POLK:技術解讀：波卡如何在平行鏈之間進行有效的分片？_POL

原文：https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-availability

翻譯：PolkaWorld

Polkadot的可用性和有效性協議使整個網絡能在平行鏈之間有效地分片，同時有著強大的安全性保證。

AnV協議的階段

可用性和有效性協議分為六個階段。

平行鏈階段

中繼鏈提交階段

可用性和不可用性子協議

二級GRANDPA批準有效性檢查

釣魚人反對程序

調用拜占庭式容錯最終性小工具來鞏固鏈

平行鏈階段

AnV協議的平行鏈階段是平行鏈的收集人向當前分配給平行鏈的驗證人提議候選塊的時候。

聲音 | 北京市政協委員張凌云：通過區塊鏈技術解決文化產業中維權難等問題:在目前召開的北京市政協第十三屆委員會第三次會議上，北京市政協委員張凌云此次帶來了兩份提案。如何利用區塊鏈技術推動北京市文化產業發展成為此次張凌云關注的重點話題之一。張凌云提出，可以通過區塊鏈技術解決文化產業中維權難、取證成本高等問題。具體來看，張凌云提出三點建議。第一，將區塊鏈技術深度融合進互聯網文化產業；第二，利用區塊鏈技術實現文化產業交易的去中心化，為優秀內容構造安全、高效的版權流通體系；第三，利用區塊鏈技術實現對文化產業內容從確權、監控到取證、存證、在線爭議解決的一站式文化產業知識產權保護體系。（證券日報）[2020/1/14]

候選塊是來自平行鏈收集人的新塊，它可能是有效的也可能不是有效的，并且必須經過有效性檢查才能包含在中繼鏈中。

動態 | 澳大利亞運用區塊鏈技術解決殘疾公民保險問題:據coindesk消息，澳大利亞聯邦科學機構正與澳大利亞聯邦銀行合作，測試一項旨在讓殘疾公民更容易支付保險金的區塊鏈申請。其目標是在該國的國家傷殘保險計劃(NDIS)中引入一個編號為區塊鏈的智能合同令牌，以便參與者和服務提供商能夠根據預先定義的條件執行支付，比如誰可以在什么截止日期前花掉某些資金。[2018/10/9]

中繼鏈提交階段

驗證人接下來會對照該平行鏈的注冊代碼所提供的驗證功能來檢查候選塊。如果驗證成功，則驗證人會將候選塊傳遞給八卦網絡中的其他驗證人。但是，如果驗證失敗，則驗證人立即將候選塊視為無效。

當超過一半的平行鏈驗證人同意特定的平行鏈候選區塊是有效的狀態轉換時，他們會準備候選者收據。候選收據將最終包含在中繼鏈狀態中。這包括：

小米于去年4月已進軍區塊鏈領域 曾首推以區塊鏈技術解決營銷痛點:近日，有媒體發現小米在某招聘網站上招聘區塊鏈開發工程師與區塊鏈專家，并配文小米疑似進軍區塊鏈領域，據調查發現，其實小米公司于2017年4月便公開表示進軍區塊鏈，并在《探索程序化廣告區塊鏈解決方案》主題演講中提出了基于區塊鏈的營銷解決方案，以解決程序化廣告領域長期存在的痛點問題，小米 MIUI商業產品部數據業務負責人周茂華曾表示“小米做為一家數據源極其豐富的公司，極其關注用戶隱私和數據安全。我們是使用區塊鏈和密碼學技術來促進行業數據協作，打破數據孤島的先鋒。既要實現數據資產的最大幅度保護，也要促進數據的流動，為營銷行業提供價值。”[2018/2/24]

平行鏈ID

收集人的ID和簽名

父區塊的候選收據的哈希值

網絡安全公司WISeKey利用區塊鏈技術解決非洲土地登記糾紛:網絡安全公司WISeKey在盧旺達的土地登記處使用區塊鏈技術。非洲部分地區經常缺乏文件，導致土地糾紛，因為不清楚誰擁有土地。即使有記錄，有時也會被篡改。無法刪除的記錄，使用區塊鏈可以用來防止這些爭議。區塊鏈是一種分布式分類賬。最大的不同之處在于，這個分類賬沒有存儲在一個地方，它分布在世界各地的數百，甚至數千臺計算機上。網絡中的每個人都可以訪問分布式分類賬的最新版本。所以它是開放的、透明的、可審計和可核實的記錄。[2018/1/5]

塊的擦除編碼片段的Merkle根

任何發出信息的Merkle根

塊的哈希

區塊執行之前，平行鏈的狀態根

區塊執行后，平行鏈的狀態根

以上信息都是恒定的，但平行鏈的實際PoV塊是可變長度的，對于任何獲得完整PoV塊的人來說，這都是足夠的信息，可以驗證其中包含的狀態轉換。

可用性和不可用性子協議

在可用性和不可用性子協議階段，驗證人會在網絡中流傳擦除編碼片段。至少1/3+1個驗證人必須報告他們擁有自己的代碼字段。一旦達到驗證人的閾值，網絡便可以考慮使用平行鏈的PoV塊。

擦除編碼

擦除編碼將消息轉換為更長的代碼，從而可以從代碼的子集中恢復原始消息，而無需代碼的某些部分。代碼是原始消息，上面填充了一些額外的數據，從而可以在擦除的情況下重建代碼。

Polkadot的可用性方案使用的擦除代碼類型為Reed-Solomon代碼，該代碼已在區塊鏈行業以外的技術中經受了久經考驗的應用。在光盤行業中可以找到一個例子。CD使用Reed-Solomon代碼來糾正由于磁盤表面不一致而導致的任何丟失的數據。

在Polkadot中，擦除代碼用于保持系統可用的平行鏈狀態，而無需所有驗證人在所有平行鏈上保留制表符。取而代之的是，驗證人共享較小的數據，并可以在1/3+1的驗證人可以提供其各自的數據的假設下，稍后重建整個數據。

注意：為了構造完整的平行鏈狀態數據而必須響應的驗證人的1/3+1閾值對應于Polkadot關于拜占庭節點的安全性假設。

釣魚人

釣魚人是平行鏈的完整節點，與收集人相似，但在與Polkadot網絡的關系中扮演不同的角色。釣魚人將觀察整個過程并確保不包括無效的狀態轉換，而不必像收集人那樣打包狀態轉換并產生下一個平行鏈區塊。釣魚人需要適度質押一部分代幣在中繼鏈上，這與不要求在中繼鏈上必須要有籌碼的收集人不同。如果發現平行鏈生產過程中發生了不當行為，釣魚人將提交無效報告。如果對舉報的不當行為被證明是正確的，他們將得到豐厚的回報，但如果被證明是錯誤的，則可能會失去質押部分權益。因此，釣魚人類似于賞金獵人，他們在完成一項工作時會獲得豐厚的報酬，否則就沒有穩定的報酬。

如何運行一個釣魚人節點

預計與驗證人節點的質押要求相比，運行釣魚人節點的要求會相對適中。在中繼鏈上注冊“釣魚”狀態將需要一定數量的代幣。如果釣魚人提交了不正確的無效報告，則協議可能會大幅Slash這些代幣。Slash風險的存在是為了防止釣魚人向網絡發送垃圾郵件，因為重新建立平行鏈狀態對于中繼鏈來說是昂貴的處理過程。

在需求的硬件方面，功能適中的機器理論上就能夠運行一個或多個平行鏈的完整節點。最大的需求可能是存儲每個被釣魚的平行鏈的數據。但是，諸如prunning之類的改進意味著，維持一個平行鏈的完整節點所需的最終存儲大小將穩定在一個非常高的水平。對RAM和CPU的需求可能會隨著所釣魚的平行鏈的數量而擴展，那么對于釣魚一條平行鏈并且之后會隨之增加釣魚數量，需要一個最低起步配置。每月10或20個cloudinstance就足以開始使用。

注意：Kusama或Polkadot網絡中現在尚無釣魚人！一旦有可能，本文內容將通過設置指南進行更新。

更多資源

LifeofaParachainBlock：由Parity分析師JoePetrowski撰寫的文章，詳細說明了平行鏈區塊必須通過以進行平行鏈驗證的有效性檢查。https://polkadot.network/the-path-of-a-parachain-block/

AvailabilityandValidity：W3F研究團隊的論文，詳細說明了可用性和有效性協議。https://github.com/w3f/research/tree/85cd4adfccb7d435f21cd9fd249cd1b7f5167537/docs/papers/AnV

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