技術解讀：波卡如何在平行鏈之間進行有效的分片？_區塊鏈

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。

動態 | 盛大公鏈后續將提供深層次技術解決方案:據盛大公鏈今日發布官方公告稱，基于區塊鏈的數據聚合及數據分布，其數字承載體STD將會提供解決方案對其應用領域進行匹配，包括金融、數字資產與文化業、實體產業以及醫療、能源等行業。[2020/1/25]

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。

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：

動態 | 中裝建設欲應用區塊鏈技術解決裝飾裝修行業供應鏈金融問題:據證券時報消息，中裝建設(002822.SZ)區塊鏈負責人方玉書表示，中裝建設正在大力推進區塊鏈平臺研發，聚焦應用區塊鏈技術解決裝飾裝修行業供應鏈金融問題。公司計劃通過區塊鏈技術幫助公司有效解決上下游的現金兌付壓力，減少資金占用，降低資金成本，進而提升公司的毛利率和凈利潤率。未來，公司將通過區塊鏈平臺為同行業公司輸出技術和提供服務，幫助同行業公司降低資金成本和完善管理，并由此獲取相應收益，公司致力于使此項業務成為公司新的利潤增長點。[2019/10/28]

平行鏈ID

收集人的ID和簽名

父區塊的候選收據的哈希值

塊的擦除編碼片段的Merkle根

任何發出信息的Merkle根

聲音 | 英美反人口販運大使：支持使用區塊鏈等新技術解決人口販運問題:據Cointelegraph消息，近日，英國和美國反人口販運大使John Richmond表示，支持使用手機應用程序和區塊鏈等新技術來解決人口販運問題。[2019/4/9]

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。

上海交通大學教授：區塊鏈技術解決方案可能威脅到法律的非效率價值:上海交通大學凱原法學院教授鄭戈近日撰文表示，區塊鏈技術所促生的分布式可驗證數據庫和智能合同具有這種改變技術與法律邊界、形成新的治理模式的潛質。但技術解決方案在提升效率和確定性的同時也可能威脅到法律的非效率價值，比如平等和公正。另外，他還指出，在國家治理和社會治理領域，技術與法律具有相互替代性，如果在某一社會場景中技術解決方案的成本低于法律解決方案，技術工具便可能取代法律形式成為秩序生成的主要手段。[2018/5/9]

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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