XNS:一文簡析Celestia如何確保消息檢索結果的完整性_XNS價格

問題的由來：

為了實現鏈的容量擴展，Celestia承諾主權應用將只需下載與其有關的消息，而不用下載全部消息，但同時，不同應用的消息是打包在同一個區塊里面的，以實現平等的安全性。那么，如何保證當某個應用的執行節點向Celestia的存儲節點查詢消息時，存儲節點僅返回所有的相關消息，而且惡意存儲節點無法隱藏特定消息呢。

Celestia選擇的方案是，將稱為命名空間的應用標識符，插入到消息構成的默克爾樹的節點信息中。這樣做的好處是，可以處理存儲節點隱藏全部相關消息的情況，可以定位被隱藏的消息。另外，無需大幅度修改默克爾樹的生成邏輯，以確保存在一個節點，它的底層葉節點，包含且僅包含某個命名空間的全部消息，且能定位此節點。而只需要做三件相對簡單的事情，就可以確保默克爾樹的基本特性，不發生變化：

數據：5月以來BTC礦工挖礦手續費收益已超6290萬美元:金色財經報道，據歐科云鏈OKLink多鏈瀏覽器數據顯示，繼5月8日BTC挖礦手續費收益創近5年來新高，達到683.36 BTC（約1908萬美元），5月份BTC礦工收入中僅挖礦手續費收益，截至目前已超2253.29 BTC（約6290萬美元）。同時，比特幣手續費率也創下過去6年以來的最高記錄，5月7日手續費率指標飆升至31%。[2023/5/10 14:53:52]

首先，生成消息的默克爾樹之前，先按命名空間將消息分組歸并在一起，確保不同命名空間的消息沒有穿插，且命名空間是排好序的。

灰度比特幣信托負溢價率達到46.09%:金色財經報道，根據Tokenview鏈上數據顯示，當前灰度總持倉量達192.6億美元，主流幣種信托溢價率如下：

BTC，-46.09%；

ETH，-54.43%；

ETC，-65.48%；

LTC，-50.95%；

BCH，-29.31%。[2023/3/3 12:40:21]

其次，修改生成默克爾樹時使用的哈希函數，以便命名空間信息被包含進節點信息。

檢查默克爾樹時，額外檢查排序是否無誤。

生成帶命名空間的默克爾樹：

Meten Holding Group宣布將ChatGPT引入其在建的Web 3教育平臺:金色財經報道，區塊鏈技術公司Meten Holding Group宣布將ChatGPT引入其在建的 Web 3 教育平臺。依托并受益于ChatGPT，公司擬在建設中的Web3平臺上推出模擬真實人機交互的互動教學課程。公司相信，通過使用ChatGPT，公司與運行該平臺相關的運營成本將控制在合理水平，同時為客戶提供智能定制和個性化的課程，從而滿足客戶需求并提高客戶忠誠度。客戶反饋也有助于生成高質量的教育內容。所有這些組成部分都有望為創新的教育模式做出貢獻。[2023/2/9 11:55:47]

前面我們說了，跟通用的默克爾樹邏輯相比，只有生成節點的哈希的函數不同。具體來說，就是在原哈希函數之上，又包裹了一層，使得節點哈希變成形如‘minNs|maxNs|原哈希’的形式，minNs和maxNs分別是此節點所有子節點中，最小和最大的命名空間。容易看出，對葉節點有minNs=maxNs，因為它只包含一條消息，只能有一個命名空間。默克爾樹是二叉樹，且我們已對消息做了排序，所以對非葉節點有minNs等于左子節點的minNs，maxNs等于右子節點的maxNs。另外，請注意原哈希函數會把子節點的整個哈希作為輸入，也就是說命名空間也參與哈希計算，因此不能隨意寫，否則樹根哈希會跟區塊里的記錄不一致，就很容易看出數據無效。下圖是一個帶命名空間的默克爾樹的示意圖：

Aptos官方公布Tokenomics概覽：初始供應總量10億枚，51.02%的Token分配給社區:10月18日，據官方消息，Aptos公布Tokenomics概覽，初始供應總量10億枚，51.02%的Token分配給社區。其中社區部分410,217,359.767枚APT由Aptos基金會持有，100,000,000由Aptos Labs持有。這些Token預計將在十年內分發：125,000,000 APT最初可用于支持社區類別現在和將來的生態系統項目、贈款和其他社區增長計劃；5,000,000APT最初可用于支持Aptos基金會針對基金會類別的計劃；社區和基金會剩余Token的1/120預計在未來10年內每月解鎖。[2022/10/18 17:30:35]

證明消息的完整性：

首先，需要證明返回的某條消息，確實是在消息樹中，這個就是普通默克爾包含證明所作的事情。因此，當存儲節點返回一條消息時，它同時返回此消息的默克爾包含證明。假定返回消息M0到Mn，那會同時返回對應的默克爾包含證明P0到Pn。我們需要說明，存儲節點可以不返回某條消息，但無法對消息構成的默克爾樹進行變動，因為那會導致樹根哈希變化，數據失效。

現在我們來看漏消息的情況，首先我們的消息是按命名空間歸并在一起的，所以如果某個命名空間，在它所有消息的中間漏了消息，那任何一個默克爾證明都可以看出，消息不連續，就沒必要進一步討論了。

我們看開頭或者結尾漏消息的情況，兩種情況類似，我們以開頭為例。比如N.2的第一條消息M.2漏了，那它對應的P.0也不會發出來，那么這時候，從查詢者的角度看，原來的P.1，現在是第一個證明，它反正就檢查第一個證明。下圖，我畫出了P.0和P.1的具體內容，我們比較它們的差別，就發現M.2左側的節點，命名空間都小于M.2的命名空間，而M.3左側有一個節點H.4，它的maxNs是A.2等于M.3的命名空間N.2，這個A.2的來源，就是存儲節點隱藏起來的M.2。這樣一來，執行節點就發現異常了。

那如果某個命名空間全部的消息都被隱藏呢。我們規定，當指定命名空間的消息不存在時，返回一個葉節點的默克爾證明，這個葉節點有minNs大于目標命名空間，但它左側所有節點的maxNs都小于目標命名空間。那么，當存儲節點隱藏了整個命名空間時，必然，根據具體返回的節點的位置，它或者左側會出現一個maxNs大于等于目標命名空間的節點，或者右側會出現一個minNs小于等于目標命名空間的情況。這樣執行節點也能發現問題。綜上所述，存儲節點不可能隱藏消息而不被發現。

結語：

本文復述了Celestia白皮書中，關于多應用場景下，對抗惡意存儲節點的部分內容。現在Celestia測試網已經上線，但目前更多是展示了對輕節點的支持，以及對消息分組的可行性。白皮書里面，第三章、第四章都有提到更多關于應用主權或者分片的內容，比較偏概念，針對真實公網環境來說，具體是怎么實現的，目前還看得不是很清楚。而擴容問題，顯然是整個區塊鏈領域近期最關注的目標。所以，我們之后也會特別關注Celestia在支持獨立應用方面的進展，究竟怎么跟L2或者說其它‘區塊鏈模塊’結合起來，做到實用的功能，并提高鏈上容量，我們將拭目以待。

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