一、总体架构（你要先把“机器”想明白）

• JAM = Join-Accumulate Machine：整套系统遵循“收集-精炼-连接-累积（collect-refine-join-accumulate）”范式；其中链上协议侧重“连接-累积”，论文把这条协议称为 JAM Chain。目标是在不长期碎片化状态的前提下，把可扩展性做大。

• 并行性与平台优化：扩展性来自三件事：① 空间并行（托管数百个核心）；② 时间并行（跨区块流水线，稳定负载）；③ 平台优化（与现代硬件匹配的 VM 与 gas 模型）。

二、区块与状态（系统的“接口层”）

• 区块分解：区块 B = 头 H + 外在数据 X。头部携带前序指针与承诺，外在数据分为五类：票证 tickets、预映像 preimages、报告 reports、可用性 availability、争议 disputes。这是实现端解析与验证外在数据的基础。

• 状态转移：后态 S’ 由前态 S 和区块 B 通过状态转移函数 Υ 唯一定义：S’ = Υ(S,B)。实际实现中，状态按段划分，降低耦合并利于并行计算。

• 依赖与流水线：文中给出状态转换依赖图（一组“≺”的偏序约束），把 tickets / availability / reports / disputes 等模块的计算拓扑固定下来，指明哪些步骤能并发、哪些必须同步（用 † 标注的节点）。这对执行器与验证器的流水线调度是直接的实现指南。

三、时间与共识（让链“走得稳”的两根柱子）

• 共同时钟：引入JAM Common Era（JCE）计时；从 2025-01-01 12:00 UTC 起的秒数为时间基准，只用于判定“未来时隙的区块暂为无效”。实现端据此做基本时间有效性检查。

• 出块（Safrole）：混合共识的“出块半边”，是对 Sassafras 的简化与创新；把时间划分为纪元 Epoch（E=600 个时隙）与时隙 Slot（P=6 秒），并用票证机制分配出块权，降低同/跨时隙竞争从而控制分叉。实现上你需要：时隙计数、票证派生与验证、作者密钥关联等。

• 终局（GRANDPA）：用于确定最佳区块与最终性——不把含无效数据的扩展线纳入规范历史（和第 10 节的无效性约束呼应）。实现端要把 GRANDPA 的 finalized head 作为“确信祖先”，驱动分叉选择。

四、执行平台：PVM（你在什么“CPU”上跑）

• PVM 定义：论文正式化了 PolkaVM（PVM） 的步进函数与停机条件；并允许主机调用推进以整合上下文状态机（让链下/外部逻辑在受控接口下前进）。实现端要按规范实现单步转移、寄存器/内存模型与宿主接口。

• 工程要点：PVM/主机调用的存在，配合外在数据（预映像/报告等）的默克尔化与承诺验证，使状态变更与数据可用性可以流水线化并并行。

五、核心（Core）与服务（Service）（把并行性落实到资源）

• JAM 通过核心 Core托管服务，利用空间并行与时间流水来提升吞吐；同时不要求长期状态分片：合约状态可在 JAM Chain 上以统一格式保存，核心以每秒 ~8KB 的变更承诺驱动状态更新。实现时，要把“核心调度”“服务隔离”“状态承诺输出”做成标准框架。

六、从输入到累积的“端到端流程”（实现视角的作业流）

外在数据五件套把链上工作流连起来：

1. 预映像（Preimages）上链 / 获取

   • 预映像为执行所需的静态数据请求，链上登记索引与承诺，节点按需拉取。

2. 可用性（Availability）

   • 验证者对输入数据的接收与本地存储作出承诺；实现端需维护擦除编码块并至少保留 28 天以便审计/仲裁（存储与带宽策略需明确）。

3. 报告（Reports）

   • 服务完成工作后由特定验证者担保准确性并形成工作报告；

   • 报告的唯一性/无重复、来源合法性、段根与先决包一致性、代码哈希可预言性等检查需在“报告转换/验证”阶段做齐（方程 11.36–11.42）。通过的报告进入“可用工作报告集合”。

4. 审计（Auditing）（对应 ELVES 的 approval）

   • 各节点从含可用报告的区块中，抽取固定随机子集进行获取-执行-判断；按时间点与份额（tranches）扩展评估直至满足足够肯定判断。区块被判定“已审计”后方可被各节点最终确认（经济保证在先，完全共识可滞后）。

5. 争议（Disputes）

   • 若出现否定判断或矛盾，进入争议流程：一方面可能对错误否定者惩罚；另一方面当否定超过阈值则对报告/出块方进行仲裁与惩罚。实现上要把争议证据对象和投票/阈值规则内化到状态机。

6. 累积（Accumulate）

   • 依赖图的†同步点保证可用性充分且原像查找整合完毕后，才能把已审计报告并入状态；状态承诺通过默克尔化函数 ℳΣ 写入头部，形成确定的状态根。

实现者提示：上述 1–6 步与依赖图的偏序是一一对应的——这是你做并行执行 + 阶段化提交的依据；把“可并行的放并行”“带匕首†的节点串行化”，能最大化流水线吞吐。

七、数据承诺与作者身份（区块层面的必要字段）

• 状态承诺：区块计算偏好先默克尔化状态得到 32 字节承诺（便于流水线和验证）；

• 作者密钥：区块作者公钥与验证者集合索引绑定（文中等价使用 Bandersnatch 表示，不序列化进头）。实现端要把作者索引解析进验证者集合，用于 Slashing / 奖惩。

八、安全与生态组件

• ELVES 等价性：JAM 的保证/审计/累积与 ELVES（backing/approval/inclusion）在理论上等价，你可以复用其安全性分析。实现端务必对可用性取样、随机选取、份额扩展、超时策略做成参数化。

• 家族组件：Safrole（出块）、GRANDPA（终局）、BEEFY 等来自同一技术谱系；文末对组件来源与审核亦有说明，方便工程上溯源。

九、分叉与非法扩展的处理

• 若某扩展含被其他任何区块状态标记为无效的数据，则该扩展非法；GRANDPA 不得将其确认为规范历史。你的实现要在状态转移规则与最终性规则两处同时防御。

十、把流程画成一张“实现导向”的文字图

[Preimages登记/获取]
        │
        ▼
[Inputs 可用性承诺/编码保留(≥28天)]───┐
        │                               │
        ▼                               │
   [服务执行 in PVM]                    │
        │  产出工作包/报告               │
        ▼                               │
   [Reports 验证/唯一性/先决检查/代码哈希预言]
        │             │
        │             └───若失败→ [争议/惩罚]
        ▼
   [Auditing 随机抽取→获取→复验→判断(份额扩展)]
        │
   (足够肯定)
        │
        ▼
   [依赖图†同步点：可用性+原像查找已满足]
        │
        ▼
   [Accumulate 累积到状态 → ℳΣ(state) 写入区块头]
        │
        ▼
   [GRANDPA 最终性/最佳区块推进]

——上图各节点与论文的外在数据五件套与依赖式流水线一一对应，可直接映射到你的模块划分与任务队列设计中。

落地实现清单（给工程团队的 To-Do）

1. 区块处理管线：按依赖图把解析/校验/执行/承诺分层分队列，†点强制同步。

2. Safrole 子系统：时隙计数器、票证生成/验证、作者索引解析、出块冲突抑制。

3. PVM 执行器：步进函数、主机调用、I/O/预映像接口、gas/计量与可中断恢复。

4. 可用性存储：擦除编码块的持久化（≥28 天）、索引与提供协议。

5. 审计与争议：随机抽样、份额扩展、阈值与超时、惩罚与奖励流转。

6. 状态承诺：ℳΣ 默克尔化、报告转换（11.36–11.43）与状态写入。

7. 最终性集成：GRANDPA finalized head 驱动分叉选择与回滚策略。