Архитектура

В этом документе описана техническая архитектура блокчейна TALER: механизм консенсуса, экономическая модель, сетевой протокол и внутреннее устройство хранения данных. Все сведения получены из исходного кода Taler.

Обзор

TALER — блокчейн на основе Bitcoin Core с гибридным механизмом консенсуса Proof-of-Work / Proof-of-Stake. Блоки обоих типов сосуществуют в одной цепи, каждый со своими независимыми целевыми показателями сложности и интервалами между блоками.

• Дата запуска: 13 сентября 2017 года
• Кодовая база: Bitcoin Core (модель UTXO, система скриптов, одноранговый протокол)
• Типы блоков: PoW- и PoS-блоки чередуются в одной цепи

Механизм консенсуса

Цепь принимает как PoW-блоки (добытые майнингом), так и PoS-блоки (созданные стейкингом). Каждый тип блока имеет собственную шкалу сложности, целевой интервал и график вознаграждений. Блок считается валидным, если он удовлетворяет любому из двух наборов правил — цепь не требует чередования или фиксированного соотношения между типами.

Цепь ведёт два счётчика высоты:

• nHeight — общее количество блоков (PoW + PoS)
• nPowHeight — только PoW-блоки (используется для халвингов и расчёта сложности PoW)

Proof-of-Work

Алгоритм майнинга

• Блоки 0–9 999: Scrypt (исходный алгоритм при запуске)
• Блоки 10 000+: Lyra2Z — алгоритм хэширования с высокими требованиями к памяти, устойчивый к ASIC

Корректировка сложности: Dark Gravity Wave

Сложность PoW корректируется алгоритмом Dark Gravity Wave (DGW), который пересчитывает её на основе скользящего окна из последних PoW-блоков:

Ключевые свойства:

• Корректировка ограничена трёхкратным пределом — сложность не может вырасти более чем втрое или упасть ниже трети за один пересчёт
• После TLRHeight (блок 130 000) сложность PoW пересчитывается каждые 10 PoW-блоков
• В расчёте DGW учитываются только PoW-блоки (PoS-блоки исключены)

Proof-of-Stake

PoS был активирован на блоке 130 000 (форк TLRHeight). Стейкинг позволяет держателям монет создавать новые блоки без майнингового оборудования.

Вес стейкинга

Вероятность создания PoS-блока пропорциональна весу стейкинга монеты:

weight = min(возраст_в_днях, 99) × min(сумма_в_TLR, 9999)

• Минимальный возраст для стейкинга: 2 дня (монеты должны быть нетронуты не менее 2 дней)
• Максимальный возраст для веса: 90 дней (вклад возраста ограничен 90 днями, жёсткий предел в формуле — 99 дней)
• Максимальная сумма для расчёта: 9 999 TLR на один UTXO

Модификатор стейкинга

Модификатор стейкинга обеспечивает случайность при выборе PoS-блока, предотвращая предсказуемый стейкинг:

• Вычисляется на основе псевдослучайной выборки из 64 блоков предыдущих хэшей
• Пересчитывается каждые 6 часов (интервал модификатора)
• Смешивает энтропию как PoW-, так и PoS-блоков

Проверка PoS-ядра

PoS-блок считается валидным, если хэш ядра (полученный из модификатора стейкинга, свойств монеты и метки времени) оказывается ниже целевой сложности PoS — по сути аналогично PoW-майнингу, но вместо вычислительной работы используются свойства владения монетами.

Требования к PoS-блоку

Валидный PoS-блок должен содержать:

1. Транзакцию coinstake на позиции 1 (позиция 0 всегда занята пустой coinbase-транзакцией)
2. Подпись блока, подтверждающую владение создателя стейкнутыми монетами

Структура блока

Формат заголовка

Каждый блок использует стандартный 84-байтный заголовок:

Флаги PoS-блока

PoS-блоки несут дополнительные флаги метаданных:

• BLOCK_PROOF_OF_STAKE — определяет блок как PoS
• BLOCK_STAKE_ENTROPY — указывает на вклад энтропии в модификатор стейкинга
• BLOCK_STAKE_MODIFIER — указывает на генерацию нового модификатора стейкинга

Подпись блока

PoS-блоки содержат криптографическую подпись, добавленную после данных транзакций, доказывающую, что создатель блока владеет закрытым ключом стейкнутых монет. Для сериализации после форка используется флаг нового формата, позволяющий отличить расширенный формат блока.

Экономическая модель

Параметры эмиссии

Вознаграждение за блок

Вознаграждение PoS всегда рассчитывается по формуле: PoS_reward = PoW_reward × 30 / 70

Текущее состояние (март 2026)

• Завершённых халвингов: 4
• Текущее вознаграждение PoW: 0,4375 TLR
• Текущее вознаграждение PoS: 0,1875 TLR
• Монет в обращении: ~19 491 107 TLR

Модель транзакций

TALER использует модель UTXO (Unspent Transaction Output), унаследованную от Bitcoin:

• Поддержка SegWit: активирована на высоте 32 256 (BIP141/143/144)
• Максимальный вес блока: 4 000 000 единиц веса
• Созревание coinbase: 20 блоков (новые монеты нельзя потратить в течение 20 блоков)
• Формат транзакций: стандартная структура Bitcoin с данными свидетеля (witness)

Типы адресов

Сетевой протокол

Флаги сервисов

Узлы сообщают о своих возможностях через флаги сервисов:

• NODE_NETWORK — доступна полная история блоков
• NODE_WITNESS — поддержка SegWit
• NODE_BLOOM — поддержка bloom-фильтров (BIP37)

Компактная ретрансляция блоков

TALER поддерживает компактную ретрансляцию блоков по BIP152 для эффективной передачи блоков, снижая нагрузку на канал за счёт передачи коротких идентификаторов транзакций вместо полных данных.

История форков

Уровень хранения

TALER использует LevelDB для постоянного хранения данных:

Файлы данных блоков

• blk?????.dat — необработанные данные блоков, до 128 МБ на файл
• rev?????.dat — данные отмены для отключения блоков при реорганизации

Поддержка BIP

TALER реализует следующие предложения по улучшению Bitcoin:

Краткая справка по параметрам монеты