區塊鏈:技術解讀：波卡如何在平行鏈之間進行有效的分片？

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。

信通院何寶宏：區塊鏈為互聯網建立信任關系提供技術解決思路:5月2日消息，可信區塊鏈推進計劃在線開展本年度第一次全體會議，中國信通院云計算與大數據研究所所長何寶宏參加會議并表示，區塊鏈為互聯網上建立信任關系、進行價值傳遞提供了一種非常好的技術解決思路，有助于機構、企業提升透明度、可信度，構建新型產業協作范式，加速我國經濟的數字化轉型發展。當前，區塊鏈行業正在快速發展中，經歷過去幾年的市場歷練，需要從核心技術、行業應用和監管合規等多個方面尋求突破和激發創新。（新華網）[2020/5/2]

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。

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]

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 | 勝偉集團用區塊鏈技術解決鹽堿地農牧產品追溯問題:據科技日報消息，近日，勝偉集團依托國家鹽堿地產業技術創新戰略聯盟旗下的智慧農業與智能制造專業委員會，與德國國家工程院院士奧泰因·赫爾佐格團隊合作，在產業運營管理中導入物聯網、人工智能、大數據等現代科技，實現智能化管理，結合區塊鏈等前沿信息化技術的運用，建立起貫通全產業鏈條的智能信息體系，實現鹽堿地農牧產品的全程可追溯，徹底解決當前國內農產品質量和安全的最大痛點，從全流程保證食品的安全可信。[2018/10/30]

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

塊的哈希

聲音 | 李國都：輕工產業鏈期望通過區塊鏈技術解決傳統供應鏈金融痛點:近日，“第五屆未來金融科技”在北京舉辦，該活動由財視中國主辦，中國輕工企業投資發展協會，中國輕工企業投資發展協會科技金融創新發展專業委員會特別支持。

中國輕工企業投資發展協會理事長李國都表示，李克強總理做政府工作報告時，多次提到要規范發展地方性中小金融機構，解決中小企業融資難、融資貴問題，為響應國家政策，輕工產業鏈金融服務平臺期望通過在系統上導入區塊鏈技術，解決傳統供應鏈金融的痛點。[2018/9/26]

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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