Ulam是由清華大學高等研究中心團隊研發的底層共識算法創新項目。是即POW，POS，DPOS， PBFT，DAG類共識算法之后的第五個在共識算法上有重大創新的區塊鏈項目。Ulam共識的靈感來自波蘭猶太人數學家斯塔尼斯拉夫·馬爾欽·烏拉姆（Stanis?aw Marcin Ulam）。Ulam的主要發明者，清華大學高等學院博士吳彥冰在研究 “區塊鏈不可能三角”與POW的能源消耗問題時受到烏拉姆的“Luck number”的啟發。發現利用哈希函數的特性可以創造出超低能耗，完全去中心化和高度穩定性的全新共識算法。

Ulam特點

· 顛覆式創新共識

Ulam是根據節點的幸運值來決定挖礦概率的，不需要進行hash值的計算。每個節點根據幸運值的大小，決定擁有的隨機數的個數。節點的幸運值越大擁有的隨機數越多。在每次出塊的時候被選為記賬節點的概率也就越高。

· 高TPS

Ulam設計的全新非交互式交易驗證算法（NITCV），可以使TPS最低達到10000。Ulam使用知識證明的方法構造出非交互式交易驗證算法。普通的區塊鏈在驗證交易時需要所有礦工都對區塊中的交易進行驗證，Ulam的非交互式交易驗證算法通過礦工打包區塊后對區塊內的交易驗證后生成交易驗證證明。

· Ultra Low Energy Consumption

Ulam的挖礦機制采用哈希隨機數生成，不需要尋找特定的哈希。因此，一臺超級計算機和一臺普通的智能手表手機找到正確的隨機數的概率是一致的（不考慮幣零的情況下）。從而，成功地做到了超低能耗。

· 完全去中心

因為專業的礦機在進行Ulam挖礦時并沒有優勢，所以在Ulam的生態系統中將不會有專業礦機的出現。而大眾會用自己日常的設備比如手機、筆記本電腦、臺式機、Pad、智能手表等進行挖礦。由于參與的門檻低，大眾就可以高度參與Ulam節點的運行。

· 抗算力集中

Ulam不需要通過計算Hash原像來選出打包節點，因此在Ulam中并不存在算力競賽的現象。Ulam通過設計的算法來計算出每個節點的幸運值，從而根據每個節點的幸運值完全隨機的挑選出打包節點。

· 抗量子攻擊

Ulam采用了抗量子攻擊的簽名算法NTRU。NTRU（Number Theory Research Unit）算法是1996年由美國布朗大學三位數學教授發明的公開秘密體制 。這是一個基于多項式環 （其中N是一個安全參數）的密碼體制。它的安全性依賴于格中最短向量問題（SVP）。

顛覆式共識算法

ULAM共識算法是根據節點的幣齡來決定節點挖礦成功的概率。每個節點的幣齡是根據節點持有幣的多少和持有幣的時間來計算出來的一個值。每次挖礦的時候，每個節點都會根據幣齡大小的不同產生出相應個數的隨機數，幣齡越大將會產生出越多的隨機數，隨機數通過 VRF 算法產生保證產生的隨機數是可驗證的隨機數。出塊的時候，通過時間戳、上一塊信息等產生出可驗證的隨機數，挖礦節點之前產生的隨機數若與此時產生的隨機數相同則獲得打包記賬的權力，如果有多個節點獲得記賬權力將以幣齡長的獲得記賬權，在獲得記賬權力之后，這個節點的幣齡將會相應歸零。ULAM共識算法可以有效的防止礦場和礦機的出現，更能減少挖礦造成的大量資源浪費。

ULAM共識算法在性能方面也能有很好的表現，從理論的角度講，ULAM算法的 tps 可以達到無限大，在實際使用中也可以滿足金融、交易、溯源等各種場景的應用。ULAM在實現高吞吐的同時也保證了區塊鏈最本質的去中心屬性。我們相信基于Ulam共識的區塊鏈將是下一代區塊鏈的標準。

非交互式交易驗證算法

ULAM設計的全新非交互式交易驗證算法（NITCV），可以使 TPS 最低達到1萬。ULAM使用知識證明的方法構造出非交互式交易驗證算法。知識證明簡單的來說就是證明者說服驗證者相信其知道某個“知識”（信息）。一般的證明方法為構造多項式時間知識提取器提取“知識”。普通的區塊鏈在驗證交易時需要所有礦工都對區塊中的交易進行驗證，ULAM的非交互式交易驗證算法通過打包礦工打包區塊后對區塊內的交易驗證后，生成交易驗證證明，其他礦工只需要驗證打包節點產生的證明而不需要去驗證塊中的交易，使得 TPS 大大提高。假設一個區塊有1000筆交易，那么所有礦工都需要去驗證這1000筆交易，而使用ULAM獨創的非交互式交易驗證算法，只需要一個礦工驗證1000筆交易，其他礦工只需要驗證打包節點生成的證明，速度會比之前提高1000倍。非交互式交易驗證算法可以使TPS理論上達到無限大，但是受限于網絡和處理器處理的速度，目前實測TPS為 1 萬，隨著網絡和處理器等其他技術水平的提高，TPS還能有更大的提高。

發行量

ULAM的總發行量為1414213562枚（80%用于挖礦獎勵，8年挖完；20%寫進創世塊），可拆分至小數點后18位。1414213562是√2的近似值。√2是人類發現的第一個無理數。Ulam大概六月初或者更早上交易所，預估價格是1eth 2000ulam。一年的挖礦大約收益是30%-70%。

UlAM選用這個數字作為發行量一則為了致敬人類歷史上的第一次數學危機和變革的開始；二則也希望ULAM這一全新的共識可以像√2一樣引發區塊鏈領域的一次變革。