技術解讀：波卡如何在平行鏈之間進行有效的分片？_區塊鏈:ADO

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 | 百度區塊鏈肖偉：百度依托自研的底層區塊鏈技術解決數據低質和數據泄露等問題:6月14日，基于百度自研區塊鏈技術XuperChain的智能城市項目，入選全國“雙創周”顛覆性創新榜TOP10。據百度區塊鏈實驗室主任肖偉介紹，百度依托完全國產自研的底層區塊鏈技術（XuperChain），結合行業領先的AI和大數據能力，通過在城市的各部門、機構以及IOT設備部署區塊鏈節點，打造智能城市主權鏈，在完全遵從現有管理制度和法律法規的前提下打破城市各層級數據孤島、解決數據低質和數據泄露等問題，為城市海量數據的確權、流轉、保護和依法使用提供了技術保障，構建了新型人工智能城市治理模式。[2019/6/14]

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。

聲音 | Swift高管：Swift不打算直接利用DLT技術解決銀行間轉賬問題:據dailyhodl報道，Swift亞太區總經理Lisa O'Connor在接受CNBC的采訪時表示，其部分成員正在使用分類賬技術(DLT)支持其基礎設施，但Swift并不打算直接利用該技術來解決銀行間轉賬問題。當被問及Swift是否擔心Ripple和XRP會挑戰其在金融領域的主導地位時，O'Connor表示，跨境支付的許多問題已經被克服，過去需要花費數天的時間來進行跨境支付的情況已不復存在。[2019/3/12]

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。

動態 | 報告：互金巨頭將通過區塊鏈等技術解決傳統金融痛點:10月30日消息，今日蘇寧金融研究院對外發布《2018金融消費升級報告》，報告指出，中國金融科技迎來窗口紅利期，以螞蟻金服、騰訊金融、蘇寧金融為代表的互金巨頭，通過大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等新技術，改變傳統的金融信息采集來源、風險定價模型、投資決策過程、信用中介角色，解決傳統金融痛點。[2018/10/30]

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：

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

新加坡政府正探索區塊鏈技術解決金融交易結算及洗錢問題:新加坡政府正在探索使用區塊鏈技術和分布式賬本技術（DLT）來交易、結算金融交易、支付、證券，同時用于處理洗錢（AML）和恐怖主義融資（CFT）。新加坡資訊通信媒體發展管理局同時與一些銀行合作研發一個KYC區塊鏈項目。[2018/3/28]

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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