介绍 　　

　　

　　地图是什么？ 　　

　　

　　我们的生活如此依赖地图，以至于我们已经停止了对这些基本问题的反思。就像我们不问自己空气和水是什么一样。 　　

　　

　　最早，人们把地图看作是地球表面缩小为平面的图形，即“空间数据的可视化”。在现代，地图不仅仅局限于表面可见的现象，还包括更多不可见的地理和气候现象，如温度、气压、降雨量等。 　　

　　

　　但真正让我们彻底沉迷其中的，是包含交通信息、商业信息、居住信息等庞大社会信息的电子地图的展示。电子地图不再是简单的“地理现实世界的表示或抽象”(by Board，Weiss)，而是包含了数据采集与承载、社会引导、消费引导、公共事务管理等功能。从此，地图从主要记录地理数据转变为主要记录人类活动，从“地理地图”转变为“社会地图”。 　　

　　

　　然而，故事远未结束。开放地图，如Mapxus和Mapbox，为地图引入了全新的“共建”概念。但“共建”意味着“价值共享”作为支撑。这成为了共享地图建设的瓶颈。 　　

　　

　　而当区块链技术——“价值互联网”——出现后，颠覆性的改变终于成为可能。 　　

　　

　　共识地图的三大难点 　　

　　

　　与中心化的电子地图相比，共识地图是人人参与的地图，是“活地图”。但是，如果每个人都需要参与，我们必须首先回答三个问题，：. 　　

　　

　　一张地图(相对固定)是如何处理和容纳不可预测的、时刻变化的信息(绝对变化)的？ 　　

　　

　　2如何从海量元数据(未经处理的数据)中快速正确地检索到所需数据(准确数据)？ 　　

　　

　　3我们如何改进现有的区块链技术来实现共识地图的梦想？(区块链性能瓶颈) 　　

　　

　　那么，我们需要如何回答呢？ 　　

　　

　　亥伯龙的答案 　　

　　

　　亥伯龙给出了答案。HYPERION是“众包技术、共享经济、治理社区”三位一体的共识地图生态系统(Hyperion Trinity)。它通过区块链技术整合了地图技术、经济和社会结构三个重要维度，最终实现可持续自主的地图经济。在这个体系中，人们有能力构建地图技术，获得经济回报，并参与地图社区的治理。 　　

　　

　　分层双链设计 　　

　　

　　HYPERION的核心是ATLAS public chain——一个可扩展的、灵活的区块链架构，由主链和工作链组成。 　　

　　

　　为了融合不同的使用场景和用户，ATLAS公链采用了独特的分层双链设计。在ATLAS主链中，bft dpos被用作第一协议层(layer1)的一致性算法。在这种混合算法中，其可靠性将由诚信节点(社区选出的可信账户)来保证，最终协议将由拜占庭容错协议的一个变种来达成。这使得HYPERION能够集中节点的计算能力来处理交易和智能合约，进一步提高速度和效率。 　　

　　

　　在ATLAS中，pBFT SCP将被用作第二协议层(layer2)的共识算法。SCP(空间共识协议)包括基于社会博弈模型的自动地图数据验证协议(静态位置数据)和可验证的安全位置服务(动态位置数据)。SCP同时具有四个属性：分散控制、低延迟、灵活的信任机制和渐进安全。在工作链中使用pBFT SCP的混合算法，可以在高容错的基础上大大提高区块链的工作效率，可以为分散在世界各地的数据提供者赋能。 　　

　　

　　极简美学：希尔伯特曲线 　　

　　

　　作为第一代区块链技术的代表，比特币公链拥有令人惊叹的“极简美学”。 　　

　　

　　中本聪哈希函数在比特币公链的不同场景中得到巧妙而丰富的运用。哈希函数是一种单向密码体制，是从明文到密文的不可逆映射。在比特币公链中，工作量证明(POW)使用哈希函数SHA-256来生成以多个零开始的哈希值。在生成和使用Merkle树，哈希指针，数字签名等。中本聪还利用了hash函数的定长输出、单向不可逆和碰撞约束的特性。可以说，比特币公链之所以漂亮，是因为它是哈希函数“简单”理论的“极端”应用。 　　

　　

　　就像比特币公链应用于哈希函数理论一样，ATLAS公链的设计也充分利用了希尔伯特曲线的特性，使之成为ATLAS独有的极简美学。 　　

　　

　　希尔伯特曲线是一维分形曲线。就像哈希函数在比特币公链中的多维应用一样，在HYPERION的设计中，利用希尔伯特曲线的特性可以同时完成四项任务： 　　

　　

　　一种是利用希尔伯特曲线来填充空间，即用唯一的标识来处理地球上的每一个位置。二是利用希尔伯特曲线完成系统的负载均衡，即在本地支持高维树形结构，在低维中平均划分数据工作量。第三，利用希尔伯特曲线增加对象的确定性，即启用懒惰分配方法，避免系统因为位置节点的合并/拆分操作而付出过高的代价。第四，使用希尔伯特曲线保持本地存储，使网络和本地应用的位置和数据一致，在本地生成处理单元，为系统提供支持。 　　

　　

　　可以说，HYPERION对希尔伯特曲线的应用是对比特币公链精髓的最好继承，也是对3.0时代共识地图时代最重要的贡献。 　　

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图1：利用希尔伯特曲线特性完成空间填充（使命一）示意图

　　

弹性空间分片

　　

众所周知的是分片技术旨在解决区块链扩容的问题。其特性是可以进行水平扩容，这意味着，分片技术的运用可以使网络的吞吐量随着挖矿网络的扩展而增加。

　　

ATLAS首创的弹性空间分片不仅仅是一个区块链技术概念，更是一个运用希尔伯特曲线改造地图数据处理系统的全新理念。它分为链上数据分片和链下数据分片两部分。

　　

一方面，在链上部分，弹性空间分片技术将保留“自下而上”式的无限分片技术的全部优点，即其可以自动分割和合并以适应负载的变化。这意味着即使某些使用HYPERION的服务（如To B的商用服务）将变得非常容易、流畅，新的区块总是能够快速生成，并且不需要长时间排队，有助于降低交易成本。

　　

另一方面，在链下部分，弹性空间分片技术将利用希尔伯特曲线在空间填充中的优势，实现填充操作的精确性和大规模并行。

　　

作为一维曲线希尔伯特曲线可以依据自身空间填充曲线的特性线性的贯穿二维或者更高维度的每个离散单元，且仅仅穿过一次。不但如此，经过希尔伯特曲线的贯穿，会对每个离散单元进行线性排序和编码，从而成为该单元的唯一标识。这也有助于使用确定性特征对对象分配惰性操作。

　　

除利用希尔伯特曲线的独有优势外，空间分片技术还可以通过对数据的截取实现对关键范围的宏共享，然后通过将树结构将数据划分为本地处理单元，再进行大规模、并行化微共享。这对共识地图同时达到的“去中心化”“安全”和“高效低耗”提供了一种实现可能。

　　

第二次空间分片

　　

在不同环境条件下，地图选择性的加载具有不同细节的图像资源，可以提高图像的呈现效率。这种通过分割加载的图像加载技术广泛用于电子地图之中，被形象的称为“瓦片技术”。而运用区块链技术如何高效的对这些图像切片数据、特别是边缘切片图像数据进行大规模并行处理，是共识地图需要解决的难题。

　　

ATLAS利用希尔伯特函数的特性，通过采用一种全新的局部优化、节省存储空间的数据结构――希尔伯特瓦片结构（Hilbert-ordered tiles）――解决了这一难题。

　　

希尔伯特瓦片是一个独立的批边缘处理单元。它同时兼具高局部性和良好的可压缩性，这为大规模图形处理提供了极大的弹性，从而也更容易在多节点的分布式操作系统上形成简明、有效负载平衡方案。

　　

在地图图像处理中，希尔伯特瓦片式数据结构无论是用在协处理器还是主处理器都有着明显的优点。

　　

当希尔伯特瓦片结构用于协处理器时，它可以为边缘图形的处理工作提供更好的缓存位置。同时，它还能通过预取实现I/O并发，从而提升系统性能。

　　

当希尔伯特瓦片结构用于主机处理器时，它可以允许操作者进行连续不断的磁盘访问。原因是这些访问数据则小到可以绕过负载平衡问题。另一方面，利用希尔伯特瓦片结构的特性，系统缓存可以被放置在以顶点为中心的图计算模型中（vertex-centric operations）。

　　

运用希尔伯特瓦片结构的这一特点，ATLAS系统具有了极高的数据弹性。当我们在设备本地运行数据抓取（Pull）命令时，ATLAS会同时下达数据压缩命令（Reduce）。处于顶点处的数据将被压缩以节约资源，提高系统整体的运行效率。这一操作对于本地图形和全局图形都是如此。

　　

基于此，当我们使用ATLAS时，高数据弹性带来的流畅的体验将很难让我们感受到ATLAS是一个基于分布式系统的共识地图。

　　

分布式密钥

　　

作为一个庞大的共识地图系统，ATLAS在处理各种地图数据的同时，也必然会跟踪用户位置，保存并调用用户配置和本地数据。然而这些数据可能包含着关于用户隐私的敏感信息。ATLAS将运用分布式密钥、零知识定位证明和匿名概要文件技术来保护这些数据。

　　

在ATLAS使用的分布式密匙生成协议中，n个受托人将共同生成一个公钥/私钥对，其中私钥可以通过非交互式零知识证明的方法，验证其有效性，并通过“t-out-of-n”方案来完成检索，这大大提高了私钥的安全性。

　　

零知识定位证明

　　

地图的使用用户通常对位置跟踪非常敏感。ATLAS在用户的位置追踪上使用了零知识证明设计ATLAS大部分使用位置追踪的功能上使用了零知识证明。即若ATLAS用户A在使用ATLAS时不得不将自己的位置信息共享，但用户B则可以在无法获知A位置数据的情况下通过ATLAS确定A在其圈定的目标区域内，并向其推送商业广告。这样，ATLAS就在保护A用户隐私的前提下，同时满足了B用户的商业需求。

　　

一张来自未来的地图

　　

建立在ATLAS公链基础上的HYPERION是对传统的物理地图和语义地图的跨越式升级。它改变了传统中心化地图的数据不完整、不准确，缺乏透明性、私密性与产权制度缺位的弊端。对于共识地图HYPERION来说，其开创的“众包技术”模型，无异于开启了用户提供混沌的即时数据，同时又在这个数据洪流中自发寻找确定性的“实时信息流地图”的新时代。

　　

以“众包技术、众享经济、众治社区”为三体一体的HYPERION体系，其数据由数据社区基于空间共识协议产生，地图技术节点由技术社区全球分布式维护，技术和治理社区由持有以数字地权的代理人共同治理，并最终通过数字地权激励全部贡献者。HYPERION的经济收入最终将由收益由数字地权持有者共享，以智能合同完成自动分配。这套生态系统将最终形成一个以ATLAS为基础，以数字地权为凭证的完整、真实、公平的价值体系，开启地图经济的全新时代。

　　

HYPERION，一张来自未来的地图，正逐渐向我们展露它的全景。