s funds back.
17

For Cardano, we feel we can innovate on three levels. First, through the use of smart contracts the terms and conditions of commercial relationships can be better controlled. If all assets are digital and can be solely expressed on CSL, strong guarantees of fraud-free commerce can be gained.

Second, the use of HSMs to provide an identity space where PII is not leaked but yet used to authenticate and credential actors should provide a global reputation system and allow for much lower cost regulated activities to be conducted, such as online gaming with automated tax compliance or decentralized exchanges.

Finally, in Cardano’s roadmap is the creation of a modular regulation DAO that can be customized to interact with user written smart contracts in order to add mutability, consumer protection and arbitration. The scope of this project will be outlined in a later paper.

16 As an example of a countermeasure to capital flow, see the Hawala Banking System 17 See Advance-fee Scam WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 19 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

What is the Point of All of It?

Cardano has been a marathon project involving feedback from hundreds of the brightest minds

inside and outside of the cryptocurrency industry. It involves tireless iteration, the active use of

peer review, and shameless theft of great ideas when uncovered.

The remaining sections each cover a particular aspect of focus we have decided is a core

component of our project. Some were selected due to a desire to improve the overall best

practices of the space whereas others are specific to Cardano’s evolution.

While no project can cover every goal or satisfy every user, our hope is to provide a vision for

what a self-evolving financial stack should look like for jurisdictions that lack them. The ultimate

reality of cryptocurrencies is not that they will disrupt the existing legacy financial systems.

Legacy financial systems are always capable of absorbing change and maintaining their form

and function.

Rather one ought to look to places where it is simply too expensive to deploy the existing

banking system, where many live on less than a few dollars a day, have no stable identity and

credit is impossible to find.

In these places, the power to bundle a payment system, property rights, identity, credit and risk

protection into a single application running on a cell phone is not just useful, it is life changing.

The reason we are building Cardano is that we feel we have a legitimate shot at delivering — or

at least advancing — this vision for the developing world.

Even in failure, if we can change the way cryptocurrencies are designed, evolved and funded,

then there is a great accomplishment.

مقدمة

نظرة طويلة المدى لتحسين تصميم العملات المشفرة حتى تتمكن من العمل عليها الأجهزة المحمولة مع تجربة مستخدم معقولة وآمنة ● تقريب أصحاب المصلحة من عمليات وصيانة عملاتهم المشفرة ● الإقرار بالحاجة إلى حساب أصول متعددة في نفس دفتر الأستاذ ● تلخيص المعاملات لتشمل البيانات التعريفية الاختيارية من أجل التوافق بشكل أفضل مع احتياجات الأنظمة القديمة ● التعلم من ما يقرب من 1000 عملة بديلة من خلال تبني الميزات المنطقية ● اعتماد عملية تعتمد على المعايير مستوحاة من فريق عمل هندسة الإنترنت باستخدام أساس مخصص لتأمين تصميم البروتوكول النهائي
● استكشاف العناصر الاجتماعية للتجارة
● ابحث عن حل وسط سليم للمنظمين للتفاعل مع التجارة بدونها المساس ببعض المبادئ الأساسية الموروثة من Bitcoin

من هذه المجموعة غير المنظمة من الأفكار، بدأ المديرون الذين يعملون على Cardano في الاستكشاف

الأدبيات المتعلقة بالعملات المشفرة ولبناء مجموعة أدوات من التجريدات. مخرجات هذا البحث هي

مكتبة IOHK الواسعة من الأوراق، والعديد من نتائج الاستطلاع مثل هذه البرمجة النصية الحديثة

نظرة عامة على اللغة بالإضافة إلى وجود العقود الذكية ومشروع Scorex. دروس

استسلم ان التقدير ل ال عملة مشفرة الصناعة غير عادي و في مرات

نمو يأتي بنتائج عكسية.

أولاً، على عكس البروتوكولات الناجحة مثل TCP/IP، هناك طبقات قليلة في تصميم البروتوكولات

العملات المشفرة. وكانت هناك رغبة في الحفاظ على فكرة واحدة تحظى بالإجماع

الحقائق والأحداث المسجلة في دفتر أستاذ واحد، بغض النظر عما إذا كان لها معنى أم لا.

على سبيل المثال، Ethereum واجه تعقيدات هائلة في محاولته أن يصبح

كمبيوتر عالمي، لكنه يعاني من مخاوف تافهة من المحتمل أن تؤدي إلى تدمير النظام

القدرة على العمل كمخزن للقيمة. يجب أن يكون برنامج الجميع مواطنا من الدرجة الأولى

بغض النظر عن قيمتها الاقتصادية، أو تكلفة صيانتها، أو العواقب التنظيمية؟

ثانيًا، هناك القليل من التقدير للنتائج السابقة في أبحاث التشفير السائدة. ل

على سبيل المثال، كان من الممكن أن يتم إنشاء إثبات الحصة المفوض من Bitshares بطريقة عشوائية بسهولة وموثوقية

الأرقام باستخدام رمي العملة مع ضمان تسليم المخرجات، وهي تقنية معروفة منذ ذلك الحين

الثمانينات (أنظر المقال الأساسي الذي كتبه رابين وبن أور).

ثالثًا، لم تنتج معظم العملات البديلة (مع بعض الاستثناءات البارزة مثل Tezos) أيًا منها

الإقامة للحصول على التحديثات المستقبلية. تعد القدرة على دفع شوكة ناعمة أو صلبة بنجاح أمرًا محوريًا

لتحقيق النجاح على المدى الطويل لأي عملة مشفرة.

وكنتيجة طبيعية، لا يمكن لمستخدمي المؤسسات تخصيص موارد بقيمة ملايين الدولارات

البروتوكولات التي تكون فيها خارطة الطريق والجهات الفاعلة التي تقف وراءها سريعة الزوال أو تافهة أو متطرفة. هناك

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية صفحة 3 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

يجب أن تكون عملية فعالة يمكن من خلالها أن يتشكل الإجماع الاجتماعي حول رؤية ما

تطوير البروتوكول الأساسي. إذا كانت هذه العملية مرهقة للغاية، والتجزئة

يمكن أن تفكك المجتمع.

وأخيرا، المال هو في نهاية المطاف أ اجتماعي ظاهرة. في محاولة لإخفاء هويته و

كما تجاهلت الجهات الفاعلة المركزية غير الوسيطة، Bitcoin ومعاصريها الحاجة إلى

الهويات المستقرة والبيانات الوصفية والسمعة في المعاملات التجارية. إضافة هذه البيانات

من خلال الحلول المركزية يزيل قابلية التدقيق والتوافر العالمي والثبات -

وهو بيت القصيد من استخدام blockchain.

إن الأنظمة المالية القديمة مثل تلك التي تتألف من SWIFT وFIX وACH غنية بـ

البيانات الوصفية للمعاملات. لا يكفي معرفة مقدار القيمة المنقولة بين الحسابات،

يتطلب التنظيم في كثير من الأحيان إسناد الجهات الفاعلة المعنية، ومعلومات الامتثال، وإعداد التقارير

النشاط المشبوه، والسجلات والإجراءات الأخرى. في بعض الحالات، تكون البيانات الوصفية أكثر

اهم من الصفقة

ومن ثم، يبدو من المعقول أن نستنتج أن التلاعب بالبيانات الوصفية يمكن أن يكون ضارًا مثل

تزييف العملة أو إعادة كتابة تاريخ المعاملات. عدم توفير أماكن إقامة للممثلين

يبدو أن الذين يريدون تضمين هذه المجالات طوعًا يؤدي إلى نتائج عكسية بالنسبة للتبني السائد

وحماية المستهلك.

نهاية الإقامة

إن تجميع استكشافنا المبدئي لمساحة العملة المشفرة هو مجموعتين من

البروتوكولات. على التوالي، هناك عملة مشفرة تعتمد على إثبات الملكية [1][2] تسمى

Cardano طبقة التسوية (CSL) ومجموعة من البروتوكولات تسمى Cardano طبقة الحساب

(سي سي إل).

ينصب تركيزنا في التصميم على استيعاب الجوانب الاجتماعية للعملات المشفرة، وبناء طبقات منها

من خلال فصل محاسبة القيمة عن الحسابات المعقدة وتلبية احتياجات

المنظمين ضمن نطاق عدة مبادئ ثابتة. وعلاوة على ذلك، حيث أنه من المعقول،

1 نحاول فحص البروتوكولات المقترحة من خلال مراجعة النظراء والتحقق من الكود مقابل القواعد الرسمية

المواصفات.

1 راجع قسم التنظيم للحصول على القائمة لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 4 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

إثبات الحصة

يعد استخدام إثبات الحصة في العملة المشفرة خيارًا تصميميًا محل نقاش ساخن، ولكنه أيضًا كذلك

يضيف آلية لتقديم التصويت الآمن، ولديه قدرة أكبر على التوسع، ويسمح بالمزيد

خطط الحوافز الغريبة، قررنا احتضانها.

يُطلق على بروتوكول إثبات الحصة الخاص بنا اسم Ouroboros وقد تم تصميمه بواسطة شركة للغاية

فريق موهوب من خبراء التشفير من خمس مؤسسات أكاديمية بقيادة البروفيسور أجيلوس

2 كيياس من جامعة ادنبره. الابتكار الأساسي الذي يقدمه يتجاوز مجرد إثبات أمانه

إن استخدام نموذج تشفير صارم هو تصميم معياري ومرن يسمح بـ

تكوين العديد من البروتوكولات لتعزيز الوظائف.

تتيح هذه الوحدة ميزات مثل التفويض، والسلاسل الجانبية، ونقاط التفتيش القابلة للاشتراك،

هياكل بيانات أفضل للعملاء الخفيفين، وأشكال مختلفة من توليد الأرقام العشوائية وحتى

افتراضات المزامنة المختلفة. مع تطور الشبكة من وجود الآلاف إلى

الملايين وحتى المليارات من المستخدمين، فإن متطلبات خوارزمية الإجماع الخاصة بها ستتحقق أيضًا

التغيير. وبالتالي، فمن الضروري أن تكون هناك مرونة كافية لاستيعاب هذه التغييرات وبالتالي

قلب العملة المشفرة مقاوم للمستقبل.

العناصر الاجتماعية للمال

تعد العملات المشفرة مثالًا رئيسيًا على العنصر الاجتماعي للمال. عند التقييد

تحليلًا للتكنولوجيا فقط، لا يوجد فرق كبير بين Bitcoin وLitecoin وحتى

أقل من ذلك بين Ethereum وEthereum الكلاسيكي. ومع ذلك، كلاهما Litecoin وEthereum كلاسيكي

الحفاظ على رؤوس أموال سوقية كبيرة ومجتمعات قوية وديناميكية بالإضافة إلى مجتمعاتهم الخاصة

الولايات الاجتماعية.

يمكن القول أن جزءًا كبيرًا من قيمة العملة المشفرة مستمد من مجتمعها،

الطريقة التي تستخدم بها العملة، ومستوى مشاركتها في تطور العملة. تعزيز

على فكرة، قامت عملات مثل داش بدمج أنظمة مباشرة في البروتوكول

إشراك مجتمعهم في تحديد ما ينبغي أن يكون أولوية للتطوير والتمويل.

2 جامعة كونيتيكت، جامعة أثينا، جامعة إدنبرة، جامعة آرهوس، طوكيو معهد التكنولوجيا لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 5 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

يوفر التنوع الكبير في العملات المشفرة أيضًا دليلاً على عناصرها الاجتماعية.

الخلافات حول الفلسفة أو السياسة النقدية أو حتى بين المطورين الأساسيين فقط

يؤدي إلى التجزئة والشوك. ولكن على عكس نظيراتها من العملات المشفرة، فإن العملات الورقية

تميل القوى العظمى إلى النجاة من التحولات السياسية والخلافات المحلية دون حدوث أزمة عملة أو أزمة

نزوح جماعي.

ولذلك، يبدو أن هناك عناصر من الأنظمة القديمة مفقودة من

صناعة العملة المشفرة. ونحن نقول ذلك - وقد غرسناه في خارطة الطريق Cardano

يحتاج مستخدمو البروتوكول إلى حوافز لفهم العقد الاجتماعي الكامن وراء البروتوكول الخاص بهم

لديهم الحرية في اقتراح التغييرات بطريقة مثمرة. وتمتد هذه الحرية إلى الجميع

جانب من جوانب نظام تبادل القيمة، بدءًا من تحديد كيفية تنظيم الأسواق ووصولاً إلى أي منها

وينبغي تمويل المشاريع. ومع ذلك، لا يمكن التوسط فيها من خلال جهات فاعلة مركزية ولا تتطلب ذلك

بعض أوراق الاعتماد الخاصة التي يمكن اختيارها من قبل أقلية جيدة التمويل.

سيقوم Cardano بتنفيذ نظام من بروتوكولات التراكب المبنية أعلى CSL لاستيعاب

احتياجات مستخدميها.

أولاً، بغض النظر عن نجاح البيع الجماعي للتنمية، فإن الأموال ستتحقق في نهاية المطاف

تبدد. ومن ثم، فإن Cardano سيتضمن الثقة اللامركزية ممولة من رتابة

3 - خفض معدلات التضخم ورسوم المعاملات.

يجب أن يكون أي مستخدم مؤهلاً لطلب أموال من الصندوق الاستئماني عن طريق نظام الاقتراع و

يصوت أصحاب المصلحة في CSL على من يصبح المستفيد. هذه العملية تخلق إنتاجية

حلقة ردود الفعل التي تظهر في العملات المشفرة الأخرى مع أنظمة الخزانة/الثقة، مثل Dash، بواسطة

بدء محادثة حول من ينبغي ومن لا ينبغي تمويله.

تفرض مناقشات التمويل علاقة بين الأهداف طويلة وقصيرة المدى، وهي الأهداف الاجتماعية للعملات المشفرة

العقد والأولويات والإيمان بخلق القيمة بمقترحات معينة. هذه المحادثة

يعني أن المجتمع يقوم باستمرار بتقييم ومناقشة معتقداته ضد الممكن

خرائط الطريق.

ثانيًا، نأمل أن يتضمن Cardano في النهاية نظامًا رسميًا قائمًا على blockchain

اقتراح والتصويت على كل من الشوكات الناعمة والصلبة. Bitcoin مع مناقشة حجم الكتلة، Ethereum مع

لقد صمدت شوكة DAO، والعديد من العملات المشفرة الأخرى إلى جانب ذلك، لفترة طويلة، وفي

الحالات المتكررة، والحجج التي لم يتم حلها حول الاتجاه الفني والأخلاقي لقاعدة التعليمات البرمجية.

ويمكن وينبغي القول بأن العديد من هذه الخلافات، وتفكك

المجتمع الذي ينتج عند اتخاذ الإجراء، هو نتيجة مباشرة لعدم وجود عمليات رسمية لذلك

مناقشة التغيير.
3 يُعرف هذا أيضًا بنظام الخزانة لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية صفحة 6 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

أين يمكن للمرء أن يقنع مستخدمي Bitcoin بتبني الشاهد المنفصل؟ كيف ينبغي

يقوم المطورون الأساسيون لـ Ethereum بقياس مشاعر المجتمع لإنقاذ DAO؟ إذا

كسور المجتمع، هل تضررت العملة المشفرة بشكل لا يمكن إصلاحه؟

وفي أسوأ الحالات، يمكن أن تنتقل السلطة الأخلاقية للتصرف ببساطة إلى من لديه المطورين،

علاقات البنية التحتية والمال، ليست أفضل التمنيات للغالبية العظمى من

المجتمع. علاوة على ذلك، إذا تعذر الوصول إلى جزء كبير من المجتمع أو تم فصله بسبب ذلك

للحوافز السيئة، فكيف يمكن للمرء أن يعرف حقًا ما إذا كانت أفعاله مشروعة؟ 4

توفر العملات المشفرة المقترحة مثل Tezos نموذجًا مثيرًا للاهتمام لفحص مكان وجود عملة مشفرة

يتم التعامل مع بروتوكول العملة المشفرة كدستور يحتوي على ثلاثة أقسام (المعاملة،

الإجماع والشبكة) مع مجموعة من القواعد والعمليات الرسمية لتحديث الدستور. بعد

ولا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به فيما يتعلق بالحوافز وكيفية وضع النماذج والتغيير بالضبط

عملة مشفرة بلغة رسمية.

استخدام الأساليب الرسمية والمواصفات المفهومة للآلة ودمج الخزينة معها

يتم استكشاف عملية الحوافز المالية هذه كوسيلة محتملة للإلهام.

في النهاية، مجرد القدرة على اقتراح تغيير البروتوكول بطريقة شفافة وخالية من الرقابة

مع التصويت القائم على blockchain من شأنه تحسين العملية، حتى لو لم تتمكن الحلول الأكثر أناقة من ذلك

يتم تصميمها.

التصميم في الطبقات – Cardano طبقة التسوية

عند تصميم بروتوكولات ولغات رائعة، لا ينبغي للمرء أن ينظر إلى المستقبل، بل إلى ذلك الماضي. يقدم التاريخ سلسلة من الأمثلة على الأفكار العظيمة التي لا تزال مثالية على الورق بطريقة أو بأخرى لم ينج، مثل معايير ربط الأنظمة المفتوحة. التاريخ أيضا يوفر الحوادث السعيدة التي عانت من TCP/IP إلى JavaScript.

ومن المبادئ المستخرجة من النظرة التاريخية ما يلي:

1. لا يمكنك التنبؤ بالمستقبل لذا عليك أن تتمتع بمساحة كبيرة للمناورة
2. التعقيد جميل على الورق، لكن البساطة عادة ما تفوز 3. كثرة الطباخين تفسد المرق 4. بمجرد وضع المعيار، فمن المحتمل أن يظل موجودًا، بغض النظر عما إذا كان كذلك أم لا دون المستوى الأمثل 4 انظر الجهل العقلاني
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 7 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

5. يمكن للأفكار السيئة أن تتطور إلى أفكار جيدة إذا كانت هناك إرادة

Cardano هو نظام مالي يقبل طبيعته الاجتماعية. ستكون هناك حاجة هائلة من أجل المرونة والقدرة على معالجة التعقيد التعسفي في معاملة مستخدم معين. إذا وإذا نجح الأمر، فستكون هناك حاجة إلى موارد حسابية وتخزينية وشبكية هائلة لاستيعاب ملايين المعاملات المتزامنة.

ومع ذلك، ليس لدينا روبن هود رقمي لامركزي يمكن أن يأخذه من العقد الغنية ويعطيه الفقراء من أجل تحقيق شبكة عادلة. كما أننا لا نملك ترف الثقة بالإنسان الإحسان للتضحية بشكل إيثاري من أجل الصالح العام للشبكة. لذلك، Cardano يستعير التصميم من TCP/IP مفهوم الفصل بين الاهتمامات.

إن سلاسل الكتل هي في نهاية المطاف قواعد بيانات تنظم الحقائق والأحداث مع ضمانات بشأنها الطوابع الزمنية والثبات. وفي سياق المال، فإنهم يأمرون بملكية الأصول. إضافة الحساب المعقد عن طريق تخزين وتنفيذ البرامج هو مفهوم متعامد. هل نريد لمعرفة مقدار القيمة التي انتقلت من أليس إلى بوب، أو هل نريد المشاركة في اكتشاف ذلك القصة الكاملة وراء الصفقة وتحديد المبلغ الذي تريد إرساله؟

من المغري للغاية اختيار الخيار الأخير كما فعل Ethereum لأنه أكثر مرونة، ولكنه ينتهك مبادئ التصميم المذكورة أعلاه. إن اكتشاف القصة يعني بروتوكولًا واحدًا يجب أن يكون قادرًا على فهم الأحداث التعسفية، وكتابة المعاملات التعسفية، والسماح بالتحكيم فيها حالات الاحتيال وحتى المعاملات العكسية المحتملة عند تقديم معلومات جديدة متاح.

ثم يتعين على المرء اتخاذ قرارات تصميمية صعبة بشأن البيانات الوصفية التي سيتم تخزينها لكل منها معاملة. ما هي عناصر القصة وراء صفقة أليس وبوب ذات الصلة؟ هل أنها ذات الصلة إلى الأبد؟ متى يمكننا التخلص من بعض البيانات؟ هل القيام بذلك يخالف القانون في بعض الدول؟

علاوة على ذلك، فإن بعض العمليات الحسابية تكون خاصة بطبيعتها. على سبيل المثال، عند حساب المتوسط رواتب العاملين في أحد المكاتب، لا نرغب بالضرورة في تسريب مقدار الراتب لكل شخص يجعل. ولكن ماذا لو كانت كل الحسابات معروفة للعامة؟ ماذا لو كانت هذه الدعاية متحيزة للتنفيذ من أجل الإضرار بالنتيجة؟

ومن ثم فقد اخترنا الموقف الذي يقضي بضرورة فصل محاسبة القيمة عن المحاسبة القصة وراء سبب نقل القيمة. وبعبارة أخرى، فصل القيمة عن الحساب. لا يعني هذا الفصل أن Cardano لن يدعم smart contracts. على العكس من ذلك، من خلال جعل الفصل واضحًا، فإنه يسمح بمرونة أكبر بكثير في التصميم والاستخدام والاستخدام. الخصوصية وتنفيذ smart contracts.

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 8 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

يسمى دفتر أستاذ القيمة Cardano طبقة التسوية (CSL). لأن الغرض هو المحاسبة القيمة، فإن خارطة الطريق لها الأهداف التالية:

1. دعم مجموعتين من لغات البرمجة النصية، إحداهما لنقل القيمة والأخرى للتحسين دعم بروتوكول التراكب
2. توفير الدعم لسلاسل KMZ الجانبية لربطها بدفاتر الأستاذ الأخرى 5 3. دعم أنواع متعددة من التوقيع بما في ذلك التوقيعات المقاومة للكم للأعلى الأمن
4. دعم الأصول المتعددة الصادرة عن المستخدم 5. تحقيق قابلية التوسع الحقيقية، مما يعني أنه مع انضمام المزيد من المستخدمين، تزداد قدرات النظام زيادة

البرمجة النصية

بدءًا من لغة البرمجة النصية، تتطلب المعاملات بين العناوين في دفتر الأستاذ بعضًا منها شكل من أشكال البرنامج النصي للتنفيذ وإثبات صلاحيته. من الناحية المثالية، لا يريد المرء أن تصل حواء أموال أليس، ولا أحد يريد أن يرسل نص سيئ التصميم قيمة إلى ميت عن طريق الخطأ عنوان جعل الأموال غير قابلة للاسترداد.

توفر أنظمة مثل Bitcoin لغة برمجة نصية صارمة وغير مرنة للغاية من الصعب برمجة المعاملات المفصلة وقراءتها وفهمها. ومع ذلك العام تقدم قابلية البرمجة للغات مثل Solidity قدرًا غير عادي من التعقيد في النظام وهي مفيدة فقط لمجموعة أصغر بكثير من الجهات الفاعلة.

ولذلك اخترنا تصميم لغة جديدة تسمى سيمون تكريماً لمبدعها 6 سيمون طومسون ومبدع المفاهيم التي ألهمته، سيمون بيتون جونز. سيمون هو لغة خاصة بالمجال تعتمد على كتابة العقود: مغامرة مالية الهندسة.

الفكرة الرئيسية هي أن المعاملات المالية تتكون عمومًا من مجموعة من العناصر التأسيسية. إذا قام المرء بتجميع جدول دوري مالي للعناصر، فيمكنه ذلك 7 تقديم الدعم لمجموعة كبيرة من المعاملات المركبة التي ستغطي معظمها، إن لم تكن كذلك جميع أنواع المعاملات الشائعة دون الحاجة إلى برمجة عامة.

5 قريبا في ورقة من كيياس وزيندروس وميلر سيتم إصدار 6 مواصفات في المواصفات القادمة. سيتم دعم اللغة الكاملة في تم التخطيط لإصدار Shelley CSL في الربع الرابع من عام 2017 7 مشروع ACTUS لديه تفصيل متعمق
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 9 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

الميزة الأساسية هي أن الأمان والتنفيذ يمكن فهمهما جيدًا للغاية. البراهين يمكن كتابتها لإظهار صحة القوالب واستنفاد مساحة التنفيذ أحداث المعاملات الإشكالية، مثل إنشاء أموال جديدة من لا شيء أو المعاملات المرونة. ثانيًا، يمكن للمرء أن يترك امتدادات لإضافة المزيد من العناصر عن طريق الشوكات الناعمة مطلوب وظيفة جديدة.

ومع ذلك، ستكون هناك دائمًا حاجة لربط CSL ببروتوكولات التراكب والمالية القديمة الأنظمة والخوادم ذات الأغراض الخاصة. وهكذا قمنا بتطوير بلوتوس كجنرال لغة الغرض smart contract وكذلك DSL للأغراض الخاصة لقابلية التشغيل البيني.

بلوتوس هي لغة وظيفية مكتوبة تعتمد على مفاهيم من هاسكل، والتي يمكن استخدامها ل كتابة نصوص المعاملات المخصصة. بالنسبة لـ CSL، سيتم استخدامه للمعاملات المعقدة المطلوبة أضف دعمًا للطبقات الأخرى التي نحتاج إلى الاتصال بها، مثل مخطط السلاسل الجانبية الخاص بنا.

سلاسل جانبية

فيما يتعلق بالسلسلة الجانبية، Cardano سيدعم بروتوكولًا جديدًا تم تطويره بواسطة Kiayias وMiller و Zindros (سلاسل KMZ الجانبية) بناءً على النتائج السابقة من إثباتات العمل. الخاص التصميم خارج نطاق هذه الورقة؛ ومع ذلك، فإن المفهوم يسمح بالأمن و الحركة غير التفاعلية للأموال من CSL إلى أي Cardano طبقة حسابية أو أخرى blockchain دعم البروتوكول.

تعد سلاسل KMZ الجانبية هي المفتاح لتغليف التعقيد. دفاتر الأستاذ مع المتطلبات التنظيمية، العمليات الخاصة ولغات البرمجة النصية القوية وغيرها من الاهتمامات الخاصة هي سوداء بشكل فعال مربعات إلى CSL، إلا أن مستخدم CSL سيحصل على ضمانات معينة حول المحاسبة والقدرة على ذلك استدعاء الأموال بمجرد اكتمال الحساب.

التوقيعات

ومن أجل نقل القيمة بشكل آمن من أليس إلى بوب، تحتاج أليس إلى إثبات أن لها الحق في ذلك تحريك الأموال. الطريقة الأكثر مباشرة وموثوقية لإنجاز هذه المهمة هي استخدام الجمهور نظام التوقيع الرئيسي حيث ترتبط الأموال بمفتاح عام وتتحكم أليس في المفتاح الخاص المرتبط.

هناك المئات من المخططات المحتملة ذات معايير وافتراضات أمنية مختلفة. يعتمد البعض على المسائل الرياضية المرتبطة بالمنحنيات الإهليلجية، بينما يعتمد البعض الآخر عليها متصلة بمفاهيم غريبة باستخدام المشابك.
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 10 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

الهدف المجرد هو نفسه دائمًا. هناك مشكلة صعبة لا يمكن حلها إلا إذا شخص ما لديه قطعة سرية من المعرفة. ويقال أن صاحب هذه القطعة من العلم هو مالك زوج المفاتيح ويجب أن يكون الكيان الوحيد الذي لديه القدرة على استخدامه.

هناك مجموعتان من المخاوف التي تواجهها العملة المشفرة عند اختيار نظام التوقيع. أولاً، هناك المتانة الأمنية للنظام نفسه على المدى الطويل. بعض التشفير تم كسر المخططات المستخدمة في السبعينيات والثمانينيات مثل DES. الفترة التي يجب أن يتم اتخاذ قرار بشأن المخطط الذي من المتوقع أن يستمر.

ثانيا، هناك العديد من الشركات والحكومات والمؤسسات الأخرى التي فضلت ذلك وفي بعض الحالات، فرض استخدام مخطط معين. على سبيل المثال، تحتفظ وكالة الأمن القومي بال مجموعة بروتوكولات Suite B. هناك معايير من ISO وحتى مجموعات عمل W3C بشأن التشفير.

إذا اختارت العملة المشفرة نظام توقيع واحد، فإنها تضطر إلى قبول هذا المخطط يمكن كسرها في وقت ما في المستقبل ولا يستطيع كيان واحد على الأقل استخدام العملة المشفرة بسبب القيود القانونية أو الصناعية. ومع ذلك، لا يمكن للعملة المشفرة أن تدعم كل شيء نظام التوقيع لأن هذا يتطلب من كل عميل فهم كل مخطط والتحقق من صحته.

بالنسبة لـ Cardano، قررنا أن نبدأ باستخدام تشفير المنحنى الإهليلجي، منحنى Ed25519 في خاص. قررنا أيضًا تحسين المكتبات الموجودة عن طريق إضافة دعم لمحافظ HD باستخدام مواصفات الدكتور ديمتري خوفراتوفيتش وجيسون لو.
8

ومع ذلك، فإن Cardano سيدعم المزيد من أنظمة التوقيع في المستقبل. على وجه الخصوص، نحن مهتم بدمج BLISS-B لإضافة توقيعات مقاومة للكمبيوتر الكمي إلى نظامنا. نحن مهتمون أيضًا بإضافة SECP256k1 لتعزيز إمكانية التشغيل التفاعلي مع الإرث العملات المشفرة مثل Bitcoin.

تم تصميم Cardano بامتدادات خاصة تسمح لنا بإضافة المزيد من التوقيع مخططات من خلال شوكة ناعمة. سيتم إضافتها حسب الحاجة وأثناء التحديثات الرئيسية المخطط لها في خارطة الطريق .
9

الأصول التي أصدرها المستخدم (UIAs)

في وقت مبكر من تاريخ Bitcoin، تم تطوير البروتوكولات بسرعة للسماح للمستخدمين بإصدار الأصول التي تم الاعتماد على نظام محاسبة Bitcoin من أجل تتبع عملات متعددة في وقت واحد. 8 هذه هي الوثائق الخاصة بتنفيذ محفظة HD الخاصة بـ Cardano. نعتقد أن Cardano هو الأول العملة المشفرة لدعم محافظ Ed25519 HD
9 راجع موقع Cardanoroadmap.com
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 11 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

لم تكن هذه البروتوكولات مدعومة أصلاً بواسطة بروتوكول Bitcoin، ولكن تم تنفيذها من خلال خارقة ذكية.

في حالة تراكبات Bitcoin مثل العملات المعدنية الملونة وMastercoin (التي تسمى الآن Omni)، الضوء يضطر العملاء إلى الاعتماد على خوادم موثوقة. كما لا يزال يتعين عليك دفع رسوم المعاملات عملات البيتكوين. يتم دمج هذه الخصائص مع مسار واحد للموافقة على المعاملة Bitcoin دون المستوى الأمثل للمحاسبة متعددة الأصول.

في حالة Ethereum باستخدام معيار ERC20، يوجد المزيد من ثراء الميزات. ومع ذلك، رسوم المعاملات لا تزال تتطلب الأثير. علاوة على ذلك، تواجه شبكة Ethereum صعوبة التوسع وفقًا لاحتياجات جميع ERC20 tokens الصادرة.

يمكن تقسيم المشكلة الأساسية إلى ثلاثة أجزاء: الموارد، والحوافز، والاهتمام. وفيما يتعلق بالموارد، فإن إضافة عملة جديدة تمامًا إلى نفس دفتر الأستاذ يعني أن المرء قد فعل ذلك مجموعتان مستقلتان UTXO (مدخلات المعاملات غير المنفقة) تتقاسمان عرض النطاق الترددي وتجمع الذاكرة و مساحة الكتلة. عقد الإجماع المسؤولة عن تضمين معاملات هذه العملات بحاجة إلى حافز للقيام بذلك. ولا ينبغي لكل مستخدم للعملة المشفرة أن يهتم بها عملة كيان معين.

نظرًا لهذه المشكلات، تكون الفوائد هائلة باعتبارها token الأساسية لدفتر الأستاذ متعدد الأصول يمكن أن تكون بمثابة عملة جسرية تسمح بصناعة السوق اللامركزية. خاص يمكن إصدار أصول الغرض لتوفير فائدة إضافية مثل الأصول ذات القيمة الثابتة مثل Tether أو MakerDAO وهي مفيدة لتطبيقات الإقراض والتحويلات.

ونظرًا للتحديات، فقد اعتمد Cardano نهجًا عمليًا للمحاسبة متعددة الأصول. البناء على مراحل، التحدي الأول هو تصميم البنية التحتية اللازمة لدعم مطالب الآلاف من UIAs. وهي التطورات التالية ضرورية:

1. هياكل بيانات موثقة لأغراض خاصة للسماح بتتبع مجموعة كبيرة جدًا UTXO الدولة

2. القدرة على الحصول على مجمع ذكريات موزع لاحتواء مجموعة ضخمة من المعاملات المعلقة
3. تقسيم Blockchain ونقاط التفتيش للسماح بـ blockchain عالمي ضخم 4. مخطط حوافز يكافئ العقد المتفق عليها لتضمين مجموعات مختلفة من المعاملات 5. آلية اشتراك تتيح للمستخدمين تحديد العملات التي يريدون تتبعها
6. يضمن الأمان القوي أن تتمتع UIAs بأمان مماثل مثل الأصول الأصلية 7. دعم صناعة السوق اللامركزية لتحسين السيولة بين UIA و الابتدائي token

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 12 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

لقد أدت جهودنا الأولية للعثور على بنية البيانات الموثقة الصحيحة إلى حل جديد نوع AVL+ Tree تم تطويره بشكل مشترك بواسطة Leo Reyzin وIOHK وWaves. هناك حاجة إلى مزيد من البحوث، ولكنه تقدم أساسي سيتم تضمينه في إصدار لاحق من Cardano.

يمكن تنفيذ مجمع الذاكرة الموزع باستخدام بروتوكول RAMCloud الخاص بجامعة ستانفورد. ستبدأ التجارب في الربع الثالث من عام 2017 لدراسة دمجها في طبقة الإجماع الخاصة بـ Cardano.

المواضيع المتبقية مترابطة وتغطيها البحوث المستمرة. نتوقع – الموضوع لنتائج البحث - لتضمين بروتوكول في Cardano لـ UIAs أثناء Basho of CSL الإصدار في عام 2018.

قابلية التوسع

تتكون الأنظمة الموزعة من مجموعة من أجهزة الكمبيوتر (العقد) التي توافق على تشغيل بروتوكول أو

مجموعة من البروتوكولات لتحقيق هدف مشترك. يمكن أن يكون هذا الهدف هو مشاركة ملف كما هو محدد بواسطة

بروتوكول BitTorrent أو طي البروتين باستخدام Folding@Home.

تكتسب البروتوكولات الأكثر فعالية الموارد عندما تنضم العقد إلى الشبكة. ملف يستضيفه

على سبيل المثال، يمكن تنزيل برنامج BitTorrent بشكل أسرع بكثير في المتوسط إذا كان هناك العديد من أقرانه

تنزيله بشكل متزامن. تزداد السرعة لأن الأقران يوفرون الموارد أثناء ذلك

استهلاكهم أيضًا. هذه الخاصية هي ما يعنيه عادةً عند ذكر الموزع

موازين النظام.

التحدي الذي يواجه تصميم جميع العملات المشفرة الحالية هو أنها ليست كذلك في الواقع

مصممة لتكون قابلة للتطوير. على سبيل المثال، عادةً ما تكون سلاسل الكتل عبارة عن قائمة مرتبطة للإلحاق فقط من

كتل. يعتمد أمان وتوافر بروتوكول blockchain على العديد من العقد

امتلاك نسخة كاملة من بيانات blockchain. وبالتالي، يجب نسخ بايت واحد من البيانات

بين العقد N. العقد الإضافية لا توفر موارد إضافية.

هذه النتيجة هي نفسها بالنسبة لمعالجة المعاملات ونشر الرسائل طوال الوقت

النظام. إن إضافة المزيد من العقد إلى نظام الإجماع لا يوفر المزيد

قوة معالجة المعاملات. وهذا يعني فقط أنه يجب إنفاق المزيد من الموارد لفعل الشيء نفسه

وظيفة. المزيد من عمليات ترحيل الشبكة مما يعني أن المزيد من العقد يجب أن تمرر نفس الرسائل للاحتفاظ بالشبكة

الشبكة بأكملها بالتزامن مع الكتلة الأحدث.

بالنظر إلى هذه الهيكلية، لا يمكن للعملات المشفرة التوسع في شبكة عالمية على قدم المساواة مع الإرث

الأنظمة المالية. وفي المقابل، فإن البنية التحتية القديمة قابلة للتطوير ولها أحجام كبيرة

المزيد من قوة المعالجة والتخزين. بإضافة نقطة محددة، Bitcoin هي شبكة صغيرة جدًا

مقارنة بأقرانها في مجال الدفع، إلا أنها تكافح من أجل إدارة حملها الحالي.
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية صفحة 13 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

يتم دعم أهداف قابلية التوسع الخاصة بنا لـ Cardano بشكل كبير من خلال خوارزمية الإجماع لدينا. أوروبوروس

يسمح بطريقة لا مركزية لانتخاب النصاب القانوني لعقد الإجماع، والتي بدورها يمكن أن تعمل أكثر

تم تطوير البروتوكولات التقليدية على مدار العشرين عامًا الماضية لتلبية احتياجات الشركات الكبيرة

موفري البنية التحتية مثل Google وFacebook.
10

على سبيل المثال، يعني انتخاب النصاب القانوني لعصر ما أن لدينا مجموعة موثوقة من العقد

الحفاظ على دفتر الأستاذ لفترة زمنية محددة. ومن التافه انتخاب النصاب القانوني المتعدد في وقت واحد

وتقسيم المعاملات إلى نصاب مختلف.

يمكن تطبيق تقنيات مماثلة لنشر الشبكة وتقسيم blockchain أيضًا

نفسها إلى أقسام فريدة من نوعها. في خريطة الطريق الحالية لدينا، سيتم تطبيق أساليب القياس عليها

Ouroboros تبدأ في عام 2018 وتستمر في التركيز في عامي 2019 و2020.

Cardano طبقة الحساب

كما ذكرنا سابقًا، هناك مكونان للمعاملة: آلية الإرسال وقم بتسجيل تدفق tokens والأسباب والظروف الكامنة وراء نقل tokens. ال يمكن أن يكون الأخير معقدًا بشكل تعسفي ويتضمن تيرابايت من البيانات والتوقيعات المتعددة والخاصة الأحداث التي تحدث. يمكن أن يكون الأخير أيضًا بسيطًا بشكل ملحوظ مع قيمة دفع توقيع واحدة إلى عنوان آخر.

إن التحدي الكامن وراء نمذجة أسباب وشروط تدفق القيمة هو أنها كذلك شخصية للغاية بالنسبة للكيانات المشاركة بأكثر الطرق التي لا يمكن التنبؤ بها. دروس من يرسم قانون العقود صورة أكثر إشكالية، حيث قد لا يفعلها الممثلون أنفسهم بل كن على علم بأن الصفقة لا تطابق الواقع التجاري. نحن نسمي هذا عموما ظاهرة "الفجوة الدلالية". 11

لماذا يجب على المرء أن يبني عملة مشفرة ويطارد طبقة لا نهاية لها من التعقيد والتجريد؟ يبدو الأمر سيزيفيًا بطبيعته وساذجًا عمليًا. وعلاوة على ذلك، احتضنت كل فكرة لها عواقب قانونية وأمنية.

على سبيل المثال، هناك العديد من الأنشطة عبر الإنترنت التي تعتبر غير قانونية أو محل ازدراء عالميًا مثل الاتجار بالمواد الإباحية المتعلقة بالأطفال أو بيع أسرار الدولة. من خلال نشر قوية 10 هناك أيضًا بروتوكولات بحث مستقلة أخرى تحاول تحقيق نفس الغاية مثل إلاستيكو و Bitcoin-NG
11 لوي لو وآخرون. ناقش هذه الفجوة في بحثهم الأخير حول جعل العقود الذكية أكثر ذكاءً لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 14 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

البنية التحتية اللامركزية، يوفر المرء الآن قناة لهذا النشاط ليحدث مع نفس مقاومة الرقابة التي تتمتع بها المعاملات التجارية العادية. ومن غير الواضح من الناحية القانونية ما إذا كان العقد المتفق عليها في الشبكة - والتي لديها الحافز لتصبح أكثر اتحادًا الوقت لتعزيز الكفاءة - سيكونون مسؤولين عن المحتوى الذي يستضيفونه.

محاكمة مشغلي Tor، والمعاملة الوحشية لمشغل طريق الحرير والافتقار إلى الشفافية بشكل عام إن الوضوح القانوني وراء الحماية القانونية للمشاركين في البروتوكول يترك طريقًا غامضًا. هناك لا يوجد نقص في الخيال حول ما يمكن أن تتيحه العملة المشفرة المتقدمة بما فيه الكفاية (انظر: خاتم جيجيس). هل من المعقول إجبار جميع مستخدمي العملة المشفرة على تأييدها أو على الأقل تمكين أسوأ الأفعال والسلوك على شبكة الإنترنت؟

لسوء الحظ، لا توجد إجابات واضحة توفر نظرة ثاقبة لمصمم العملات المشفرة. إنه كذلك المزيد عن اختيار المنصب والدفاع عن جدارته. ميزة أن كلا من Cardano و Bitcoin هو أننا اخترنا فصل الاهتمامات إلى طبقات. مع Bitcoin، هناك الجذر. مع Cardano، توجد طبقة الحساب Cardano.

إن أنواع السلوك المعقد التي من شأنها تمكين الأفعال التي تم تفصيلها سابقًا لا يمكن أن تستمر CSL. أنها تتطلب القدرة على تشغيل البرامج المكتوبة بلغة تورينج كاملة وبعضها شكل اقتصاديات الغاز لحساب العدادات. كما أنها تتطلب عقد إجماع على استعداد لذلك تضمين المعاملات في كتلهم.

وبالتالي، فإن تقييد الوظيفة يمكن أن يحمي المستخدمين بشكل معقول. حتى الآن، الأكثر رسوخا لم تتخذ الحكومات موقفًا مفاده أن استخدام العملة المشفرة أو صيانتها يعد أمرًا ضروريًا عمل غير قانوني. وبالتالي، يجب أن تكون الغالبية العظمى من المستخدمين مرتاحين للحفاظ على دفتر الأستاذ قابلة للمقارنة في القدرة مع نظام الدفع الرقمي.

عندما يريد المرء توسيع القدرة، هناك احتمالان. يتم تمكينه بواسطة خاص مجموعة من الأفراد المتشابهين في التفكير وسريعة الزوال بطبيعتها (على سبيل المثال، لعبة البوكر). أو ذلك يتم تمكينه من خلال دفتر الأستاذ ذي الإمكانات المماثلة مثل Ethereum. وفي كلتا الحالتين اخترنا الاستعانة بمصادر خارجية للأحداث إلى بروتوكول آخر.

في حالة الحدث الخاص والسريع الزوال، فمن المعقول تجنب نموذج blockchain بالكامل، بل قم بتقييد الجهود المبذولة نحو مكتبة بروتوكولات MPC ذات الأغراض الخاصة التي يمكنها ذلك يمكن استدعاؤها عند الرغبة من قبل مجموعة من المشاركين ذوي التفكير المماثل. الحسابات والأنشطة يتم تنسيقها في شبكة خاصة ومرجعية لـ CSL فقط باعتبارها لوحة إعلانات موثوقة و قناة تمرير الرسائل عند الضرورة.

الفكرة الرئيسية في هذه الحالة هي أن هناك موافقة، وتغليف المسؤولية والخصوصية. CSL هو يتم استخدامها كمشاعات رقمية للمستخدمين للالتقاء والتواصل - مثل الحديقة التي تستضيف حدث خاص - لكنه لا يوفر أي تسهيلات أو تسهيلات خاصة. علاوة على ذلك، لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 15 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

سيؤدي استخدام MPC للأغراض الخاصة إلى تمكين تفاعل زمن الوصول المنخفض دون الحاجة إلى ذلك blockchain انتفاخ. وبالتالي، فإنه يحسن حجم النظام.

تتمركز الجهود البحثية التي يبذلها Cardano تجاه هذه المكتبة في مختبرنا في طوكيو للتكنولوجيا بعض المساعدة من العلماء في الخارج. نحن نسمي المكتبة "Tartaglia" على اسم زميل لنا عالم رياضيات ومعاصر لـ Cardano ويتوقع أن يكون التكرار الأول متاحًا في الربع الأول من عام 2018.

في الحالة الثانية، يحتاج المرء إلى blockchain مع جهاز افتراضي، ومجموعة من العقد المتفق عليها وآلية لتمكين التواصل بين السلسلتين. لقد بدأنا عملية إضفاء الطابع الرسمي على الجهاز الظاهري Ethereum باستخدام إطار عمل K في 12 بالشراكة مع فريق من جامعة إلينوي.

ستبلغ نتيجة هذا التحليل الطريقة المثلى لتصميم نسخة منسوخة وفي نهاية المطاف آلة افتراضية موزعة ذات دلالات تشغيلية واضحة وضمانات قوية للتصحيح 13 التنفيذ من المواصفات. بمعنى آخر، يقوم الجهاز الافتراضي فعليًا بما يخبرنا به الكود يتعلق الأمر بالمخاطر الأمنية التي تم تقليلها إلى الحد الأدنى.

لا تزال هناك أسئلة لم يتم حلها حول اقتصاديات الغاز التي اقترحها Ethereum وكيف يمكن تطبيقها يتعلق بعمل مثل تعلم الآلة المدرك للموارد لـ Jan Hoffmann et al والدراسة الأوسع لـ تقدير الموارد للحساب. نحن أيضًا مهتمون بمستوى اللغة استقلال الآلة الافتراضية. على سبيل المثال، أعرب مشروع Ethereum عن رغبته للانتقال من جهاز VM الحالي الخاص بهم إلى Web Assembly.

الجهد التالي هو تطوير لغة برمجة معقولة للتعبير عن الحالة العقود التي سيتم استدعاؤها كخدمات من خلال التطبيقات اللامركزية. لهذه المهمة، لدينا اختار كلاً من نهج دعم إرث smart contract لغة الصلابة للمنخفض تطبيقات الضمان وتطوير لغة جديدة تسمى بلوتوس لضمان أعلى التطبيقات التي تتطلب التحقق الرسمي.

مثل مشروع Zeppelin القائم على الصلابة، ستقوم IOHK أيضًا بتطوير مكتبة مرجعية لرمز Plutus لمطوري التطبيقات لاستخدامها في مشاريعهم. سنقوم أيضًا بتطوير مجموعة متخصصة من الأدوات للتحقق الرسمي المستوحى من العمل في مشروع Liquid Haskell التابع لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو.

من حيث الإجماع، تم تصميم Ouroboros بطريقة معيارية كافية لدعمها smart contract التقييم. وبالتالي، سيتشارك كل من CSL وCCL في نفس خوارزمية الإجماع. 12 اخترعها البروفيسور جريجور روسو وآخرون. آل، K هو إطار عالمي للغة مستقلة دلالات الآلة القابلة للتنفيذ. قبل عملنا، تم استخدامه لنموذج C وJava وJavaScript 13 مما يعني أن عقد الإجماع المختلفة تعمل على تشغيل smart contracts مختلفة. يُعرف أيضًا باسم تقسيم الحالة لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 16 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

الفرق هو أنه يمكن تأكيد أن Ouroboros يسمح لكل من المسموح به و دفاتر الأستاذ غير المسموح بها عبر توزيع token.

باستخدام CSL، تم توزيع Ada بواسطة حدث توليد token للمشترين في جميع أنحاء آسيا الذي سيتم بيعه في نهاية المطاف في السوق الثانوية. وهذا يعني أن خوارزمية الإجماع الخاصة بـ CSL هي كذلك تسيطر عليها مجموعة متنوعة ومتزايدة اللامركزية من الجهات الفاعلة أو من يفوضونها يعين. باستخدام CCL، من الممكن إنشاء غرض خاص token يحتفظ به مندوبو ذلك دفتر الأستاذ الذي يمكن أن يكون كيانات منظمة، وبالتالي إنشاء دفتر أستاذ مسموح به.

تسمح مرونة هذا النهج بتجسيد حالات مختلفة من CCL بطرق مختلفة قواعد تقييم المعاملات على سبيل المثال، يمكن تقييد أنشطة المقامرة ما لم تكن بيانات KYC/AML موجودة ببساطة عن طريق إدراج المعاملات غير المنسوبة في القائمة السوداء.

ينصب تركيز التصميم النهائي لدينا على إضافة وحدات أمان الأجهزة الموثوقة (HSM) إلى البروتوكول الخاص بنا كومة. هاتان ميزتان هائلتان عند إدخال هذه القدرات في البروتوكول. أولاً، توفر وحدات HSM تعزيزات هائلة في الأداء دون تقديم الأمان 14 مخاوف تتجاوز الثقة في البائع. ثانيا، من خلال استخدام البراهين الزجاجية المختومة (SGP)، يمكن لوحدات HSM تقديم ضمانات بأنه يمكن التحقق من البيانات ثم تدميرها دون أن يتم تدميرها نسخها أو تسريبها إلى جهات خارجية ضارة.

وبالتركيز على النقطة الثانية، فإن اتفاقيات المنح الصغيرة يمكن أن يكون لها تأثير ثوري على الامتثال. عادةً، عندما يقدم المستهلك معلومات تعريف شخصية (PII) للمصادقة الهوية أو إثبات الحق في المشاركة، يتم تسليم هذه المعلومات إلى طرف ثالث موثوق به على أمل أنها لن تتصرف بشكل ضار. هذا النشاط مركزي بشكل جوهري، وهو مزود البيانات تفقد السيطرة على معلومات تحديد الهوية الشخصية (PII) الخاصة بها وتخضع أيضًا للوائح مختلفة بناءً على الاختصاص القضائي.

القدرة على اختيار مجموعة من الموثقين الموثوقين ومن ثم تخزين معلومات تحديد الهوية الشخصية (PII) في منطقة الأجهزة يعني أن أي ممثل لديه جهاز HSM قادر بشكل كافٍ سيكون قادرًا على التحقق من الحقائق حول الممثل بطريقة غير قابلة للتزوير دون أن يعرف المحقق هوية الفاعل. على سبيل المثال، بوب هو ليس مواطنا أمريكيا. أليس مستثمر معتمد. جيمس هو دافع الضرائب الأمريكي وينبغي للمرء أن يرسل الأرباح الخاضعة للضريبة للحساب X.

تتمثل إستراتيجية HSM الخاصة بـ Cardano في محاولة تنفيذ البروتوكولات المتخصصة خلال البروتوكولين التاليين سنوات باستخدام Intel SGX وARM Trustzone. تم بناء كلتا الوحدتين في مليارات المستهلكين الأجهزة من أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى الهواتف المحمولة ولا تتطلب أي جهد إضافي من جانب المستهلك استخدام. كلاهما تم فحصهما بشكل كبير ومصممان بشكل جيد ويعتمدان على سنوات من التكرار من بعض أكبر فرق أمان الأجهزة وأفضلها تمويلًا.

14 انظر http://hackingdistributed.com/2016/12/22/scaling-bitcoin-with-secure-hardware/ من كورنيل الجامعة لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 17 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

التنظيم

الحقيقة القاسية لجميع الأنظمة المالية الحديثة هي أنه مع توسعها، فإنها تتراكم الحاجة، أو على الأقل الرغبة في التنظيم. هذه النتيجة عادة ما تكون نتيجة الانهيارات المتكررة بسبب إهمال بعض الممثلين أو عصابة الممثلين في السوق.

على سبيل المثال، أدت أزمة نيكربوكر عام 1907 إلى إنشاء الاحتياطي الفيدرالي نظام عام 1913 كمقرض الملاذ الأخير. مثال آخر هو التجاوزات التي حدثت في العشرينيات من القرن الماضي الولايات المتحدة التي أدت إلى انهيار مالي رهيب، الكساد الكبير. هذا الانهيار أسفرت عن إنشاء لجنة الأوراق المالية في عام 1934 من أجل منع حدوث مماثل الحدث أو على الأقل محاسبة الجهات الفاعلة السيئة.

يمكن للمرء أن يناقش بشكل معقول الحاجة إلى التنظيم ونطاقه وفعاليته، ولكن لا يمكن للمرء أن ينكر ذلك وجودها والحماسة التي فرضتها الحكومات الكبرى عليها. ومع ذلك، التحدي الذي يواجهه جميع المنظمين مع عولمة العالم وتحول النقد إلى نظام رقمي هو ذو شقين.

أولاً، ما هي مجموعة اللوائح التي يجب أن تكون الأسمى عند التعامل مع مجموعة من؟ السلطات القضائية؟ إن فكرة السيادة الويستفالية القديمة تذوب عندما تتم صفقة واحدة يمكن أن تصل إلى ثلاثين دولة في أقل من دقيقة. هل ينبغي أن يكون ببساطة هو من يستخدم معظم النفوذ الجيوسياسي؟

ثانياً، أدت التحسينات في تكنولوجيا الخصوصية إلى خلق سباق تسلح رقمي حيثما سيحدث أصبح من الصعب على نحو متزايد حتى فهم من شارك في الصفقة، ناهيك عن من يملك مخزنًا معينًا ذا قيمة. في عالم حيث ملايين الدولارات من الأصول لا يمكن التحكم فيه إلا باستخدام عبارة تذكيرية مكونة من 12 كلمة، كيف حالك؟ 15 فرض التنظيم الفعال؟

مثل جميع الأنظمة المالية، يجب أن يكون لبروتوكول Cardano رأي في تصميمه حول ما هو عليه عادلة ومعقولة. لقد اخترنا أن نفصل بين الحقوق الفردية وحقوق أ السوق.

يجب أن يكون للأفراد دائمًا حق الوصول الوحيد إلى أموالهم دون إكراه أو أصول مدنية مصادرة. ويجب إنفاذ هذا الحق لأنه لا يمكن الوثوق بجميع الحكومات في عدم القيام بذلك يسيئون استخدام سلطتهم السيادية لتحقيق مكاسب شخصية للسياسيين الفاسدين، كما رأينا في فنزويلا وزيمبابوي. يجب تصميم العملات المشفرة وفقًا لأدنى قاسم مشترك.

15 انظر BIP39 https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0039.mediawiki
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 18 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

ثانياً، لا يجوز العبث بالتاريخ أبداً. توفر Blockchains وعدًا بالثبات. إن تقديم القدرة على التراجع عن التاريخ أو تغيير السجل الرسمي يقدم الكثير إغراء تغيير الماضي من أجل إفادة فاعل أو جهات فاعلة معينة.

ثالثا، ينبغي أن يكون تدفق القيمة غير مقيد. ضوابط رأس المال والجدران الاصطناعية الأخرى التقليل من حقوق الإنسان. خارج نطاق عبث محاولة فرضها، بشكل عالمي 16 الاقتصاد حيث يسافر العديد من المواطنين في الدول الأقل نموًا خارج نطاق ولايتهم القضائية ومن أجل العثور على أجر معيشي، فإن تقييد تدفقات رأس المال عادة ما يؤدي إلى إلحاق الضرر بأفقر الناس في العالم.

تنص هذه المبادئ على أن الأسواق تختلف بشكل واضح عن الأفراد. في حين أن المصممين Cardano نؤمن بالحقوق الفردية، ونؤمن أيضًا بأن الأسواق لها الحق في الإعلان بشكل علني شروطها وأحكامها، وإذا وافق الفرد على القيام بأعمال تجارية داخل هذا السوق، فسيتم ذلك ويجب أن يتم الالتزام بهذه المعايير من أجل سلامة النظام بأكمله.

وكان التحدي دائمًا يتمثل في التكلفة والتطبيق العملي للتنفيذ. صغيرة ومتعددة الاختصاصات فالمعاملات ببساطة مكلفة للغاية في الأنظمة القديمة بحيث لا توفر ضمانًا عاليًا بالرجوع في حالة الاحتيال أو النزاع التجاري. عندما يرسل أحدهم التحويل البنكي إلى الأمير النيجيري , عادة ما تكون محاولة استعادة أموالك مكلفة للغاية.
17

بالنسبة لـ Cardano، نشعر أنه بإمكاننا الابتكار على ثلاثة مستويات. أولاً، من خلال استخدام smart contracts يمكن التحكم بشكل أفضل في شروط وأحكام العلاقات التجارية. إذا كانت جميع الأصول رقمية ويمكن التعبير عنها فقط على CSL، ويمكن توفير ضمانات قوية للتجارة الخالية من الاحتيال اكتسب.

ثانيًا، استخدام وحدات HSM لتوفير مساحة للهوية حيث لا يتم تسريب معلومات تحديد الهوية الشخصية ولكن يتم استخدامها بعد يجب على الجهات الفاعلة في مجال المصادقة والاعتماد توفير نظام سمعة عالمي والسماح بذلك يجب إجراء أنشطة منظمة بتكلفة أقل بكثير، مثل الألعاب الآلية عبر الإنترنت الامتثال الضريبي أو التبادلات اللامركزية.

أخيرًا، تتضمن خريطة طريق Cardano إنشاء لائحة معيارية DAO يمكن مخصصة للتفاعل مع المستخدم المكتوب smart contracts من أجل إضافة قابلية التغيير والمستهلك الحماية والتحكيم. وسيتم توضيح نطاق هذا المشروع في ورقة لاحقة.

16 كمثال على الإجراء المضاد لتدفق رأس المال، انظر نظام الحوالة المصرفي 17 راجع عملية احتيال الرسوم المسبقة لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 19 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

ما المغزى من كل ذلك؟

لقد كان Cardano بمثابة مشروع ماراثوني يتضمن تعليقات من مئات من ألمع العقول

داخل وخارج صناعة العملة المشفرة. أنها تنطوي على التكرار الدؤوب، والاستخدام النشط ل

مراجعة الأقران، والسرقة المخزية للأفكار العظيمة عندما يتم كشفها.

يغطي كل قسم من الأقسام المتبقية جانبًا معينًا من التركيز الذي قررنا أنه يمثل محورًا أساسيًا

عنصر من مشروعنا. تم اختيار البعض بسبب الرغبة في تحسين الأفضل بشكل عام

ممارسات الفضاء بينما البعض الآخر خاص بتطور Cardano.

في حين أنه لا يوجد مشروع يمكنه تغطية كل هدف أو إرضاء كل مستخدم، إلا أن أملنا هو تقديم رؤية له

كيف ينبغي أن تبدو الرزمة المالية ذاتية التطور في الولايات القضائية التي تفتقر إليها. النهائي

إن حقيقة العملات المشفرة لا تتمثل في أنها ستؤدي إلى تعطيل الأنظمة المالية القديمة الحالية.

إن الأنظمة المالية القديمة قادرة دائمًا على استيعاب التغيير والحفاظ على شكلها

والوظيفة.

وبدلاً من ذلك، يجب على المرء أن ينظر إلى الأماكن التي يكون فيها نشر ما هو موجود مكلفاً للغاية

النظام المصرفي، حيث يعيش الكثيرون على أقل من بضعة دولارات في اليوم، ليس لديهم هوية مستقرة

من المستحيل العثور على الائتمان.

في هذه الأماكن، القدرة على تجميع نظام الدفع وحقوق الملكية والهوية والائتمان والمخاطر

الحماية في تطبيق واحد يعمل على الهاتف الخليوي ليست مفيدة فحسب، بل إنها تغير الحياة.

السبب وراء قيامنا ببناء Cardano هو أننا نشعر أن لدينا فرصة مشروعة في تقديم - أو

على الأقل التقدم في هذه الرؤية للعالم النامي.

حتى في حالة الفشل، إذا تمكنا من تغيير الطريقة التي يتم بها تصميم العملات المشفرة وتطورها وتمويلها،

ثم هناك إنجاز عظيم.

Science and Engineering

Science and Engineering

The Art of Iteration

Cryptocurrencies are protocols implemented as software. Protocols are simply intelligent conversations between participants. Software is ultimately the manipulation of data given some WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 20 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

goal. Yet the difference between solid, reliable software as well as useful, secure protocols and their converse is completely human.

Good software needs accountability, clear business requirements, repeatable processes, thorough testing and tireless iteration. Good software also needs reasonably talented developers with enough domain specific knowledge to properly design a system that can fully resolve whatever problem they are trying to solve.

As for useful and secure protocols, especially ones involving cryptography and distributed systems, they start in a more academic and standards driven process. Peer review, endless debates and a firm concept of trade offs are necessary to ensure a protocol is useful. Yet these alone are not sufficient, protocols need to be implemented and tested by real life use.

The unique challenge in the cryptocurrency industry is that two completely different philosophies are mangled together without a proper Hegelian synthesis. Our thesis is a “move fast and break things” startup mentality driven by youth, greed and passion. The antithesis is a slow, methodical and academically oriented approach motivated by a desire to solidify the innovations of our space into a nice niche enjoying ample funding and prestige.

The result is that many cryptocurrencies are either entirely specified on a white paper only relevant to a CV or just by hastily written code. None of the current top ten cryptocurrencies by 18 market capitalization are based upon a peer reviewed protocol. None of the current ten top cryptocurrencies were implemented from a formal specification .

19

Yet billions of dollars of value are at stake. Once deployed, a cryptocurrency is exceedingly

difficult to change. How does a user know they are using a secure system? How does a user

know that the marketing claims are legitimate? What if the proposed protocol can never achieve

the claims?

This lack of synthesis and respect for process is one of the primary reasons IOHK wanted to

build Cardano. Our hope was to develop a reference project that would serve as an example of

how to do things in a more effective, sane and honest way.

The goal is not to propose a totally new way of developing software and protocols, but rather to

acknowledge that great software and protocols already exist and we can mimic the conditions

that led to their creation. Second, to make these conditions publicly known and open source if

possible so that they can be imitated for the benefit of the entire field. 18 See www.coinmarketcap.com for a comprehensive listing by market capitalization 19 Ethereum has a semi-formal specification known as the Yellow Paper; however, the EVM semantics are not fully specified nor are sufficient for a full implementation of the protocol. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 21 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Facts and Opinions

The other concern is over where facts end and opinion begins. There are hundreds of

programming languages, dozens of development paradigms and more than one philosophy on

project management. The academic world is riddled with its own challenges stemming from its

distance from business concerns and practicality.

For Cardano, we first attempted to capture obvious deficiencies that can be universally agreed

to be useful from an engineering perspective. For example, cryptography and distributed

systems are both extraordinarily involved topics with far too many examples of how naive hands

can make horrific mistakes. Therefore, any protocol requiring insight from these domains needs

to be designed by an acknowledged expert and be submitted for review by other experts.

Ouroboros is our first case study of this area. It was designed by a team of cryptographers with

a large, diverse and publicly verifiable publication history. It was built according to the standard

cryptography process, with security assumptions, an adversarial model and proofs. These

proofs were checked by submission to conferences and also independently by computer

20 proofs written in Isabelle by a team at the University of Cambridge .
21

Yet this work alone provides no guarantees of usefulness — just a rigorous check of a security

model given some assumptions. For usefulness, one needs to implement and test the protocol.

Our developers have done so in both Haskell and also Rust. This work revealed that more effort

needed to be focused on the synchronization model, which led to the creation of Ouroboros

Praos.

This art of iteration is what produces great protocols, with each step leading to new lessons and

a requirement to re-verify the correctness of prior step . It is costly, time consuming, and at

22 times truly tedious, yet it is required to ensure a protocol is correctly designed.

Protocols — especially ones to be used by billions of people — are not short lived and rapidly

evolving. Rather they are intended to be followed for years to decades. It seems entirely

reasonable that, prior to burdening the world with a new financial system we all have to live with

for the next 100 years, we want to demand some tedium and rigor from its designers.

20 Accepted Paper Number 71 of the IACR’s Annual Crypto Conference in California
21 By Kawin Worrasangasilpa under the supervision of Professor Lawrence Paulson
22 Following a tangent for a sake of levity, one should watch Professor Halmos’s discussion about how to write a math textbook WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 22 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Functional Sins

Moving into more opinionated territory, the tools, languages and methodologies used in

software development are more artifacts of religious providence than objective reality. Source

code is like written prose. Everyone has an opinion of what is good — and what is being

communicated is, at times, less important than how it is communicated.

We must commit the sin of choosing a side accepting that it will be wrong in at least one

person’s eyes. However, there is at least a large corpus of justification behind our choice.

The protocols making Cardano possible are being implemented in Haskell. The user interface

has been encapsulated in a fork of Electron that we are calling Daedalus. We have chosen to

use the web architectural model where possible, and for our database, we opted for a key-value

paradigm using RocksDB.

From a component level, this abstraction means that maintenance is far simpler, better

technology can be substituted later with little effort, and that our stack is partly tied to the

development efforts of Github and Facebook.

Using a WebGUI allows us to leverage React and develop front end features using tools

understood by hundreds of thousands of JavaScript developers. Using a web architecture

means that components can be treated as services and the security model is sensible.

Choosing Haskell for protocol development was the most difficult choice. Even in the functional

world, there are ample choices. On the more flexible and impure side, there are languages like

Clojure, Scala and F#, which benefit from the enormous libraries of Java and the .Net

ecosystems while preserving some of the best aspects of functional programming.

There are more academically oriented languages such as Agda and Idris that have a close

connection to techniques that would allow for strong verification of correctness. Yet they lack

reasonable libraries and have a subpar development experience.

For Cardano, the choice came down to Ocaml and Haskell. Ocaml is a wonderful language with

a great community, good tooling, reasonable development experience and a great legacy in the

formal verification space through Coq . So why did we choose Haskell? 23

23 Adding to this point, IOHK actually does have a project being implemented in Ocaml called Qeditas that we inherited from the pseudonymous Bill White WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 23 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Why Haskell?

The protocols that compose Cardano are distributed, bundled with cryptography and require a

high degree of fault tolerance. On the best days, there will still be Byzantine actors, malformed

messages and faulty clients unintentionally causing some form of havok on the network.

First, we wanted a language that enjoys a strong type system where we could easily use tools

such as Quickcheck and more elaborate techniques such as Refinement Types while having a

reasonable expectation of fault tolerance. An Erlang style OTP model satisfies the latter

whereas languages like Haskell and Ocaml satisfy the former.

With the introduction of Cloud Haskell, Haskell gained many of Erlang’s advantages while not

surrendering its own. Furthermore, Haskell’s modularity and composability has allowed us to

use a lighter weight bespoke library called Time Warp for Cardano.

Second, Haskell’s libraries have evolved greatly over the last few years thanks to extensive work

of commercial entities like Galois, FP Complete and Well-Typed. As a consequence, Haskell can

be used to write production applications.
24

Third, PureScript’s rapid evolution has provided a much needed bridge to the JavaScript world

akin to what Clojurescript has given Clojure. We expect PureScript will be especially important

when it comes to getting Cardano to work in a browser and developing mobile wallets.

Fourth, with respect to dependency resolution, Haskell in the last several years has enjoyed a

significant social and technological effort led by technologists like Michael Snoyman through a

platform called stackage that is both easy to use and well supported by FP Complete.

Fifth, beyond adequate dependency resolution, we aim for our software builds to be

reproducible. In other words, with the same configuration values and dependency versions it

should produce exactly the same build artifacts. Through stackage, we have been using NixOps

to achieve reproducibility with great success.

Finally, the talent pool of developers specializing in Haskell is reasonably large — compared to

its peers — and quite well-trained with the right mix of academic and industry credentials. It also

acts as a competency filter as it is uncommon to find experienced Haskell developers without

detailed knowledge of computer science.
24 Bryan O'Sullivan provides a nice talk about Haskell’s industrial use here.
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 24 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Formal Specification and Verification

A significant strength of developing a protocol using a provably correct security model is that it provides a guaranteed limit of adversarial power. One is given a contract that as long as the protocol is followed and the proofs are correct, the adversary cannot violate the security properties claimed.

Deeper reflection makes the prior assertion even more significant. Adversaries can be arbitrarily intelligent and capable. To say they are defeated solely through a mathematical model is extraordinary. And, of course, it is not entirely true.

Reality introduces factors and circumstances that prevent the utopia of pure security and correct behavior from existing. Implementations can be wrong. Hardware can introduce attack vectors previously unconsidered. The security model might be insufficient and not conform to real life use.

A judgement call is needed about how much specification, rigor and checking is demanded for a protocol. For example, endeavors like the SeL4 Microkernel project are a prime example of an all out assault on ambiguity requiring almost 200,000 lines of Isabelle code to verify less than 10,000 lines of C code. Yet an operating system kernel is critical infrastructure that could be a serious security vulnerability if not properly implemented.

Should all cryptographic software require the same Herculean effort? Or can one choose a less vigorous path that produces equivalent outcomes? Also does it matter if the protocol is perfectly implemented if the environment it runs in is notoriously vulnerable such as on Windows XP?

For Cardano, we have chosen the following compromise. First, due to the complex nature of the domains of cryptography and distributed computing, proofs tend to be very subtle, long, complicated and sometimes quite technical. This implies that human driven checking can be tedious and error-prone. Therefore, we believe that every significant proof presented in a white paper written to cover core infrastructure needs to be machine checked.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 25 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Second, to verify Haskell code so it correctly corresponds to our white papers, we can choose between two popular options: interfacing with SMT provers via LiquidHaskell and using Isabelle/HOL.

SMT (satisfiability modulo theories) solvers deal with the problem of finding functional parameters that satisfy an equation or inequation, or alternatively showing that such parameters do not exist. As discussed by De Moura and Bjørner, use cases of SMT are various, but the key point is that these techniques are both powerful and can dramatically reduce bugs and semantic errors.

Isabelle/HOL, on the other hand, is a more expressive and diverse tool which can be used to

both specify and verify implementation. Isabelle is a generic theorem solver working with

higher-order logic constructs, capable of representing sets and other mathematical objects to

be used in proofs. Isabelle itself integrates with Z3 SMT prover to work with problems involving

such constraints.

Both approaches provide value and therefore we have decided to embrace them both in stages.

Human written proofs will be encoded in Isabelle to check their correctness thereby satisfying

our machine checking requirement. And we intend on gradually adding Liquid Haskell to all

production code in Cardano’s implementation throughout 2017 and 2018.

As a final point, formal verification is only as good as the specification one is verifying from and the toolsets available. One of the primary reasons for choosing Haskell is that it provides the right balance of practicality and theory. Specification derived from white papers looks a lot like Haskell code, and connecting the two is considerably easier than doing so with an imperative language.

There is still enormous difficulty in capturing a proper specification and also updating the specification when changes such as upgrades, bug fixes and other concerns need to be made; however, this reality does not in any way diminish the overall value. If one is going to trouble of building a foundation upon provable security, then the implementation should be what was actually proposed on paper.

Transparency

A final question when discussing the science and engineering of developing a cryptocurrency is how to address transparency. Design decisions are not Boolean and ethereal, coming to developers in dreams and then suddenly becoming canon. They are derived from experience, debate and lessons learned from earlier mistakes.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 26 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

The challenge is that a totally transparent development process could influence discussion to become more theatrical than evidence based. Egos, attempts to win over a community, and fear of sounding stupid could force conversations to become sterile and counterproductive.

Furthermore, outsiders could attempt to co-opt the conversation in an effort to force their particular tangent to become the only relevant topic. Everyone has a sacred cow.

So how does one balance the need for a transparent development process, which is owed to the community that has entrusted progress to a set of core developers, with the need for freedom of expression without fear?

With Cardano, we have decided to embrace a standards driven process with directed oversight. The community needs to know that the science and the code are well thought out, checked and actually solve the things that developers claim they do. To this end, peer review should completely satisfy the science component as it has been designed specifically for this purpose and has given us the modern world.

For code, this topic is a bit more opinionated. For Cardano, we have elected to entrust the Cardano Foundation to serve as a final auditor of IOHK’s work. In particular, they are entrusted with the following duties:

1. Regular review of the source code contained in the Cardano Github to check for quality, test coverage, proper comments and completeness
2. Review of all Cardano documentation for correctness and usefulness
3. Verifying the claims that the protocols produced by the scientists are fully implemented

To accomplish this task, IOHK will submit regular and timely reports to the Foundation – and its assigns – to review. The Foundation in turn will release a development oversight report to the Cardano community on at least a quarterly basis.

This first effort is intended to start a broader conversation about how a decentralized project achieves accountability. Development oversight from a trusted third party is a powerful tool to ensure that developers are on track, but it is not sufficient to completely guarantee that the project will always deliver.

For this reason, after the treasury is integrated into CSL, the Foundation will encourage additional development teams to construct alternative clients based upon the formal specifications developed jointly with IOHK. Development diversity has been a great technique used by the Ethereum project to avoid a monoculture forming around a single set of ideas or developers. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 27 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

With respect to specifications, there is a wealth of knowledge to be gained from the standards process followed by the WC3 and the IETF. Ultimately, each protocol Cardano integrates requires a specification that is independent of academic work or source code. Rather it needs to be in a suitable format such as an RFC.

One of the Cardano Foundation’s core tenets is to act as standards body specifically for the Cardano protocols and to host conversations to update, add or change standards relevant to Cardano. If the internet (a product of standards) through IETF can reach consensus about what core protocols shall be used, then it is entirely reasonable to assume that a dedicated body could facilitate the same outcome.

As a closing note, it is interesting to explore moving these discussions to a decentralized entity hosted on a blockchain. This concept is called a decentralized autonomous organization (DAO) and preliminary work is underway in this area. IOHK will develop a reference DAO model for entities interfacing with Cardano to use if desired and it is the Cardano Foundation’s prerogative to decide whether to embrace it under their standards mandate.

العلوم والهندسة

فن التكرار

العملات المشفرة هي بروتوكولات يتم تنفيذها كبرنامج. البروتوكولات ذكية بكل بساطة المحادثات بين المشاركين. البرنامج هو في النهاية معالجة البيانات المعطاة للبعض لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 20 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

هدف. ومع ذلك، فإن الفرق بين البرامج القوية والموثوقة والبروتوكولات والبروتوكولات المفيدة والآمنة حديثهم إنساني تمامًا.

تحتاج البرامج الجيدة إلى المساءلة، ومتطلبات عمل واضحة، وعمليات قابلة للتكرار، اختبار شامل والتكرار الدؤوب. البرمجيات الجيدة تحتاج أيضًا إلى موهبة معقولة المطورين الذين لديهم معرفة كافية بالمجال لتصميم نظام يمكنه بشكل كامل حل أي مشكلة يحاولون حلها.

أما بالنسبة للبروتوكولات المفيدة والآمنة، خاصة تلك التي تتضمن التشفير والموزعة الأنظمة، فإنها تبدأ بعملية أكثر أكاديمية وتعتمد على المعايير. مراجعة الأقران، لا نهاية لها تعد المناقشات والمفهوم الراسخ للمقايضات ضرورية لضمان فائدة البروتوكول. بعد هذه وحدها ليست كافية، يجب تنفيذ البروتوكولات واختبارها من خلال الاستخدام الحقيقي.

التحدي الفريد في صناعة العملات المشفرة هو أن الاثنين مختلفان تمامًا فالفلسفات مشوهة معًا دون التركيب الهيجلي الصحيح. أطروحتنا هي "التحرك". "أسرع وكسر الأشياء" عقلية الشركات الناشئة التي يقودها الشباب والجشع والعاطفة. النقيض هو أ نهج بطيء ومنهجي وموجه أكاديميًا بدافع الرغبة في ترسيخ ابتكارات مساحتنا إلى مكان جميل يتمتع بتمويل ومكانة وافرة.

والنتيجة هي أن العديد من العملات المشفرة إما محددة بالكامل على ورقة بيضاء فقط ذات صلة بالسيرة الذاتية أو فقط عن طريق رمز مكتوب على عجل. لم يتم العثور على أي من العملات العشرة الأولى الحالية 18 تعتمد القيمة السوقية على بروتوكول تمت مراجعته من قبل النظراء. لا شيء من العشرة الأوائل الحاليين تم تنفيذ العملات المشفرة من خلال مواصفات رسمية.

19

ومع ذلك، فإن قيمة مليارات الدولارات معرضة للخطر. بمجرد نشرها، تصبح العملة المشفرة متاحة للغاية

من الصعب التغيير. كيف يعرف المستخدم أنه يستخدم نظامًا آمنًا؟ كيف يمكن للمستخدم

هل تعلم أن ادعاءات التسويق مشروعة؟ ماذا لو لم يتمكن البروتوكول المقترح من تحقيقه أبدًا؟

المطالبات؟

يعد هذا النقص في التوليف واحترام العملية أحد الأسباب الرئيسية وراء رغبة IOHK في ذلك

بناء Cardano. كان أملنا هو تطوير مشروع مرجعي يكون بمثابة مثال على ذلك

كيفية القيام بالأشياء بطريقة أكثر فعالية وعقلانية وصدق.

الهدف ليس اقتراح طريقة جديدة تمامًا لتطوير البرمجيات والبروتوكولات، بل بالأحرى

ندرك أن البرامج والبروتوكولات الرائعة موجودة بالفعل ويمكننا محاكاة الظروف

مما أدى إلى خلقهم. ثانيًا، جعل هذه الشروط معروفة للعامة ومفتوحة المصدر

ممكن بحيث يمكن تقليدها لصالح المجال بأكمله. 18 راجع www.coinmarketcap.com للحصول على قائمة شاملة حسب القيمة السوقية 19 Ethereum له مواصفات شبه رسمية تُعرف بالورقة الصفراء؛ ومع ذلك، فإن دلالات EVM هي لم يتم تحديدها بالكامل ولا تكفي للتنفيذ الكامل للبروتوكول. لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 21 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

حقائق وآراء

والشاغل الآخر هو أين تنتهي الحقائق ويبدأ الرأي. هناك المئات من

لغات البرمجة، العشرات من نماذج التطوير وأكثر من فلسفة

إدارة المشروع. العالم الأكاديمي مليء بالتحديات الخاصة به الناجمة عن

المسافة من المخاوف التجارية والتطبيق العملي.

بالنسبة إلى Cardano، حاولنا أولاً التقاط أوجه القصور الواضحة التي يمكن الاتفاق عليها عالميًا

أن تكون مفيدة من الناحية الهندسية. على سبيل المثال، التشفير وتوزيعها

كلا النظامين موضوعات متضمنة بشكل غير عادي مع الكثير من الأمثلة على مدى سذاجة الأيدي

يمكن أن يرتكب أخطاء فظيعة. ولذلك، فإن أي بروتوكول يتطلب رؤية ثاقبة لهذه المجالات يحتاج إلى

ليتم تصميمها من قبل خبير معترف به وتقديمها للمراجعة من قبل خبراء آخرين.

Ouroboros هي دراسة الحالة الأولى لدينا في هذا المجال. تم تصميمه من قبل فريق من خبراء التشفير

تاريخ نشر كبير ومتنوع ويمكن التحقق منه علنًا. تم بناؤه وفقًا للمعيار

عملية التشفير، مع افتراضات أمنية، ونموذج عدائي والبراهين. هذه

تم فحص البراهين عن طريق تقديمها إلى المؤتمرات وأيضا بشكل مستقل عن طريق الكمبيوتر

20 البراهين المكتوبة في إيزابيل من قبل فريق في جامعة كامبريدج.
21

ومع ذلك، فإن هذا العمل وحده لا يوفر أي ضمانات للفائدة، بل مجرد فحص صارم للأمن

نموذج نظرا لبعض الافتراضات. من أجل الفائدة، يحتاج المرء إلى تنفيذ واختبار البروتوكول.

لقد فعل مطورونا ذلك في كل من Haskell وRust. وكشف هذا العمل عن بذل المزيد من الجهد

كان من الضروري التركيز على نموذج المزامنة، مما أدى إلى إنشاء Ouroboros

براوس.

فن التكرار هذا هو ما ينتج بروتوكولات رائعة، حيث تؤدي كل خطوة إلى دروس جديدة و

شرط إعادة التحقق من صحة الخطوة السابقة . أنها مكلفة، وتستغرق وقتا طويلا، وفي

22 الأوقات مملة حقًا، ولكن من الضروري التأكد من تصميم البروتوكول بشكل صحيح.

البروتوكولات - وخاصة تلك التي يستخدمها المليارات من البشر - ليست قصيرة الأجل وسريعة

تتطور. بل المقصود منها أن يتم اتباعها لسنوات إلى عقود. يبدو تماما

ومن المعقول أنه قبل أن نثقل كاهل العالم بنظام مالي جديد يتعين علينا جميعا أن نتعايش معه

وعلى مدى المائة عام القادمة، نريد أن نطلب بعض الملل والصرامة من مصمميها.

20 ورقة بحثية مقبولة رقم 71 من مؤتمر العملات المشفرة السنوي الذي تنظمه IACR في كاليفورنيا
21 بقلم كاوين ووراسانغاسيلبا تحت إشراف البروفيسور لورانس بولسون
22 باتباع الظل من أجل السخرية، ينبغي للمرء أن يشاهد مناقشة البروفيسور هالموس حول كيفية كتابة كتاب الرياضيات لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 22 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

الخطايا الوظيفية

الانتقال إلى منطقة أكثر رأيًا، والأدوات واللغات والمنهجيات المستخدمة فيها

إن تطوير البرمجيات هو من صنع العناية الدينية أكثر من كونه واقعًا موضوعيًا. المصدر

الكود يشبه النثر المكتوب. كل شخص لديه رأي حول ما هو جيد وما هو كائن

في بعض الأحيان يكون توصيلها أقل أهمية من كيفية توصيلها.

وعلينا أن نرتكب خطيئة اختيار أحد الجانبين، والقبول بأنه سيكون مخطئا في جانب واحد على الأقل

عيون الشخص. ومع ذلك، هناك على الأقل مجموعة كبيرة من المبررات وراء اختيارنا.

يتم تنفيذ البروتوكولات التي تجعل Cardano ممكنة في هاسكل. واجهة المستخدم

تم تغليفه في شوكة الإلكترون التي نسميها ديدالوس. لقد اخترنا أن

استخدم النموذج المعماري للويب حيثما أمكن ذلك، وبالنسبة لقاعدة البيانات الخاصة بنا، اخترنا قيمة رئيسية

النموذج باستخدام RocksDB.

من مستوى المكونات، يعني هذا التجريد أن الصيانة أبسط وأفضل بكثير

يمكن استبدال التكنولوجيا لاحقًا بجهد قليل، وأن مجموعتنا مرتبطة جزئيًا بـ

جهود تطوير Github وFacebook.

يتيح لنا استخدام WebGUI الاستفادة من React وتطوير ميزات الواجهة الأمامية باستخدام الأدوات

يفهمها مئات الآلاف من مطوري JavaScript. باستخدام بنية الويب

يعني أنه يمكن التعامل مع المكونات كخدمات وأن نموذج الأمان معقول.

كان اختيار هاسكل لتطوير البروتوكول هو الخيار الأصعب. حتى في الوظيفية

العالم، هناك خيارات واسعة. وعلى الجانب الأكثر مرونة ونجاسة، هناك لغات مثل

Clojure وScala وF#، والتي تستفيد من مكتبات Java و.Net الهائلة

النظم البيئية مع الحفاظ على بعض أفضل جوانب البرمجة الوظيفية.

هناك لغات ذات توجه أكاديمي أكثر مثل أغدا وإدريس التي لها نهاية

الاتصال بالتقنيات التي من شأنها أن تسمح بالتحقق القوي من الصحة. ومع ذلك يفتقرون

مكتبات معقولة ولها خبرة تطوير دون المستوى.

بالنسبة لـ Cardano، يعود الاختيار إلى Ocaml وHaskell. Ocaml هي لغة رائعة مع

مجتمع عظيم وأدوات جيدة وخبرة تطوير معقولة وإرث عظيم في

مساحة التحقق الرسمية من خلال Coq . فلماذا اخترنا هاسكل؟ 23

23 إضافة إلى هذه النقطة، لدى IOHK بالفعل مشروع يتم تنفيذه في Ocaml يسمى Qeditas والذي لقد ورثنا من الاسم المستعار بيل وايت لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 23 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

لماذا هاسكل؟

يتم توزيع البروتوكولات التي تتكون منها Cardano ومجمعة مع التشفير وتتطلب

درجة عالية من التسامح مع الخطأ. في أفضل الأيام، سيظل هناك ممثلون بيزنطيون مشوهون

الرسائل والعملاء المعيبين مما يتسبب عن غير قصد في حدوث شكل من أشكال الفوضى على الشبكة.

أولاً، أردنا لغة تتمتع بنظام كتابة قوي حيث يمكننا استخدام الأدوات بسهولة

مثل Quickcheck وتقنيات أكثر تفصيلاً مثل أنواع التحسين أثناء وجود

توقع معقول للتسامح مع الخطأ. يفي نموذج OTP بأسلوب Erlang بالخيار الأخير

في حين أن لغات مثل هاسكل وأوكامل تلبي الأولى.

مع تقديم Cloud Haskell، اكتسبت Haskell العديد من مزايا Erlang بينما لم تكن كذلك

الاستسلام الخاصة بها. علاوة على ذلك، فإن نمطية هاسكل وقابليته للتركيب سمحت لنا بذلك

استخدم مكتبة مخصصة خفيفة الوزن تسمى Time Warp لـ Cardano.

ثانيًا، تطورت مكتبات هاسكل بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية بفضل العمل المكثف

الكيانات التجارية مثل Galois وFP Complete وWell-Typed. ونتيجة لذلك، يستطيع هاسكل أن يفعل ذلك

استخدامها لكتابة تطبيقات الإنتاج.
24

ثالثًا، قدم التطور السريع لـ PureScript جسرًا تشتد الحاجة إليه للوصول إلى عالم JavaScript

على غرار ما أعطاه Clojurescript لـ Clojure. نتوقع أن يكون لـ PureScript أهمية خاصة

عندما يتعلق الأمر بالحصول على Cardano للعمل في المتصفح وتطوير محافظ الهاتف المحمول.

رابعاً، فيما يتعلق بحل التبعية، تمتعت هاسكل في السنوات العديدة الماضية بـ

جهد اجتماعي وتكنولوجي كبير بقيادة خبراء التكنولوجيا مثل مايكل سنويمان من خلال

منصة تسمى المكدس وهي سهلة الاستخدام ومدعومة جيدًا بواسطة FP Complete.

خامسًا، إلى جانب حل التبعية المناسب، نهدف إلى أن تكون إصدارات برامجنا كذلك

قابلة للتكرار. بمعنى آخر، بنفس قيم التكوين وإصدارات التبعية

يجب أن تنتج بالضبط نفس القطع الأثرية البناء. من خلال التكديس، كنا نستخدم NixOps

لتحقيق التكاثر بنجاح كبير.

وأخيرًا، فإن مجموعة المواهب من المطورين المتخصصين في هاسكل كبيرة إلى حد معقول - مقارنة بـ

أقرانها - ومدربون جيدًا مع المزيج الصحيح من أوراق الاعتماد الأكاديمية والصناعية. إنه أيضًا

يعمل كمرشح للكفاءة لأنه من غير المألوف العثور على مطوري Haskell ذوي الخبرة بدونهم

المعرفة التفصيلية لعلوم الكمبيوتر.
24 يقدم بريان أوسوليفان حديثًا لطيفًا عن استخدام هاسكل الصناعي هنا.
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 24 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

المواصفات الرسمية والتحقق

تتمثل إحدى نقاط القوة الكبيرة في تطوير بروتوكول باستخدام نموذج أمان صحيح يمكن إثباته في أنه يوفر حدًا مضمونًا لقوة الخصم. يتم منح المرء عقدًا طالما أن يتم اتباع البروتوكول والأدلة صحيحة، ولا يمكن للخصم أن ينتهك الأمن الممتلكات المطالب بها.

إن التفكير الأعمق يجعل التأكيد المسبق أكثر أهمية. يمكن أن يكون الخصوم بشكل تعسفي ذكي وقادر. القول بأنهم هزموا فقط من خلال نموذج رياضي هو غير عادي. وبطبيعة الحال، هذا ليس صحيحا تماما.

يقدم الواقع عوامل وظروف تحول دون تحقيق يوتوبيا الأمن الخالص السلوك الصحيح من الموجود. يمكن أن تكون عمليات التنفيذ خاطئة. الأجهزة يمكن أن تعرض الهجوم ناقلات لم يتم النظر فيها من قبل. قد يكون نموذج الأمان غير كافٍ ولا يتوافق معه استخدام الحياة الحقيقية.

هناك حاجة إلى إصدار حكم بشأن مقدار المواصفات والدقة والفحص المطلوب لـ البروتوكول. على سبيل المثال، تعد المساعي مثل مشروع SeL4 Microkernel مثالًا رئيسيًا على ذلك يتطلب الهجوم على الغموض ما يقرب من 200000 سطر من كود إيزابيل للتحقق أقل من 10000 سطر من كود C. ومع ذلك، تعتبر نواة نظام التشغيل بمثابة بنية تحتية مهمة يمكن أن تكون بمثابة ثغرة أمنية خطيرة إذا لم يتم تنفيذها بشكل صحيح.

هل ينبغي لجميع برامج التشفير أن تتطلب نفس الجهد الهائل؟ أو يمكن للمرء أن يختار أقل مسار قوي ينتج نتائج مماثلة؟ هل يهم أيضًا ما إذا كان البروتوكول كذلك يتم تنفيذه بشكل مثالي إذا كانت البيئة التي يعمل فيها معرضة للخطر مثل on ويندوز اكس بي؟

بالنسبة إلى Cardano، اخترنا التسوية التالية. أولاً، بسبب الطبيعة المعقدة للموضوع في مجالات التشفير والحوسبة الموزعة، تميل البراهين إلى أن تكون دقيقة للغاية، وطويلة، معقدة وفي بعض الأحيان تقنية للغاية. وهذا يعني أن الفحص الذي يحركه الإنسان يمكن أن يكون كذلك مملة وعرضة للخطأ. ولذلك نعتقد أن كل دليل مهم يقدم باللون الأبيض يجب فحص الورق المكتوب لتغطية البنية التحتية الأساسية آليًا.

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 25 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

ثانيًا، للتحقق من كود هاسكل بحيث يتوافق بشكل صحيح مع أوراقنا البيضاء، يمكننا الاختيار بين خيارين شائعين: التواصل مع مثبتات SMT عبر LiquidHaskell والاستخدام إيزابيل/هول.

تتعامل حلول SMT (نظريات معامل الرضا) مع مشكلة العثور على الوظائف المعلمات التي تلبي معادلة أو عدم معادلة، أو بدلاً من ذلك إظهار تلك المعلمات لا وجود لها. كما ناقش دي مورا وبيورنر، فإن حالات استخدام SMT مختلفة، ولكن المفتاح النقطة المهمة هي أن هذه التقنيات قوية ويمكن أن تقلل بشكل كبير من الأخطاء و الأخطاء الدلالية.

من ناحية أخرى، تعد Isabelle/HOL أداة أكثر تعبيرًا وتنوعًا يمكن استخدامها

كلا تحديد والتحقق من التنفيذ. إيزابيل هي حلال نظريات عامة تعمل معها

بنيات منطقية ذات ترتيب أعلى، قادرة على تمثيل المجموعات والأشياء الرياضية الأخرى

استخدامها في البراهين. تتكامل Isabelle نفسها مع مُثبت Z3 SMT للعمل مع المشكلات التي تنطوي على ذلك

مثل هذه القيود.

يوفر كلا النهجين قيمة، ولذلك قررنا تبنيهما على مراحل.

سيتم ترميز البراهين المكتوبة البشرية في إيزابيل للتحقق من صحتها وبالتالي إرضائها

متطلبات فحص الآلة لدينا. ونحن نعتزم إضافة Liquid Haskell تدريجياً إلى الجميع

رمز الإنتاج في تنفيذ Cardano خلال عامي 2017 و2018.

كنقطة أخيرة، يكون التحقق الرسمي جيدًا بقدر جودة المواصفات التي يتم التحقق منها و مجموعات الأدوات المتاحة. أحد الأسباب الرئيسية لاختيار Haskell هو أنها توفر التوازن الصحيح بين التطبيق العملي والنظرية. المواصفات المشتقة من الأوراق البيضاء تبدو متشابهة إلى حد كبير رمز هاسكل، والربط بين الاثنين أسهل بكثير من القيام بذلك باستخدام أمر حتمي لغة.

لا تزال هناك صعوبة هائلة في الحصول على المواصفات المناسبة وكذلك تحديث المواصفات عند الحاجة إلى إجراء تغييرات مثل الترقيات وإصلاحات الأخطاء والمخاوف الأخرى؛ ومع ذلك، فإن هذا الواقع لا يقلل بأي شكل من الأشكال من القيمة الإجمالية. إذا كان أحد سوف يواجه مشكلة بناء أساس على أمن مثبت، فينبغي أن يكون التنفيذ كما كان المقترحة فعلا على الورق.

الشفافية

السؤال الأخير عند مناقشة العلوم والهندسة الخاصة بتطوير العملة المشفرة هو كيفية معالجة الشفافية. قرارات التصميم ليست منطقية وأثيرية المطورين في الأحلام ثم أصبحوا فجأة الكنسي. وهي مستمدة من الخبرة، النقاش والدروس المستفادة من الأخطاء السابقة.

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 26 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

ويكمن التحدي في أن عملية التطوير الشفافة تمامًا يمكن أن تؤثر على المناقشة تصبح أكثر مسرحية من القائمة على الأدلة. الغرور ومحاولات كسب المجتمع والخوف إن الظهور بمظهر الغباء يمكن أن يجبر المحادثات على أن تصبح عقيمة وتؤدي إلى نتائج عكسية.

علاوة على ذلك، يمكن أن يحاول الغرباء اختيار المحادثة في محاولة لفرض سيطرتهم ظل معين ليصبح الموضوع الوحيد ذي الصلة. كل شخص لديه بقرة مقدسة.

فكيف يمكن للمرء أن يوازن بين الحاجة إلى عملية تنمية شفافة، وهو ما يرجع إلى العالم؟ المجتمع الذي عهد بالتقدم إلى مجموعة من المطورين الأساسيين، مع الحاجة إلى الحرية التعبير دون خوف؟

مع Cardano، قررنا تبني عملية تعتمد على المعايير مع الإشراف المباشر. يحتاج المجتمع إلى معرفة أن العلوم والقواعد مدروسة ومدققة ومدروسة جيدًا في الواقع يحل الأشياء التي يدعي المطورون أنهم يفعلونها. ولتحقيق هذه الغاية، ينبغي مراجعة النظراء تلبي تمامًا العنصر العلمي حيث تم تصميمه خصيصًا لهذا الغرض وأعطانا العالم الحديث.

بالنسبة للتعليمات البرمجية، هذا الموضوع أكثر رأيًا بعض الشيء. بالنسبة إلى Cardano، اخترنا أن نعهد إلى Cardano المؤسسة لتكون بمثابة المدقق النهائي لعمل IOHK. على وجه الخصوص، يتم تكليفهم مع الواجبات التالية:

1. مراجعة منتظمة للكود المصدري الموجود في Cardano Github للتحقق من الجودة، تغطية الاختبار والتعليقات المناسبة والاكتمال
2. مراجعة جميع وثائق Cardano للتأكد من صحتها وفائدتها
3. التحقق من الادعاءات بأن البروتوكولات التي أصدرها العلماء تم تنفيذها بالكامل

لإنجاز هذه المهمة، ستقدم IOHK تقارير منتظمة وفي الوقت المناسب إلى المؤسسة – وهيئاتها يعين - للمراجعة. وستقوم المؤسسة بدورها بإصدار تقرير مراقبة التطوير إلى مجتمع Cardano على أساس ربع سنوي على الأقل.

يهدف هذا الجهد الأول إلى بدء محادثة أوسع حول كيفية تنفيذ مشروع لامركزي يحقق المساءلة. تعتبر مراقبة التطوير من قبل طرف ثالث موثوق به أداة قوية لتحقيق ذلك التأكد من أن المطورين يسيرون على الطريق الصحيح، ولكن لا يكفي ضمان أن المطورين يسيرون على الطريق الصحيح سوف يسلم المشروع دائما.

لهذا السبب، بعد دمج الخزانة في CSL، ستقوم المؤسسة بالتشجيع فرق تطوير إضافية لبناء عملاء بديلين بناءً على الشكل الرسمي تم تطوير المواصفات بالاشتراك مع IOHK. لقد كان التنوع التنموي أسلوبًا رائعًا يستخدمه مشروع Ethereum لتجنب تشكيل ثقافة أحادية حول مجموعة واحدة من الأفكار أو المطورين. لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 27 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

وفيما يتعلق بالمواصفات، هناك ثروة من المعرفة يمكن اكتسابها من المعايير العملية تليها WC3 وIETF. في النهاية، يتم دمج كل بروتوكول Cardano يتطلب مواصفات مستقلة عن العمل الأكاديمي أو كود المصدر. بل يحتاج إلى ذلك أن يكون بتنسيق مناسب مثل RFC.

أحد المبادئ الأساسية لمؤسسة Cardano هو العمل كهيئة معايير خصيصًا لـ Cardano البروتوكولات واستضافة المحادثات لتحديث أو إضافة أو تغيير المعايير ذات الصلة Cardano. إذا كان الإنترنت (منتج للمعايير) من خلال IETF يمكنه التوصل إلى توافق في الآراء حول ماذا يجب استخدام البروتوكولات الأساسية، فمن المعقول تمامًا افتراض وجود هيئة مخصصة يمكن أن تسهل نفس النتيجة.

كملاحظة ختامية، من المثير للاهتمام استكشاف نقل هذه المناقشات إلى كيان لا مركزي مستضاف على blockchain. ويسمى هذا المفهوم بالمنظمة اللامركزية المستقلة (DAO) والعمل التمهيدي جار في هذا المجال. ستقوم IOHK بتطوير نموذج مرجعي DAO لـ الكيانات التي تتفاعل مع Cardano لاستخدامها إذا رغبت في ذلك وهي من اختصاص مؤسسة Cardano لتقرير ما إذا كان سيتم تبنيها بموجب ولاية المعايير الخاصة بهم.

Interoperability

Interoperability

The Grand Myopia

Finance and the broader idea of commerce is ultimately a human endeavor. There exist elegant languages, extremely precise tools to capture intent, and endless mazes of techniques to achieve recourse in the event of bad outcomes as well as thousands of years of laws seeking equity in trade. In fact some of the earliest forms of writing were commercial contracts.

Yet the human element cannot be eschewed regardless of the disintermediation to logic, machines or governmental sentinels entrusted with terrible powers. Therein lies the grand myopia of cryptocurrencies. They are mostly divorced from human reality.

People make mistakes. People change their minds. People do not always fully understand the business relationships they are agreeing to enter. People get misled and defrauded. Circumstances change on an individual and state level that require unique solutions. Belaboring this point, most contracts contain force majeure clauses.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 28 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

However, cryptocurrencies seek to toss out human understanding, compassion and judgement in exchange for an uncaring digital judge perfectly bound to a constitution without consideration to fairness or outcome. Given that humans have always tried and will continue to attempt to change rules to selfish ends, it is refreshing to actually have a system that cannot be corrupted.

But what happens when a user needs to blend these new systems with traditional financial systems? What happens when one needs to live in the human world? For example, property rights such as land registration live entirely in the physical world. Even tokenizing the land still requires some acknowledgement of the incumbent jurisdiction.

To provide another point, a bar of gold cannot move itself. The digital judge can command its movement, but cannot force it without humans to accommodate. Hence a digital ledger can drift from reality.

Thus a protocol designer needs to decide how much human reality should be permitted in his cryptocurrency. The more flexibility, the less fidelity to the absolute one should expect. The more consumer protection, the more mechanisms have to exist to provide rollbacks, refunds and editing of history.

This section and the next on regulation covers Cardano’s pragmatic approach to the topic. In terms of interoperability, there are two broad groups to discuss. First, interoperability with legacy financial systems (the non-cryptocurrency world). Second, interoperability with other cryptocurrencies.

Legacy

Fintech is not composed of a single standard or even a common language. There is tremendous

diversity in approaches, the entities responsible for settlement and clearing, business

processes, and other domains involved in the accounting, transformation and movement of

value.

It is unreasonable to suggest that, simply because one technology is superior, the rest of the

ecosystem will somehow admit defeat and upgrade. For example, many people still use

Windows XP 16 years after the initial release. This sad state of affairs is equivalent to someone

using the original Macintosh released in 1984 in the year 2000.

Consumer behavior aside, businesses are generally even slower in their upgrade cycle. Many

banks still use back ends written in Cobol. Once infrastructure is known to work and meets

business requirements, there is usually little incentive to upgrade or refine software and

protocols for a consumer’s benefit outside of compliance or security concerns. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 29 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

For Cardano, we first have to establish what would a legacy bridge even entail? What systems,

standards, entities and protocols should we target to ensure there is a reasonable certainty of

interoperability? Can these bridges be federated or decentralized? Or like exchanges will they

become central points of failure for hackers, malicious owners or overzealous regulators?

There are three concerns that have to be addressed. First, the representation of information and

belief in its accuracy. Second, representation of value and its associated ownership. Third,

representation of entities and, a particular user’s alongside the aggregate level of trust in such

entities.

To be useful, information and value need to freely flow between the legacy financial world and

Cardano. Then outcomes need to be established and recorded to build reputation and grounds

for recourse. Yet such things are mostly scoped in nature to the actors involved. To encode

them on a blockchain would make them global and permanent.

Furthermore, value cannot always freely flow in the legacy world. Embargos, sanctions, capital

controls and judicial action could freeze assets. To be interoperable, one cannot create an

always open escape valve for value to leak.

Finally, the brand and reputation of entities is one of the cornerstones of commercial relationships. Billions of dollars are spent yearly on marketing campaigns to establish, maintain and repair brands. If libelous, false or misleading claims are made about a person or entity, then they have the right to seek legal recourse. Yet blockchains attempt to permanently preserve history.

Like our choice of programming language, there is no ideal solution for Cardano to resolve these concerns in a ubiquitously correct way. Rather, we have to yield to supported opinion again.

With respect to the flow of information, this flow is known as a trusted data feed. It has a source and content. Sources have some notion of credibility and incentive to deceive or maintain honesty. Content can be arbitrarily encoded.

Given that we intend on supporting trusted hardware in our protocol stack, we have chosen to explore adding support for Professor Ari Juel et al.’s Town Crier Protocol. Assuming the existence of a credible set of data sources, Town Crier permits the secure scraping of web content for use in smart contracts and other applications.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 30 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

A bootstrap list of sources will be provided by Emurgo, IOHK and the Cardano Foundation. Later this list will be replaced by a community curated list using mechanics derived from Cardano’s treasury system. Our hope is that a reputation system can materialize around good data feeds, thereby creating a positive feedback loop to gradually improve reliability and fidelity.

The representation of value is a more complex topic. Unlike information — where once the veracity, timeliness and completeness are established, protocols can behave in a reliable and deterministic way — value is more delicate.

Once tokenized, value should behave like a unique object. Information can be copied and passed around, but a token representing ownership of something (say a vehicle title) cannot be cloned and traded on two different ledgers. This act would effectively destroy the integrity of the system.

The challenge in legacy interoperability when dealing with tokenized value is that trust assumptions, reliability and auditability change as tokens flow between ledgers. For example, if Bob owns some Bitcoin and then deposits them on an exchange, then Bob now has the exchange’s representation of his Bitcoin on their ledger. In the case of MtGOX, their ledger did not conform to reality, causing the users to lose everything.

The problem is further complicated by the need for legacy systems to recognize tokens living in a cryptocurrency. As mentioned previously, businesses are historically resistant to upgrading their software and supporting new protocols. This situation makes it difficult to see a clear solution.

For Cardano, our best hope is to provide an option for users to attach a rich supply of metadata to their transactions and then wait for industry standards to emerge to hook into. Some progress has been made with the Interledger workgroup, efforts like R3Cev and international mandates to upgrade old financial protocols.

However, the larger challenge remains of quantifying and qualifying value sent from a legacy system to a cryptocurrency ledger. For example if Bob is a bank owner and issues a dollar backed token, then he can always build a bridge to send his tokens to a ledger like Cardano as a user issued asset.

While Cardano would track ownership precisely and provide all the features we have come to love such as timestamping and auditability, no cryptocurrency can make Bob an honest banker. He always has the option of running a fractional reserve bank by not backing all of his dollar WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 31 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

tokens with real dollars. This fraud cannot be detected by a cryptocurrency unless the dollar itself was a token accounted by a digital ledger . 25

Finally, the representation of entities online is a classical network problem dating back to early days of the internet. Universities, businesses, government departments and any arbitrary users need to establish their identity at some point.

To this end, pragmatic yet centralized solutions like the web’s Public Key Infrastructure and ICANN’s DNS system have been implemented. Given that we enjoy the modern web, these solutions are both scalable and practical. But they do not answer a more commercially oriented question of reliability, trustworthiness and other meta characteristics necessary for determining if one wants to do business with the entity.

Multi-sided marketplace hosts like eBay have constructed a business model on providing some of this metadata alongside a framework to complete transactions. Judgements about the quality of content, events and businesses are often deeply influenced solely by online ratings from trusted sources . 26

The part of this point relevant to Cardano is a question of centralization of reputation. One of our goals for Cardano is to provide a financial stack for the developing world. A key to this effort is the ability to establish trust with actors one has never met.

If a single entity or a consortium of entities control who is labeled good or bad, not an organic process derived from actual interactions in the community as a whole, then these entities could arbitrarily blacklist anyone for any perceived sin. This power is against our values as a project and defeats the broader point of using a cryptocurrency.

Fortunately, the same mechanisms used in voting for treasury ballots, adding sources to a list of trusted data feeds and forking a protocol can be reused to establish a reputation space. It is an open area of research and our hope is to provide an overlay protocol for a decentralized reputation web of trust in 2018-2019 after more foundational elements have been settled.

Cryptocurrency Interoperability

25 For digital ledgers on the other hand, proof of reserve has been proposed as a clever way of keeping cryptocurrency only exchanges honest. 26 These rates even impact the creation of content itself. See this interest story on how Rotten Tomatoes has impacted the movie industry. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 32 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Moving from the legacy world to distributed digital ledgers, interoperability becomes far simpler. Each ledger has a network protocol, standards of communication and security assumptions about its respective consensus algorithm. These in turn can be easily quantified.

Movement of information is established by connecting to the foreign network and translating its messages. Movement of value can be done through a relay system, atomic cross chain trading or through a clever sidechains scheme. As there is not a centralized operator, one representation of entities restricts more to a metadiscussion of trust in developers, miners or some other powerbroker.

For Cardano, we are integrating a new sidechain protocol developed by Kiayias, Miller and Zindros. It provides a non-interactive way of safely moving value between two chains that support the protocol. This mechanism will be the primary way value will flow between CSL and a CCL layer.

For other cryptocurrencies, federated bridges should form as Cardano grows in value and user base. To help accelerate this growth, Cardano SL supports a restricted version of Plutus for interoperability scripts. New transactions will be added in the Shelley and later releases of CSL specifically to address these needs.

The Maze of Daedalus

The points on interoperability come from a global perspective. Specialized protocols, new

transaction types, systems to assess credibility and the flow of information cannot be scoped to

just a single gatekeeper or user. Rather they must be readily available to anyone without

censorship or tolls.

Yet what happens when Cardano does not support a protocol, transaction or application that a

user cannot live without? Should we just be out of scope? The web faced a similar concern

during the 1990s.

Ironically, the web provides two different solutions that can be replicated with cryptocurrencies.

The introduction of JavaScript provided programmability to any website to add arbitrary

features. The introduction of browser plugins and extensions added custom capabilities for

users willing to install them. Both approaches gave us the modern web alongside all its security

horrors.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 33 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Ethereum adopted the former approach by allowing users to embed subprotocols on the

Ethereum blockchain as smart contracts. Cardano supports this feature through the CCL

paradigm. But what about custom extensions?

An elucidating example would be a cryptocurrency trader. Imagine a decentralized marketplace,

called DM, that supports a set of different cryptocurrencies. A trader wants to automate his

strategies acting on DM.

In a fragmented ecosystem, the trader would have to install dozens of clients for each

cryptocurrency and then write custom software to talk to each client in order to coordinate

automated trades. If one client updates, then it could break the bespoke software. Furthermore,

what if the trader wants to sell the software?

Inspired from the web model of extensions, if the interface to various cryptocurrencies can be

pulled into a web stack, then the trader’s task becomes dramatically easier. A universal

interface can be established. Installation is one click. Distribution of software can be modeled

after the Chrome web store.

For Cardano, we have decided to experiment with this paradigm by deploying our reference

wallet’s front end on Electron. It is an open source project maintained by Github that combines

both Node and Chrome together. Cardano’s build of Electron is called Daedalus.

The first generation of Daedalus will act as an HD wallet with support for many of the expected

27 accounting and security features that are industry standards, such as spending passwords and

BIP39. In later generations Daedalus will develop into an application framework with a store,

universal integration APIs and an SDK.

The key innovations are ease of development by allowing programmers to use JavaScript,

HTML5 and CSS3 to build their applications and a unified bridge for cross application

communication. Complex behavior such as cryptography, managing a distributed network and

database mechanics can be abstracted away thereby letting the developer focus solely on user

experience and their application’s core logic.

As Daedalus is intended to be a universal framework, its roadmap and evolution is somewhat

independent of Cardano’s. During 2017 they are tightly coupled, but later Cardano will be just

another application for a Daedalus user. We also intend on exploring extremely unique features

such as a universal key management service running solely in Intel SGX.

27 Which is already available at daedaluswallet.io
WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 34 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Ultimately, as protocol designers, we cannot support all needs. Our hope is that the flexibility

that Daedalus will provide combined with stateful smart contracts running on CCL will satisfy

those left out by our design decisions. We also hope that better standards can emerge to

encourage all cryptocurrencies to enjoy better interoperability and security.

إمكانية التشغيل البيني

قصر النظر الكبير

التمويل والفكرة الأوسع للتجارة هي في نهاية المطاف مسعى إنساني. هناك أنيقة اللغات، والأدوات الدقيقة للغاية لالتقاط النوايا، ومتاهات لا نهاية لها من التقنيات تحقيق اللجوء في حالة النتائج السيئة وكذلك آلاف السنين من القوانين التي تسعى الأسهم في التجارة. في الواقع، كانت بعض أقدم أشكال الكتابة عبارة عن عقود تجارية.

ومع ذلك، لا يمكن تجنب العنصر البشري بغض النظر عن عدم الوساطة في المنطق، الآلات أو الحراس الحكوميين المكلفين بسلطات رهيبة. وهنا يكمن الكبرى قصر نظر العملات المشفرة. وهم في الغالب منفصلون عن الواقع الإنساني.

الناس يخطئون. الناس يغيرون رأيهم. الناس لا يفهمون دائما بشكل كامل العلاقات التجارية التي يوافقون على الدخول فيها. يتم تضليل الناس والاحتيال عليهم. تتغير الظروف على مستوى الفرد والدولة وتتطلب حلولاً فريدة. التفصيل في هذه المرحلة، تحتوي معظم العقود على شروط القوة القاهرة.

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 28 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

ومع ذلك، تسعى العملات المشفرة إلى التخلص من الفهم البشري والرحمة والحكم مقابل قاض رقمي غير مكترث وملتزم تماما بالدستور دون اعتبار للعدالة أو النتيجة. بالنظر إلى أن البشر حاولوا دائمًا وسيظلون يحاولون ذلك تغيير القواعد لأغراض أنانية، فمن المنعش أن يكون لديك بالفعل نظام لا يمكن إفساده.

ولكن ماذا يحدث عندما يحتاج المستخدم إلى مزج هذه الأنظمة الجديدة مع الأنظمة المالية التقليدية أنظمة؟ ماذا يحدث عندما يحتاج المرء إلى العيش في عالم البشر؟ على سبيل المثال، الممتلكات فالحقوق مثل تسجيل الأراضي تعيش بالكامل في العالم المادي. حتى tokenلا يزال تقسيم الأرض يتطلب بعض الاعتراف بالولاية القضائية الحالية.

ولتوضيح نقطة أخرى، لا يمكن لقطعة من الذهب أن تتحرك بنفسها. يمكن للقاضي الرقمي أن يأمر بذلك الحركة، لكنها لا تستطيع إجبارها دون أن يستوعبها البشر. ومن ثم يمكن لدفتر الأستاذ الرقمي الانجراف من الواقع.

وبالتالي يحتاج مصمم البروتوكول إلى أن يقرر مقدار الواقع الإنساني الذي يجب السماح به في عالمه عملة مشفرة. كلما زادت المرونة، قل الإخلاص للمطلق الذي يجب أن يتوقعه المرء. ال كلما زادت حماية المستهلك، كلما زاد عدد الآليات التي توفر عمليات التراجع واسترداد الأموال وتحرير التاريخ .

يغطي هذا القسم والقسم الذي يليه بشأن التنظيم النهج العملي الذي اتبعه Cardano تجاه الموضوع. في فيما يتعلق بقابلية التشغيل البيني، هناك مجموعتان عريضتان للمناقشة. أولاً، إمكانية التشغيل المتداخل مع الأنظمة المالية القديمة (عالم غير العملات المشفرة). ثانيا، إمكانية التشغيل البيني مع الآخرين العملات المشفرة.

تراث

لا تتكون التكنولوجيا المالية من معيار واحد أو حتى لغة مشتركة. هناك هائلة

التنوع في الأساليب، الجهات المسؤولة عن التسوية والمقاصة، الأعمال

العمليات والمجالات الأخرى المشاركة في المحاسبة والتحويل والحركة

قيمة.

ومن غير المعقول أن نقترح ذلك، وذلك ببساطة لأن إحدى التقنيات تتفوق على بقية التقنيات

سوف يعترف النظام البيئي بطريقة أو بأخرى بالهزيمة والترقية. على سبيل المثال، لا يزال الكثير من الناس يستخدمون

نظام التشغيل Windows XP بعد 16 عامًا من الإصدار الأولي. هذه الحالة المحزنة تعادل شخص ما

باستخدام جهاز ماكنتوش الأصلي الذي صدر عام 1984 في عام 2000.

وبغض النظر عن سلوك المستهلك، فإن الشركات بشكل عام تكون أبطأ في دورة الترقية الخاصة بها. كثير

لا تزال البنوك تستخدم النهايات الخلفية المكتوبة بلغة كوبول. بمجرد أن تعرف البنية التحتية أنها تعمل وتجتمع

متطلبات العمل، عادة ما يكون هناك حافز ضئيل لترقية البرامج أو تحسينها

البروتوكولات لصالح المستهلك خارج نطاق الامتثال أو المخاوف الأمنية. لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 29 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

بالنسبة إلى Cardano، يتعين علينا أولاً تحديد ما الذي قد يتضمنه الجسر القديم؟ ما الأنظمة،

المعايير والكيانات والبروتوكولات التي يجب أن نستهدفها لضمان وجود قدر معقول من اليقين

إمكانية التشغيل البيني؟ هل يمكن أن تكون هذه الجسور اتحادية أو لا مركزية؟ أو مثل التبادلات سوف يفعلون ذلك

هل تصبح نقاط فشل مركزية للمتسللين أو أصحاب الخبث أو المنظمين المتحمسين؟

هناك ثلاثة مخاوف يجب معالجتها. أولا، تمثيل المعلومات و

الإيمان بدقتها. ثانياً، تمثيل القيمة والملكية المرتبطة بها. ثالثا،

تمثيل الكيانات ومستخدم معين إلى جانب المستوى الإجمالي للثقة في ذلك

الكيانات.

لكي تكون مفيدة، يجب أن تتدفق المعلومات والقيمة بحرية بين العالم المالي القديم والعالم

Cardano. ثم يجب تحديد النتائج وتسجيلها لبناء السمعة والأسس

للجوء. ومع ذلك، فإن مثل هذه الأشياء يتم تحديدها في الغالب بطبيعتها للجهات الفاعلة المعنية. للتشفير

عليها على blockchain من شأنها أن تجعلها عالمية ودائمة.

علاوة على ذلك، لا يمكن للقيمة أن تتدفق دائمًا بحرية في العالم القديم. الحظر والعقوبات ورأس المال

الضوابط والإجراءات القضائية يمكن أن تجمد الأصول. لكي تكون قابلة للتشغيل المتبادل، لا يمكن إنشاء ملف

افتح دائمًا صمام الهروب حتى تتسرب القيمة.

وأخيرًا، تعد العلامة التجارية وسمعة الكيانات أحد الركائز الأساسية للعمل التجاري العلاقات. يتم إنفاق مليارات الدولارات سنويًا على الحملات التسويقية لإنشاء وصيانة وإصلاح العلامات التجارية. إذا تم تقديم ادعاءات تشهيرية أو كاذبة أو مضللة بشأن شخص أو كيان، فحينئذٍ ولهم الحق في اللجوء إلى القانون. ومع ذلك فإن blockchain تحاول الحفاظ عليها بشكل دائم التاريخ.

مثل اختيارنا للغة البرمجة، لا يوجد حل مثالي لـ Cardano لحلها هذه المخاوف بطريقة صحيحة في كل مكان. بل علينا أن نستسلم للرأي المؤيد مرة أخرى.

فيما يتعلق بتدفق المعلومات، يُعرف هذا التدفق بخلاصة البيانات الموثوقة. لديها مصدر والمحتوى. لدى المصادر فكرة ما عن المصداقية والحافز للخداع أو الاستمرار الصدق. يمكن ترميز المحتوى بشكل تعسفي.

نظرًا لأننا نعتزم دعم الأجهزة الموثوقة في مجموعة البروتوكولات الخاصة بنا، فقد اخترنا ذلك استكشاف إضافة دعم لبروتوكول Town Crier الخاص بالبروفيسور آري جويل وآخرين. على افتراض بوجود مجموعة موثوقة من مصادر البيانات، يسمح Town Crier بالتجريف الآمن للويب محتوى للاستخدام في smart contracts والتطبيقات الأخرى.

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية صفحة 30 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

سيتم توفير قائمة تمهيدية بالمصادر بواسطة Emurgo وIOHK ومؤسسة Cardano. في وقت لاحق سيتم استبدال هذه القائمة بقائمة منسقة من قبل المجتمع باستخدام آليات مستمدة من Cardano نظام الخزانة. أملنا هو أن يتجسد نظام السمعة حول خلاصات البيانات الجيدة، وبالتالي إنشاء حلقة ردود فعل إيجابية لتحسين الموثوقية والإخلاص تدريجيًا.

تمثيل القيمة هو موضوع أكثر تعقيدا. على عكس المعلومات - حيث مرة واحدة يتم إنشاء الصدق والتوقيت والاكتمال، ويمكن للبروتوكولات أن تتصرف بطريقة موثوقة وموثوقة الطريقة الحتمية - القيمة أكثر حساسية.

بمجرد تحديد token، يجب أن تتصرف القيمة ككائن فريد. يمكن نسخ المعلومات و تم تمريره، ولكن لا يمكن أن يكون token يمثل ملكية شيء ما (على سبيل المثال عنوان مركبة). تم استنساخها وتداولها على دفاتر حسابات مختلفة. هذا الفعل من شأنه أن يدمر بشكل فعال سلامة نظام.

التحدي في قابلية التشغيل البيني القديمة عند التعامل مع القيمة tokenized هو تلك الثقة تتغير الافتراضات والموثوقية وقابلية التدقيق مع تدفق tokens بين دفاتر الأستاذ. على سبيل المثال، إذا يمتلك بوب بعضًا من Bitcoin ثم يقوم بإيداعها في البورصة، ومن ثم أصبح لدى بوب الآن تمثيل البورصة لـ Bitcoin في دفتر الأستاذ الخاص بهم. وفي حالة MtGOX، كان دفتر الأستاذ الخاص بهم كذلك لا تتوافق مع الواقع، مما يتسبب في خسارة المستخدمين لكل شيء.

وتزداد المشكلة تعقيدًا بسبب الحاجة إلى الأنظمة القديمة للتعرف على token الذين يعيشون فيها عملة مشفرة. كما ذكرنا سابقًا، فإن الشركات تقاوم تاريخيًا الترقية برامجهم ودعم البروتوكولات الجديدة. هذا الوضع يجعل من الصعب رؤية واضحة الحل.

بالنسبة إلى Cardano، أفضل ما نأمله هو توفير خيار للمستخدمين لإرفاق كمية كبيرة من البيانات التعريفية لمعاملاتهم ثم انتظر ظهور معايير الصناعة للربط بها. بعض تم إحراز تقدم مع مجموعة عمل Interledger، والجهود مثل R3Cev والدولية ولايات لتحديث البروتوكولات المالية القديمة.

ومع ذلك، يظل التحدي الأكبر هو تحديد القيمة المرسلة من الإرث وتصنيفها النظام إلى دفتر الأستاذ العملة المشفرة. على سبيل المثال، إذا كان بوب مالك بنك ويصدر دولارًا مدعومًا بـ token، فيمكنه دائمًا بناء جسر لإرسال tokens إلى دفتر الأستاذ مثل Cardano كـ الأصول الصادرة عن المستخدم.

بينما يقوم Cardano بتتبع الملكية بدقة وتوفير جميع الميزات التي وصلنا إليها الحب مثل الطابع الزمني وقابلية التدقيق، لا يمكن لأي عملة مشفرة أن تجعل بوب مصرفيًا نزيهًا. لديه دائمًا خيار إدارة بنك احتياطي جزئي من خلال عدم دعم كل دولاره لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 31 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

tokens بالدولار الحقيقي. لا يمكن اكتشاف هذا الاحتيال بواسطة العملة المشفرة إلا بالدولار في حد ذاته كان token محسوبًا بواسطة دفتر الأستاذ الرقمي. 25

أخيرًا، يعد تمثيل الكيانات عبر الإنترنت مشكلة شبكية كلاسيكية يعود تاريخها إلى وقت مبكر أيام الإنترنت. الجامعات والشركات والدوائر الحكومية وأي مستخدمين تعسفيين بحاجة إلى تحديد هويتهم في مرحلة ما.

ولتحقيق هذه الغاية، يتم استخدام حلول عملية ومركزية مثل البنية التحتية للمفتاح العام للويب و تم تنفيذ نظام DNS الخاص بـ ICANN . نظرًا لأننا نستمتع بالويب الحديث، فهذه الحلول قابلة للتطوير وعملية. لكنهم لا يجيبون على توجهات تجارية أكثر مسألة الموثوقية والجدارة بالثقة وغيرها من الخصائص الفوقية اللازمة للتحديد إذا كان أحد يريد القيام بأعمال تجارية مع الكيان.

قام مضيفو السوق متعدد الجوانب مثل eBay ببناء نموذج عمل لتوفير البعض من هذه البيانات الوصفية إلى جانب إطار عمل لإكمال المعاملات. أحكام حول غالبًا ما تتأثر جودة المحتوى والأحداث والشركات بشدة بالتقييمات عبر الإنترنت فقط من مصادر موثوقة . 26

جزء هذه النقطة المتعلق بـ Cardano هو مسألة مركزية السمعة. واحد من أهدافنا لـ Cardano هي توفير الدعم المالي للعالم النامي. مفتاح هذا الجهد هي القدرة على بناء الثقة مع الجهات الفاعلة التي لم يلتق بها أحد من قبل.

إذا كان كيان واحد أو مجموعة من الكيانات تسيطر على من يتم تصنيفه على أنه جيد أو سيئ، وليس عضويًا عملية مستمدة من التفاعلات الفعلية في المجتمع ككل، فإن هذه الكيانات تستطيع ذلك القائمة السوداء بشكل تعسفي لأي شخص بسبب أي خطيئة محسوسة. هذه القوة تتعارض مع قيمنا كمشروع ويهزم النقطة الأوسع المتمثلة في استخدام العملة المشفرة.

ولحسن الحظ، فإن نفس الآليات المستخدمة في التصويت على أوراق الخزانة، تضيف المصادر إلى القائمة يمكن إعادة استخدام خلاصات البيانات الموثوقة وتشكيل البروتوكول لإنشاء مساحة سمعة. إنه مجال بحث مفتوح ونأمل أن نقدم بروتوكولًا متراكبًا لنظام لامركزي شبكة الثقة للسمعة في 2018-2019 بعد تسوية المزيد من العناصر الأساسية.

إمكانية التشغيل البيني للعملات المشفرة

25 من ناحية أخرى، بالنسبة للدفاتر الرقمية، تم اقتراح إثبات الاحتياطي كطريقة ذكية للحفظ تبادل العملات المشفرة صادق فقط. 26 تؤثر هذه المعدلات أيضًا على إنشاء المحتوى نفسه. شاهد قصة الاهتمام هذه حول كيفية عمل Rotten Tomatoes أثرت على صناعة السينما. لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 32 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

وبالانتقال من العالم القديم إلى دفاتر الأستاذ الرقمية الموزعة، تصبح إمكانية التشغيل البيني أسهل بكثير. يحتوي كل دفتر أستاذ على بروتوكول الشبكة ومعايير الاتصال والافتراضات الأمنية حول خوارزمية الإجماع الخاصة بها. وهذه بدورها يمكن قياسها بسهولة.

يتم إنشاء حركة المعلومات من خلال الاتصال بالشبكة الأجنبية وترجمتها الرسائل. يمكن أن تتم حركة القيمة من خلال نظام الترحيل، التداول عبر السلسلة الذرية أو من خلال مخطط جانبي ذكي. نظرًا لعدم وجود مشغل مركزي، واحد يقتصر تمثيل الكيانات على المناقشة الوصفية للثقة في المطورين أو عمال المناجم أو بعض وسطاء القوة الآخرين.

بالنسبة إلى Cardano، نقوم بدمج بروتوكول سلسلة جانبية جديد تم تطويره بواسطة Kiayias وMiller و زيندروس. فهو يوفر طريقة غير تفاعلية لنقل القيمة بأمان بين سلسلتين دعم البروتوكول. ستكون هذه الآلية هي الطريقة الأساسية لتدفق القيمة بين CSL وa طبقة CCL.

بالنسبة للعملات المشفرة الأخرى، يجب أن تتشكل الجسور الموحدة مع نمو قيمة Cardano وزيادة عدد المستخدمين قاعدة. للمساعدة في تسريع هذا النمو، يدعم Cardano SL إصدارًا مقيدًا من Plutus لـ البرامج النصية للتشغيل البيني. ستتم إضافة المعاملات الجديدة في Shelley والإصدارات الأحدث من CSL خصيصا لتلبية هذه الاحتياجات.

متاهة ديدالوس

النقاط المتعلقة بإمكانية التشغيل البيني تأتي من منظور عالمي. البروتوكولات المتخصصة الجديدة

لا يمكن تحديد نطاق أنواع المعاملات وأنظمة تقييم المصداقية وتدفق المعلومات

مجرد حارس بوابة أو مستخدم واحد. بل يجب أن تكون متاحة بسهولة لأي شخص بدونها

الرقابة أو الرسوم.

ومع ذلك، ماذا يحدث عندما لا يدعم Cardano بروتوكولًا أو معاملة أو تطبيقًا

لا يستطيع المستخدم العيش بدونه؟ هل يجب أن نكون خارج النطاق؟ واجه الويب قلقًا مماثلاً

خلال التسعينيات.

ومن المفارقات أن الويب يوفر حلين مختلفين يمكن تكرارهما باستخدام العملات المشفرة.

قدم إدخال JavaScript إمكانية البرمجة لأي موقع ويب لإضافة محتوى تعسفي

الميزات. أدى إدخال المكونات الإضافية والإضافات للمتصفح إلى إضافة إمكانات مخصصة لـ

المستخدمين على استعداد لتثبيتها. لقد منحنا كلا النهجين شبكة ويب حديثة مع كل ما توفره من أمان

أهوال.

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 33 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

اعتمد Ethereum النهج السابق من خلال السماح للمستخدمين بتضمين البروتوكولات الفرعية في

Ethereum blockchain كـ smart contracts. Cardano يدعم هذه الميزة من خلال CCL

نموذج. ولكن ماذا عن الملحقات المخصصة؟

من الأمثلة التوضيحية على ذلك متداول العملات المشفرة. تخيل سوقًا لامركزية،

تسمى DM، والتي تدعم مجموعة من العملات المشفرة المختلفة. يريد المتداول أتمتة حسابه

الاستراتيجيات التي تعمل على DM.

في النظام البيئي المجزأ، سيتعين على المتداول تثبيت عشرات العملاء لكل منهم

cryptocurrency ثم كتابة برنامج مخصص للتحدث مع كل عميل من أجل التنسيق

الصفقات الآلية. إذا قام أحد العملاء بالتحديث، فقد يؤدي ذلك إلى كسر البرنامج المخصص. علاوة على ذلك،

ماذا لو أراد التاجر بيع البرنامج؟

مستوحاة من نموذج الويب للملحقات، إذا كان من الممكن أن تكون الواجهة لمختلف العملات المشفرة

يتم سحبها إلى حزمة ويب، وتصبح مهمة المتداول أسهل بشكل كبير. عالمي

يمكن إنشاء واجهة. التثبيت بنقرة واحدة. يمكن تصميم توزيع البرمجيات

بعد متجر Chrome الإلكتروني.

بالنسبة إلى Cardano، قررنا تجربة هذا النموذج من خلال نشر مرجعنا

الواجهة الأمامية للمحفظة على الإلكترون. إنه مشروع مفتوح المصدر تتم صيانته بواسطة Github ويجمع بين

كلاً من Node وChrome معًا. يُطلق على بنية Cardano للإلكترون اسم ديدالوس.

الجيل الأول من ديدالوس ستكون بمثابة محفظة عالية الدقة مع دعم العديد من الميزات المتوقعة

27 ميزات المحاسبة والأمان التي تعتبر معايير صناعية، مثل كلمات مرور الإنفاق و

بيب39. في الأجيال اللاحقة سوف يتطور ديدالوس إلى إطار تطبيقي مع متجر،

واجهات برمجة التطبيقات للتكامل العالمي وSDK.

الابتكارات الرئيسية هي سهولة التطوير من خلال السماح للمبرمجين باستخدام جافا سكريبت،

HTML5 وCSS3 لبناء تطبيقاتهم وجسر موحد للتطبيقات المشتركة

الاتصالات. السلوك المعقد مثل التشفير وإدارة الشبكة الموزعة و

يمكن استخلاص آليات قاعدة البيانات مما يسمح للمطور بالتركيز فقط على المستخدم

الخبرة والمنطق الأساسي لتطبيقهم.

نظرًا لأن ديدالوس يهدف إلى أن يكون إطارًا عالميًا، فإن خارطة الطريق الخاصة به وتطوره إلى حد ما

مستقلة عن Cardano. خلال عام 2017، كانا مقترنين بإحكام، ولكن لاحقًا Cardano سيكونان عادلين

تطبيق آخر لمستخدم ديدالوس. نعتزم أيضًا استكشاف ميزات فريدة للغاية

مثل خدمة إدارة المفاتيح العالمية التي تعمل فقط في Intel SGX.

27 وهو متاح بالفعل على daedaluswallet.io
لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 34 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

في نهاية المطاف، كمصممي البروتوكول، لا يمكننا دعم جميع الاحتياجات. أملنا هو أن المرونة

التي ستوفرها Daedalus مع smart contracts ذات الحالة التي تعمل على CCL سوف ترضي

تلك التي استبعدتها قرارات التصميم لدينا. ونأمل أيضًا أن تظهر معايير أفضل

تشجيع جميع العملات المشفرة للتمتع بقدرة أفضل على التشغيل البيني والأمان.

Regulation

Regulation

The False Dichotomy

As mercurial and arcane as regulation can often be, one can metaphorically infer an elegant narrative loop of the corrupt and their prosecutors seeking justice. Regulations are the toolkit of the lawbringer. But like all tools, they might be crude, old or simply misused.

Cryptocurrencies have not changed the human condition or the narrative loop. There will always be scams, bad actors and terrible outcomes despite the best of intentions. While cryptocurrencies can remove human judgement, they cannot remove human behavior.

A cryptocurrency designer has to take a position on what toolkit he will offer the regulator to correct bad events. The unique challenge cryptocurrencies face is that they are a product of regulatory and monetary failure . 28

Culturally, many in cryptocurrencies consider government action to be corrupt, inept or ineffective. Therefore, they have little respect, patience or desire to endorse a special backdoor for a regulator or lawman to right wrongs. This act would be anathema to the entire purpose of cryptocurrencies.

On the other hand, counting exchange failures and historic events, more than 10 percent of Bitcoin has been lost or stolen since the protocol started on January 3rd, 2009. As of June 30th, 2017, the value lost or stolen comes to a little over $4 billion. And this figure does not account for Bitcoin and other tokens lost to scams and poorly formed ICOs.

28 In fact Satoshi embedded in the Bitcoin Genesis Block the following headline taken from The Times: The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 35 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Then there is the issue of privacy. On a macro scale, value flows through specialized channels that are regulated, rich in metadata and actively monitored by law enforcement, governments and international regulators. It is a well understood game with leakage occurring only on the cash side of affairs, which has been gradually diminishing as the world moves to digital money.

29

The paradigm if cryptocurrencies did not exist would seem to be a world that increasingly treats financial privacy like social media content. There is none and one cannot opt out. Hence we have a dilemma yielding an apparent dichotomy.

A cryptocurrency designer can surrender principles and yield to whatever demands their local jurisdiction places upon their code, thereby compromising the privacy and integrity of their users. Or he can adopt a more principled, but anarchistic, philosophy that divorces itself from current best practices and laws.

For Cardano, we feel this narrative is a false dichotomy brought on by a lack of imagination. The reality is that most users are not concerned about rules existing for markets. They are usually concerned about sudden changes in the rules to benefit one or more actors. They are worried about a lack of transparency over who gets special privileges.

We need to distinguish between individual and market rights. Given that cryptocurrencies have a global reach, rights needs to be as user oriented as possible.

Privacy should be reasonable and at the user’s control, not a gatekeeper. The flow of value should be unrestricted. Value should not be subject to sudden forfeiture without consent.

From a market perspective, the marketplace needs to be transparent about the use of data, how funds will be handled within and everyone needs to play by the same set of rules. Furthermore, once the user has consented, then they cannot suddenly change their mind due to inconvenience. Counterparties need certainty as well.

But how exactly does one move from the abstract to an actual system? What should something practical and legal look like? We have broken our solution into three categories: metadata, authentication and compliance as well as marketplace DAOs.

29 The reader should consider picking up a copy of David Wolman’s The End of Money. It covers the international movement towards cash disappearing. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 36 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Metadata

The act of something can often be less interesting than the metadata surrounding it. For example, driving from Denver to Boulder is an act. Driving from Denver to Boulder in a Ferrari 488 at an average of 120 MPH is metadata. Certainly this infers a different experience than in a Toyota Prius at an average of 30 MPH.

Financial transactions are no different. The context surrounding them is extraordinarily important to economists, tax authorities, law enforcement, businesses and other entities. Sadly in our current fiat based system, most consumers never see how rich in metadata their transactions are or who they are shared with . 30

For Cardano, we acknowledge that users could need or are legally required to share transactional metadata with certain actors like tax authorities. But we believe this sharing has to be at the user’s consent.

We also believe that blockchain systems have tremendous power to eliminate fraud, waste and abuse by providing auditability, timestamping and immutability. Thus some metadata should be posted to the Cardano blockchain.

The hard part is finding a correct balance that does not condemn our blockchain to substantial bloat. Given this concern, we have chosen a pragmatic approach.

First, Daedalus will support over the next 12 months a large array of features to label transactions and financial activity. These metadata can be exported and shared on demand with whoever the user deems necessary. Furthermore, the data can be operated on by three party applications for domain specific purposes (for example, tax accounting).

Second, we are exploring adding support for special addresses that can include hashes and encrypted fields. This structure would permit a user to post metadata on our blockchain without publicly revealing it. But if she wants to share the data, it would carry all the auditability, immutability and timestamp surety that a transaction enjoys.

30 On a more macro scale, author Juan Zarate writes about how this data is used by the US Treasury Department in the war on terrorism in Treasury’s War. It provides a comprehensive view into how the current structure of global financial markets can be used for geopolitical ends. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 37 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

We have already deployed an address structure that contains an attribute field. It is currently being used to store an encrypted copy of HD wallet trees structure for fast wallet recovery (see HD Wallet documentation). Later versions will generalize this construction.

Authentication and Compliance

Closely connected to transactions are the topics of the right to make transactions and the ownership of funds. For example, while there might be sufficient funds to buy something (for example alcohol), there could be restrictions on its purchase (age requirements).

Ownership and origin of funds are typically providence of know your customer regulations. When a money service business like a bank or exchange opens an account for a new customer, it is usually required to collect basic facts about the customer and where he acquired his funds from.

The technological challenge is that in the process of submitting this legally required information, the user sending it has no guarantee how it will be used, stored and if it will ever be destroyed. Compliance information is commercially valuable. It could be stolen for identity theft or resold where regulations permit.

For Cardano, we want to innovate as much as possible. On the software side of protocols, there is little to provide a guarantee that the receiver of compliance information will behave within a scope of conduct. However, on the hardware side of protocols, using trusted hardware, one can leverage Intel SGX and other HSMs to enforce certain policies.

Thus we are exploring using Sealed Glass Proofs alongside a sharing policy to permit the safe transmission of compliance information to a verifier who in turn is forced to comply with the policies it was transmitted under. We believe that both uniform standards could emerge and also that this method will reduce risk to verifiers by preventing the loss of customer data from hackers.

As a corollary to this effort, the layered model we propose for Cardano separating value from computation also can benefit from this approach. If the computation layer is run by regulated entities (say exchanges or casinos), then they would need to conduct compliance checks and potentially enforce tax policy on users.

Using SGPs, the user can send funds alongside personally identifiable information without concern that it will leak into the broader internet or be preserved by the consensus nodes of the WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 38 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

computation layer. Furthermore, the computation layer would gain certainty that all users transacting are authenticated and legitimate.

This paradigm also allows for customer portability between regulated entities. Exchanges could transfer balances and accounts for customers instantly through these safe channels and also — where policies permit — share data with regulators.

We expect our first beta test of this technology to be conducted in mid-2018 with an aim towards Cardano integration in late-2018 to early 2019 pending research results. This timeline also assumes the ability to collaborate with ARM and Intel in order to get code signed to run on their hardware . 31 Marketplace DAOs

The two previous sections covered the generation and movement of information assuming the existence of some external system. To ensure legacy interoperability, these features will always be necessary, but they do not address blockchain based regulation.

Smart contracts enable a completely new kind of commercial system where relationships are deterministic, self-enforcing and free of ambiguity. They can in turn be used to create rules for marketplaces including arbitrarily complex structures such as arbitration, event driven refunds, and revelation of facts given special conditions.

We call these smart contract enforced structures Marketplace DAOs. They do not require special protocol support nor mutability to be embedded in the ledger. In fact, they can be totally constructed using a collection of interdependent smart contracts.

The architectural concept is to design a collection of commercial templates inspired from contract law and business best practices. These templates can be wired into a developer’s smart contract to enforce specific standards upon the marketplace.

For example, say a developer wants to issue an ERC20 token on CCL to conduct a crowdsale. A Marketplace DAO could be established specifically for crowdsales and its terms and conditions parameterized or even enforced by volunteer or legal standards. Things such as refunds, reallocation of funds or freezing of payment could be inherited in the developer’s ERC20 contract.

31 See Intel SGX Commercial License Policy WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 39 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

This effort allows us to have a macro discussion about how a marketplace should be controlled in order to ensure consumer protection. Second, we can discuss how to model transactions in a way to automatically ensure legal protection and rights within specific jurisdictions, such as New Hampshire.

Working with the Cardano Foundation, IOHK and other entities, the Cardano project will create a reference library of Marketplace DAOs for smart contract developers to use. Our hope is that insurance and regulatory markets can form around these DAOs and that they will be self-evolving based upon outcomes.

أنظمة

الانقسام الكاذب

على الرغم من أن التنظيم زئبقي وغامض في كثير من الأحيان، إلا أنه يمكن للمرء أن يستنتج بشكل مجازي أنه أنيق حلقة سردية للفاسدين وممثليهم العامين الذين يسعون لتحقيق العدالة. اللوائح هي مجموعة أدوات جالب القانون. ولكن، مثل جميع الأدوات، قد تكون بدائية أو قديمة أو ببساطة يساء استخدامها.

لم تغير العملات المشفرة حالة الإنسان أو حلقة السرد. سيكون هناك دائما تكون عمليات احتيال وممثلين سيئين ونتائج رهيبة على الرغم من حسن النوايا. بينما يمكن للعملات المشفرة إزالة الحكم البشري، لكنها لا تستطيع إزالة السلوك البشري.

يجب على مصمم العملات المشفرة أن يتخذ موقفًا بشأن مجموعة الأدوات التي سيقدمها للجهة التنظيمية تصحيح الأحداث السيئة. التحدي الفريد الذي تواجهه العملات المشفرة هو أنها نتاج لها فشل تنظيمي ونقدي. 28

من الناحية الثقافية، يعتبر الكثيرون في مجال العملات المشفرة أن الإجراءات الحكومية فاسدة أو غير كفؤة أو غير فعالة غير فعالة. لذلك، ليس لديهم سوى القليل من الاحترام أو الصبر أو الرغبة في تأييد باب خلفي خاص للمنظم أو رجل القانون لتصحيح الأخطاء. سيكون هذا الفعل لعنة على الغرض بأكمله العملات المشفرة.

ومن ناحية أخرى، فإن احتساب حالات فشل التبادل والأحداث التاريخية، أكثر من 10 بالمائة من تم فقدان أو سرقة Bitcoin منذ بدء البروتوكول في 3 يناير 2009. واعتبارًا من 30 يونيو، وفي عام 2017، وصلت القيمة المفقودة أو المسروقة إلى ما يزيد قليلاً عن 4 مليارات دولار. وهذا الرقم لا يأخذ في الاعتبار بالنسبة لـ Bitcoin وغيرها من tokens التي فقدت بسبب عمليات الاحتيال وعمليات الطرح الأولي للعملات (ICO) سيئة التكوين.

28 في الواقع ساتوشي مضمن في Bitcoin حظر التكوين العنوان التالي مأخوذ من التايمز: التايمز 03/01/2009 وزير المالية على حافة خطة الإنقاذ الثانية للبنوك لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 35 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

ثم هناك مسألة الخصوصية. على المستوى الكلي، تتدفق القيمة عبر قنوات متخصصة التي يتم تنظيمها، والغنية بالبيانات الوصفية، وتتم مراقبتها بشكل نشط من قبل سلطات إنفاذ القانون والحكومات والهيئات التنظيمية الدولية. إنها لعبة مفهومة جيدًا حيث يحدث التسرب فقط على الجانب النقدي من الأمور، والذي يتضاءل تدريجياً مع تحول العالم إلى النقود الرقمية.

29

يبدو أن النموذج الذي لو لم تكن العملات المشفرة موجودة هو عالم يعامل بشكل متزايد الخصوصية المالية مثل محتوى وسائل التواصل الاجتماعي. لا يوجد شيء ولا يمكن للمرء أن يختار الخروج. ومن هنا نحن لديك معضلة تسفر عن انقسام واضح.

يمكن لمصمم العملات المشفرة التنازل عن المبادئ والاستسلام لأي متطلبات محلية تضع الولاية القضائية على قواعدها، مما يعرض خصوصية وسلامة بياناتها للخطر المستخدمين. أو يمكنه أن يتبنى فلسفة أكثر مبادئ، ولكن فوضوية، تنفصل عن نفسها أفضل الممارسات والقوانين الحالية.

بالنسبة لـ Cardano، نشعر أن هذا السرد عبارة عن انقسام زائف ناتج عن الافتقار إلى الخيال. ال والحقيقة هي أن معظم المستخدمين لا يهتمون بالقواعد الموجودة في الأسواق. هم عادة تشعر بالقلق إزاء التغييرات المفاجئة في القواعد لصالح جهة فاعلة واحدة أو أكثر. إنهم قلقون حول انعدام الشفافية بشأن من يحصل على امتيازات خاصة.

وعلينا أن نميز بين الحقوق الفردية وحقوق السوق. بالنظر إلى أن العملات المشفرة لديها الوصول العالمي، يجب أن تكون الحقوق موجهة نحو المستخدم قدر الإمكان.

يجب أن تكون الخصوصية معقولة وتحت سيطرة المستخدم، وليس حارس البوابة. تدفق القيمة يجب أن تكون غير مقيدة. لا ينبغي أن تخضع القيمة للمصادرة المفاجئة دون موافقة.

من منظور السوق، يجب أن يكون السوق شفافًا بشأن استخدام البيانات وكيفية استخدامها سيتم التعامل مع الأموال من الداخل ويجب على الجميع اللعب وفقًا لنفس مجموعة القواعد. علاوة على ذلك، بمجرد موافقة المستخدم، لا يمكنه تغيير رأيه فجأة بسبب إزعاج. والأطراف المقابلة تحتاج إلى اليقين أيضاً.

ولكن كيف يمكن بالضبط الانتقال من النظام المجرد إلى النظام الفعلي؟ ما ينبغي شيئا الشكل العملي والقانوني؟ لقد قسمنا حلنا إلى ثلاث فئات: البيانات الوصفية، المصادقة والامتثال وكذلك السوق DAOs.

29 يجب على القارئ أن يفكر في الحصول على نسخة من كتاب نهاية المال لديفيد وولمان. ويغطي اختفاء الحركة الدولية نحو النقد. لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 36 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

البيانات الوصفية

غالبًا ما يكون فعل شيء ما أقل إثارة للاهتمام من البيانات الوصفية المحيطة به. ل على سبيل المثال، القيادة من دنفر إلى بولدر تعتبر فعلًا. القيادة من دنفر إلى بولدر في سيارة فيراري 488 بمتوسط 120 ميلاً في الساعة هي بيانات وصفية. من المؤكد أن هذا يؤدي إلى تجربة مختلفة عما كانت عليه في أ تويوتا بريوس بمعدل 30 ميلا في الساعة.

المعاملات المالية لا تختلف. السياق المحيط بهم غير عادي مهم للاقتصاديين وسلطات الضرائب وإنفاذ القانون والشركات والكيانات الأخرى. للأسف في نظامنا الحالي القائم على العملات الورقية، لا يرى معظم المستهلكين أبدًا مدى ثراء البيانات الوصفية الخاصة بهم المعاملات أو من تتم مشاركتها معهم. 30

بالنسبة إلى Cardano، فإننا نقر بأن المستخدمين قد يحتاجون أو يطلب منهم القانون المشاركة البيانات الوصفية للمعاملات مع بعض الجهات الفاعلة مثل السلطات الضريبية. ولكننا نعتقد أن هذه المشاركة يجب أن تكون كذلك تكون بموافقة المستخدم.

ونعتقد أيضًا أن أنظمة blockchain تتمتع بقدرة هائلة على القضاء على الاحتيال والهدر والفساد إساءة الاستخدام من خلال توفير إمكانية التدقيق والطابع الزمني والثبات. وبالتالي ينبغي أن تكون بعض البيانات الوصفية تم النشر على Cardano blockchain.

الجزء الصعب هو العثور على توازن صحيح لا يحكم على blockchain لدينا بأنه كبير سخام. ونظراً لهذا القلق، فقد اخترنا نهجاً عملياً.

أولاً، ستدعم Daedalus على مدى الـ 12 شهرًا القادمة مجموعة كبيرة من الميزات التي سيتم تصنيفها المعاملات والنشاط المالي. يمكن تصدير هذه البيانات الوصفية ومشاركتها عند الطلب مع من يراه المستخدم ضروريا. علاوة على ذلك، يمكن تشغيل البيانات بواسطة ثلاثة أطراف تطبيقات لأغراض محددة في المجال (على سبيل المثال، المحاسبة الضريبية).

ثانيًا، نحن نستكشف إضافة دعم للعناوين الخاصة التي يمكن أن تتضمن hashes و الحقول المشفرة ستسمح هذه البنية للمستخدم بنشر البيانات الوصفية على blockchain بدون الكشف عنها علنا. لكن إذا أرادت مشاركة البيانات، فإنها ستحمل كل قابلية التدقيق، الثبات وضمان الطابع الزمني الذي تتمتع به المعاملة.

30 على نطاق أوسع، يكتب المؤلف خوان زاراتي عن كيفية استخدام وزارة الخزانة الأمريكية لهذه البيانات قسم الحرب على الإرهاب في حرب الخزانة. ويقدم رؤية شاملة لكيفية ويمكن استخدام الهيكل الحالي للأسواق المالية العالمية لأغراض جيوسياسية. لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 37 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

لقد قمنا بالفعل بنشر بنية عنوان تحتوي على حقل سمة. هو حاليا يتم استخدامها لتخزين نسخة مشفرة من بنية أشجار المحفظة عالية الدقة لاستعادة المحفظة بسرعة (انظر وثائق محفظة HD). سوف الإصدارات اللاحقة تعميم هذا البناء.

المصادقة والامتثال

ترتبط بشكل وثيق بالمعاملات موضوعات الحق في إجراء المعاملات و ملكية الأموال. على سبيل المثال، في حين قد يكون هناك أموال كافية لشراء شيء ما (ل على سبيل المثال الكحول)، قد تكون هناك قيود على شرائه (متطلبات العمر).

عادةً ما تكون ملكية الأموال وأصلها بمثابة توفير للوائح معرفة عميلك. عندما تقوم إحدى شركات الخدمات المالية مثل البنك أو البورصة بفتح حساب لعميل جديد، يُطلب عادةً جمع الحقائق الأساسية عن العميل ومن أين حصل على أمواله من.

التحدي التكنولوجي هو أنه في عملية تقديم هذا مطلوب قانونا المعلومات، فإن المستخدم الذي يرسلها ليس لديه أي ضمان حول كيفية استخدامها وتخزينها وما إذا كان سيتم استخدامها أم لا دمرت. تعتبر معلومات الامتثال ذات قيمة تجارية. يمكن سرقتها لسرقة الهوية أو إعادة بيعها حيثما تسمح اللوائح بذلك.

بالنسبة لـ Cardano، نريد الابتكار قدر الإمكان. على الجانب البرمجي للبروتوكولات، هناك لا يعد توفير ضمان بأن متلقي معلومات الامتثال سيتصرف ضمن نطاق ما نطاق السلوك. ومع ذلك، على جانب الأجهزة من البروتوكولات، باستخدام أجهزة موثوقة، يمكن للمرء ذلك الاستفادة من Intel SGX وأجهزة HSM الأخرى لفرض سياسات معينة.

وبالتالي فإننا نستكشف استخدام البراهين الزجاجية المختومة جنبًا إلى جنب مع سياسة المشاركة للسماح بالخزنة نقل معلومات الامتثال إلى جهة التحقق التي بدورها تضطر إلى الامتثال لل السياسات التي تم نقلها بموجبها. ونحن نعتقد أن كلا من المعايير الموحدة يمكن أن تظهر و كما أن هذه الطريقة ستقلل من المخاطر التي يتعرض لها القائمون على التحقق من خلال منع فقدان بيانات العملاء من المتسللين.

كنتيجة طبيعية لهذا الجهد، نموذج الطبقات الذي نقترحه لـ Cardano يفصل القيمة عن يمكن أن يستفيد الحساب أيضًا من هذا النهج. إذا تم تشغيل طبقة الحساب عن طريق التنظيم الكيانات (على سبيل المثال البورصات أو الكازينوهات)، فإنها ستحتاج إلى إجراء فحوصات الامتثال و من المحتمل فرض السياسة الضريبية على المستخدمين.

باستخدام SGPs، يمكن للمستخدم إرسال الأموال إلى جانب معلومات التعريف الشخصية دون الحاجة إلى ذلك القلق من أنها سوف تتسرب إلى شبكة الإنترنت الأوسع أو يتم الحفاظ عليها من خلال العقد المتفق عليها في لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 38 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

طبقة الحساب. علاوة على ذلك، ستكتسب طبقة الحساب اليقين بأن جميع المستخدمين المعاملات موثقة ومشروعة.

يسمح هذا النموذج أيضًا بإمكانية نقل العملاء بين الكيانات الخاضعة للتنظيم. يمكن للتبادلات تحويل الأرصدة والحسابات للعملاء بشكل فوري من خلال هذه القنوات الآمنة وأيضا — حيثما تسمح السياسات - مشاركة البيانات مع الجهات التنظيمية.

نتوقع إجراء أول اختبار تجريبي لهذه التكنولوجيا في منتصف عام 2018 بهدف نحو التكامل Cardano في أواخر عام 2018 إلى أوائل عام 2019 في انتظار نتائج البحث. هذا الجدول الزمني يفترض أيضًا القدرة على التعاون مع ARM وIntel من أجل الحصول على رمز موقّع للتشغيل أجهزتهم . 31 السوق DAOs

تناول القسمان السابقان توليد وحركة المعلومات بافتراض وجود بعض النظام الخارجي. ولضمان إمكانية التشغيل التفاعلي القديمة، ستظل هذه الميزات موجودة دائمًا تكون ضرورية، ولكنها لا تتناول التنظيم القائم على blockchain.

تتيح العقود الذكية نوعًا جديدًا تمامًا من النظام التجاري حيث توجد العلاقات حتمية، ذاتية التنفيذ وخالية من الغموض. ويمكن استخدامها بدورها لإنشاء قواعد لـ الأسواق بما في ذلك الهياكل المعقدة بشكل تعسفي مثل التحكيم، واسترداد المبالغ المدفوعة بسبب الأحداث، وكشف الحقائق بشروط خاصة.

نطلق على هذه الهياكل المفروضة smart contract Marketplace DAOs. أنها لا تتطلب دعم بروتوكول خاص أو قابلية التغيير ليتم تضمينها في دفتر الأستاذ. في الواقع، يمكن أن يكونوا كذلك تمامًا تم إنشاؤها باستخدام مجموعة من smart contracts المترابطة.

المفهوم المعماري هو تصميم مجموعة من القوالب التجارية المستوحاة من قانون العقود وأفضل الممارسات التجارية. يمكن توصيل هذه القوالب بالمطور smart contract لفرض معايير محددة على السوق.

على سبيل المثال، لنفترض أن أحد المطورين يريد إصدار ERC20 token على CCL لإجراء عملية بيع جماعي. أ يمكن إنشاء السوق DAO خصيصًا للبيع الجماعي وشروطه وأحكامه محددة أو حتى مطبقة من خلال معايير تطوعية أو قانونية. أشياء مثل المبالغ المستردة، يمكن توريث إعادة تخصيص الأموال أو تجميد الدفع في ERC20 الخاص بالمطور العقد.

31 راجع سياسة الترخيص التجاري لشركة Intel SGX لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 39 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

يتيح لنا هذا الجهد إجراء مناقشة شاملة حول كيفية التحكم في السوق وذلك لضمان حماية المستهلك. ثانيًا، يمكننا مناقشة كيفية نمذجة المعاملات في ملف طريقة لضمان الحماية القانونية والحقوق تلقائيًا ضمن ولايات قضائية محددة، مثل نيو هامبشاير.

من خلال العمل مع مؤسسة Cardano وIOHK والكيانات الأخرى، سيقوم مشروع Cardano بإنشاء مكتبة مرجعية من Marketplace DAOs ليستخدمها مطورو smart contract. أملنا هو ذلك يمكن أن تتشكل أسواق التأمين والأسواق التنظيمية حول DAOs وسوف تكون كذلك التطوير الذاتي بناء على النتائج.

Sustainability

Sustainability

An immersion into the cryptocurrency area yields many conceptual contradictions.

Cryptocurrencies are designed to be difficult to change, but, like all technology, they need to

change to address design flaws and advancements. Blockchains are intended to prevent

centralization, yet require strong actors to lead changes or maintain the code.

Perhaps the most frustrating experience comes when there are clear deficiencies that most

stakeholders agree need to be corrected, yet consensus cannot emerge on the path forwards.

Bitcoin’s block size debate has now been an active issue for more than two years. Daily,

transactions totalling over a billion dollars are pending because the network is at peak capacity.

If changing a simple parameter — even in the presence of temporary solutions — cannot be

coordinated, then how can enterprises and governments feel comfortable investing billions of

dollars into building infrastructure on top of these systems? For that matter, how can any

business gamble on the strategic risk of integrating accountability-free protocols that cannot

make rational design upgrades?

Looking back into history, the evolution of the internet has followed a similar pattern with even

simple changes like the transition from IPv4 to IPv6 taking decades to realize. Yet there is a

strong contrast between blockchain technology and the internet in that they follow a very

different style of custodianship.

The internet was a military project that grew out of DARPA into academic circles with strong

government backing and a well-defined set of initial custodians. The internet grew under

non-commercial conditions without the machinations of corporate influence attempting to

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 40 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

monopolize the network. In fact, e-commerce violated the NSF AUP until it was repealed in

By the time businesses had the luxury of commercializing the internet, there was already a

strong set of standards, principles and evangelistic adherents. This did not stop companies like

AOL and Microsoft from trying to build wall gardens and creating proprietary technology like

ActiveX. This foundation has not stopped next generation actors such as Google from pushing

their own agendas given their enormous user bases and capitalizations.

With swarms of rent seeking actors from traders to miners, cryptocurrencies are the ultimate

32 commercially motivated ecosystems. Given this foundation, evolution of the custodianship of

cryptocurrencies has resulted in optimization around self-interest.

For example, validationless mining is starting to occur more frequently as it improves a miner’s

profit margin, yet this completely disregards the entire purpose and utility of mining. Mining

centralization has already occurred with just a handful of actors in control of the majority of

Bitcoin’s hash power.

Like the internet, cryptocurrencies require consensus to change. But when such rapid

centralization of power to a handful of brokers occurs, what happens when change is not

convenient to them?

Unlike the internet, the bootstrapping of most cryptocurrencies is not done through altruistically

non-commercial or academic means. From inception, some group seeks to make gains and

there are power brokers assigned to help ensure those gains.

Founding centralization is a reality that each cryptocurrency must face in its evolution. We

cannot fully escape it, but should at least try to design around gradual decentralization.

For Cardano, we thought carefully about what factors promote centralization and what

techniques could be applied to encourage our protocol to gradually become public

infrastructure like the web.

We fully admit that total decentralization is both impossible and perhaps even

counterproductive. Yet certain factors can be encouraged to produce a more balanced system.

First, while centralized custodianship of crowdsale funds allows for agile and rapid development

of the protocol during the early days, eventually funding has to diversify and the speed of

32 See link for more information on this term WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 41 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

development needs to retire to a more systematic and deliberate pace. Following this point,

funding needs to avoid cultural, linguistic and geographic bias.

Second, as the community becomes more informed about the underlying nature of the

cryptocurrency’s technology, decisions about the roadmap cannot be centralized to a set of

core developers or foundation. There needs to be a blockchain based method for proposing,

vetting, and enacting changes to the protocol.

Third, the incentives behind maintaining the Cardano SL blockchain have to be directly aligned

with the aggregate desires of all users. We cannot permit a cabal of specialized actors to

emerge who are independent of the will of the greater community.

For the first principle, we have chosen to integrate a treasury system into Cardano. For the

second, we will deploy a formal process to propose Cardano Improvement Proposals through a

system coordinated by CSL itself. For the third, we believe Ouroboros provides an elegant

solution.

More detail could be provided on the above topics, but they are extensive in their own right and

beyond the scope of a survey paper. Mechanism design is one of the most intricate and

interdependent academic fields with incomplete theory and no solid canonical model to stand

on.

Rather our science driven approach described in section two serves us well here. IOHK’s Veritas

team is working in partnership with a group of researchers from Lancaster University under the

direction of Professor Bingsheng Zhang to develop Cardano’s reference treasury model. With

the aim of integration in 2018, we expect a dedicated peer reviewed publication by the end of

For formal description and vetting of changes to a cryptocurrency protocol, this topic is the

least understood as it requires both ontological notions as well as a mechanism to incentivize

broad participation. Perhaps some form of representative democratic process could emerge or

use of liquid feedback to provide more rational voting.

We expect research in this direction to consume most of IOHK’s formal involvement in the

development of Cardano . As a starting point, we will deploy alongside the reference treasury

33 model several mechanisms to capture consent. Further study is required for a definitive

solution.

33 IOHK is retained to build Cardano until the end of 2020 WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 42 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

Finally, work to improve incentives for Ouroboros is being supervised by Professor Elias

Koutsoupias of the University of Oxford. After the cryptographic foundations of Ouroboros are

solidified alongside all required scalability work, a broader study of bonds, penalties and exotic

incentives will be added to the reference protocol.

الاستدامة

ان الغمر في ال عملة مشفرة المنطقة الغلة كثير المفاهيمي التناقضات.

تم تصميم العملات المشفرة بحيث يصعب تغييرها، ولكنها، مثل كل التكنولوجيا، تحتاج إلى ذلك

التغيير لمعالجة عيوب التصميم والتطورات. تهدف Blockchains إلى منع

المركزية، ولكنها تتطلب جهات فاعلة قوية لقيادة التغييرات أو الحفاظ على الكود.

ولعل التجربة الأكثر إحباطا تأتي عندما تكون هناك أوجه قصور واضحة أكثر من غيرها

ويتفق أصحاب المصلحة على الحاجة إلى التصحيح، ولكن لا يمكن التوصل إلى توافق في الآراء بشأن المسار إلى الأمام.

أصبح النقاش حول حجم الكتلة الخاص بـ Bitcoin الآن قضية نشطة لأكثر من عامين. يوميا،

المعاملات التي يبلغ مجموعها أكثر من مليار دولار معلقة لأن الشبكة في ذروة طاقتها.

إذا كان تغيير معلمة بسيطة — حتى في ظل وجود حلول مؤقتة — لا يمكن

منسقة، فكيف يمكن للشركات والحكومات أن تشعر بالارتياح في استثمار مليارات الدولارات؟

دولار لبناء البنية التحتية على رأس هذه الأنظمة؟ لهذه المسألة، كيف يمكن لأي

وتراهن الشركات على المخاطر الاستراتيجية المتمثلة في دمج بروتوكولات خالية من المساءلة، وهو ما لا يمكن تحقيقه

إجراء ترقيات التصميم العقلاني؟

إذا نظرنا إلى الوراء في التاريخ، فإن تطور الإنترنت قد اتبع نمطًا مشابهًا حتى مع

تغييرات بسيطة مثل الانتقال من IPv4 إلى IPv6 تستغرق عقودًا من الزمن لتحقيقها. ومع ذلك هناك

تناقض قوي بين التكنولوجيا blockchain والإنترنت من حيث أنهما يتبعان أسلوبًا مختلفًا للغاية

نمط مختلف من الوصاية.

كان الإنترنت مشروعًا عسكريًا تطور من وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA) إلى دوائر أكاديمية قوية

الدعم الحكومي ومجموعة محددة جيدًا من الأوصياء الأوليين. نما الإنترنت تحت

شروط غير تجارية دون محاولة مكائد تأثير الشركات

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 40 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

احتكار الشبكة في الواقع، انتهكت التجارة الإلكترونية سياسة العمل المقبولة لدى NSF حتى تم إلغاؤها في عام 2013

وبحلول الوقت الذي كانت فيه الشركات تتمتع برفاهية تسويق الإنترنت، كان هناك بالفعل

مجموعة قوية من المعايير والمبادئ وأتباع الكرازة. هذا لم يمنع شركات مثل

AOL وMicrosoft من محاولة بناء حدائق جدارية وإنشاء تكنولوجيا خاصة مثل

اكتف اكس. لم يمنع هذا الأساس الجهات الفاعلة من الجيل التالي مثل Google من الدفع

أجنداتهم الخاصة نظرًا لقواعد المستخدمين الهائلة والأحرف الكبيرة.

مع حشود من الباحثين عن الإيجار الجهات الفاعلة من التجار إلى عمال المناجم، والعملات المشفرة هي الأفضل

32 النظم البيئية ذات الدوافع التجارية. وبالنظر إلى هذا الأساس، تطورت الوصاية على

أدت العملات المشفرة إلى التحسين حول المصلحة الذاتية.

على سبيل المثال، بدأ التعدين بدون التحقق من الصحة يحدث بشكل متكرر أكثر لأنه يحسن عمل القائم بالتعدين

هامش الربح، ولكن هذا يتجاهل تمامًا الغرض والفائدة الكاملة للتعدين. التعدين

لقد حدثت المركزية بالفعل مع وجود عدد قليل من الجهات الفاعلة التي تسيطر على غالبية البلاد

Bitcoin قوة hash.

مثل الإنترنت، تتطلب العملات المشفرة إجماعًا للتغيير. ولكن عندما يكون بهذه السرعة

يحدث مركزية السلطة في أيدي حفنة من الوسطاء، وهو ما يحدث عندما لا يحدث التغيير

مريحة لهم؟

على عكس الإنترنت، لا يتم التمهيد لمعظم العملات المشفرة من خلال الإيثار

الوسائل غير التجارية أو الأكاديمية. منذ البداية، تسعى بعض المجموعات إلى تحقيق مكاسب و

هناك وسطاء قوة تم تعيينهم للمساعدة في ضمان تلك المكاسب.

إن المركزية التأسيسية هي حقيقة يجب أن تواجهها كل عملة مشفرة في تطورها. نحن

لا يمكن الهروب منها بشكل كامل، ولكن يجب على الأقل محاولة التصميم حول اللامركزية التدريجية.

بالنسبة لـ Cardano، فكرنا مليًا في العوامل التي تعزز المركزية وما هي العوامل التي تعززها

التقنيات يمكن سيتم تطبيقه لتشجيع بروتوكولنا على أن يصبح عامًا تدريجيًا

البنية التحتية مثل الويب.

نحن بالكامل أعترف ذلك المجموع اللامركزية هو على حد سواء مستحيل و ربما حتى

نتائج عكسية. ومع ذلك، يمكن تشجيع بعض العوامل لإنتاج نظام أكثر توازناً.

أولاً، في حين أن الوصاية المركزية على أموال البيع الجماعي تسمح بالتطور السريع والمرن

من البروتوكول خلال الأيام الأولى، في نهاية المطاف يجب أن يتنوع التمويل وسرعة تنفيذه

32 انظر الرابط لمزيد من المعلومات حول هذا المصطلح لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 41 من 44ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

يجب أن تعود التنمية إلى وتيرة أكثر منهجية ومدروسة. وبعد هذه النقطة،

يحتاج التمويل إلى تجنب التحيز الثقافي واللغوي والجغرافي.

ثانياً، عندما يصبح المجتمع أكثر اطلاعاً على الطبيعة الأساسية للمشكلة

ومع تكنولوجيا العملات المشفرة، لا يمكن أن تكون القرارات المتعلقة بخريطة الطريق مركزية في مجموعة من

المطورين الأساسيين أو الأساس. يجب أن تكون هناك طريقة تعتمد على blockchain للاقتراح،

التدقيق، وسن التغييرات على البروتوكول.

ثالثًا، يجب أن تتوافق الحوافز وراء الحفاظ على Cardano SL blockchain بشكل مباشر

مع الرغبات الإجمالية لجميع المستخدمين. لا يمكننا أن نسمح لعصابة من الجهات الفاعلة المتخصصة بذلك

يظهرون مستقلين عن إرادة المجتمع الأكبر.

بالنسبة للمبدأ الأول، اخترنا دمج نظام الخزانة في Cardano. ل

ثانيًا، سنقوم بنشر عملية رسمية لاقتراح Cardano مقترحات التحسين من خلال أ

النظام منسق بواسطة CSL نفسها. بالنسبة للثالث، نعتقد أن Ouroboros يوفر مظهرًا أنيقًا

الحل.

ويمكن تقديم المزيد من التفاصيل حول المواضيع المذكورة أعلاه، ولكنها واسعة النطاق في حد ذاتها

خارج نطاق ورقة المسح. يعد تصميم الآلية واحدًا من أكثر التصميمات تعقيدًا و

مجالات أكاديمية مترابطة ذات نظرية غير مكتملة ولا يوجد نموذج قانوني قوي يمكن الوقوف عليه

على.

بل إن نهجنا القائم على العلم والموصوف في القسم الثاني يخدمنا جيدًا هنا. IOHK فيريتاس

يعمل الفريق بالشراكة مع مجموعة من الباحثين من جامعة لانكستر تحت إشراف

توجيهات البروفيسور بينج شنج تشانغ لتطوير نموذج الخزانة المرجعي لـ Cardano. مع

بهدف التكامل في عام 2018، نتوقع إصدار منشور مخصص لمراجعة النظراء بحلول نهاية عام

للحصول على وصف رسمي وفحص التغييرات على بروتوكول العملة المشفرة، هذا الموضوع هو

الأقل فهمًا لأنه يتطلب مفاهيم وجودية بالإضافة إلى آلية للتحفيز

مشاركة واسعة. ربما يمكن أن يظهر شكل من أشكال العملية الديمقراطية التمثيلية أو

استخدام ردود الفعل السائلة لتوفير تصويت أكثر عقلانية.

نتوقع أن يستهلك البحث في هذا الاتجاه معظم المشاركة الرسمية لـ IOHK في

تطوير Cardano . وكنقطة انطلاق، سننتشر إلى جانب الخزانة المرجعية

33 نموذج عدة آليات للحصول على الموافقة. مطلوب مزيد من الدراسة للحصول على نتيجة نهائية

الحل.

يتم الاحتفاظ بـ 33 IOHK لبناء Cardano حتى نهاية عام 2020 لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 42 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

وأخيرًا، يشرف البروفيسور إلياس على العمل على تحسين حوافز Ouroboros

كوتسوبيا من جامعة أكسفورد. بعد أسس التشفير لـ Ouroboros هي

تم ترسيخها جنبًا إلى جنب مع جميع أعمال قابلية التوسع المطلوبة، ودراسة أوسع للسندات والعقوبات والغريبة

ستتم إضافة الحوافز إلى البروتوكول المرجعي.

Conclusion

Conclusion

A cryptocurrency is more than the sum of its protocols, source code and utility. It is ultimately a social system that inspires, enables and connects people. Frustrated by the many half measures, failures and broken promises of past protocols, we set out to build something better.

This process is not simple nor have we ever believed it can finish. Social protocols continue indefinitely changing as people and society change. To be useful, we want to trap the power of evolution and port it into Cardano.

Evolution is not guided by a single hand or a grand design. It is a process of serendipity inspired by endless mistakes and problems. Cardano seeks to be the digital embodiment of this process — fit enough to be able to survive the markets of today and adaptive enough to evolve to meet the needs of the future.

The previous sections capture a brief view into how we have been approaching this goal. We have diligently tried to recognize cognitive biases, learn from history and follow a rigorous process. We have tried to balance the need for rapid development with formal methods that traditionally cannot move quickly.

It has been an extraordinary privilege to embark on this journey. In the past two years, we have already developed a provably secure proof-of-stake protocol, recruited a small army of Haskell developers and made Cardano’s development the concern of many talented scientists.

As we move from the laboratory to a deployed system in the wild, there will be growing pains, but our hope is that Cardano’s future could be summarized in a single anthropomorphized sentence. Cardano is a pragmatic dreamer that learns from its elders, is a good citizen in its community, and always finds a way to pay its bills.

WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 43 of 44

IOHK | WHY WE ARE BUILDING CARDANO | 06/28/2017

We cannot know the future, but we are glad to be trying to make it a better one for everyone. Thanks for reading. WHY WE ARE BUILDING CARDANO Creative Commons Attribution 4.0 International License Page 44 of 44

خاتمة

العملة المشفرة هي أكثر من مجرد مجموع بروتوكولاتها وكود مصدرها وفائدتها. إنه في نهاية المطاف أ النظام الاجتماعي الذي يلهم الناس ويمكّنهم ويربطهم. بالإحباط من النصف الكثير التدابير والإخفاقات والوعود التي لم يتم الوفاء بها للبروتوكولات السابقة، شرعنا في بناء شيء أفضل.

هذه العملية ليست بسيطة ولم نعتقد قط أنها يمكن أن تنتهي. تستمر البروتوكولات الاجتماعية يتغير إلى أجل غير مسمى مع تغير الناس والمجتمع. لكي نكون مفيدين، نريد فخ قوة التطور ونقله إلى Cardano.

التطور لا يوجه بيد واحدة أو بتصميم كبير. إنها عملية مستوحاة من الصدفة من خلال الأخطاء والمشاكل التي لا نهاية لها. يسعى Cardano إلى أن يكون التجسيد الرقمي لهذه العملية - ملائمة بما يكفي لتكون قادرة على البقاء في أسواق اليوم وقادرة على التكيف بما يكفي للتطور لتلبية احتياجاتها احتياجات المستقبل.

تقدم الأقسام السابقة لمحة موجزة عن كيفية تعاملنا مع هذا الهدف. نحن لقد حاولوا جاهدين التعرف على التحيزات المعرفية، والتعلم من التاريخ واتباع نهج صارم عملية. لقد حاولنا الموازنة بين الحاجة إلى التطوير السريع والأساليب الرسمية التي تساعد على تحقيق ذلك تقليديا لا يمكن أن تتحرك بسرعة.

لقد كان شرفًا استثنائيًا الشروع في هذه الرحلة. في العامين الماضيين، قمنا بذلك لقد طورت بالفعل بروتوكول proof-of-stake الذي يمكن إثبات أمانه، وجندت جيشًا صغيرًا من هاسكل المطورين وجعل تطوير Cardano محل اهتمام العديد من العلماء الموهوبين.

بينما ننتقل من المختبر إلى نظام منتشر في البرية، ستكون هناك آلام متزايدة، ولكن أملنا هو أن مستقبل Cardano يمكن تلخيصه في مجسم واحد الجملة. Cardano هو حالم واقعي يتعلم من كباره، وهو مواطن صالح في مجتمعه المجتمع، ويجد دائمًا طريقة لدفع فواتيره.

لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 43 من 44

ايوهك | لماذا نبني كاردانو | 28/06/2017

لا يمكننا أن نعرف المستقبل، لكن يسعدنا أن نحاول أن نجعله أفضل للجميع. شكرا على القراءة. لماذا نقوم ببناء كاردانو؟ رخصة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية الصفحة 44 من 44