區塊鏈:ALabs丨Polkadot（波卡鏈） 暢想一種異構的多鏈架構_Leprechaun Finance

Polkadot

暢想一種異構的多鏈架構

介紹與概要

伸縮性：全球范圍內花費了多少計算、帶寬和存儲的資源，來處理單個交易？峰值情況下能處理多少交易？

隔離性：多參與方對于應用的差異化需求，能否在同一個框架下接近最優程度地滿足？

我們主要面向兩個問題：伸縮性和隔離性。也就是說，我們相信Polkadot架構可以在這兩個方面，提供有意義的改進。

合理的方向是：解耦共識組件和狀態轉換組件

Polkadot本身被設計成不提供任何內在的功能應用。它提供了中繼鏈，在其上可以存在大量的可驗證的、全局依賴的動態數據結構。我們稱這些平行的結構化的區塊鏈為平行鏈，盡管也不要求它們必須是一條鏈。

Polkadot提供了一個盡量簡單的架構，把大部分的復雜性都放在了中間件上。可以向外擴展，會有非常大數量的平行鏈。這個系統擁有可伸縮的能力。

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Ravn Alaska的官員表示，FlyCoin將滿足傳統航空公司忠誠度計劃的目的，為旅客提供飛行里程價值。但按照他們的設想，該代幣將擁有更廣泛的購買力，并可兌換現金。（The Seattle Times）[2022/2/21 10:04:26]

polkadot參與方

有四個基本的角色在維持Polkadot網絡：收集人，釣魚人，提名人，驗證人。

1.驗證人

驗證人有最高權限，幫助在Polkadot網絡里打包新區塊。驗證人需要抵押足夠多的押金。不同的驗證人小組一旦都確定性地批準了自己所屬平行鏈的新塊，他們就必須開始批準中繼鏈自身的區塊。這包括更新交易隊列的狀態、處理已批準的中繼鏈的交易集合、批準最終的區塊、吸收平行鏈的最終改變。在我們選擇的共識算法下，會懲罰一個沒有履行他們職責的驗證人。最開始如果不是有意的錯誤，就只是會扣留他們的獎勵，但如果是重復的錯誤會扣減他們的押金，例如雙向簽名或合謀提供一個非法區塊等可證明的惡意行為，會導致他們喪失全部的押金。在某種程度上，驗證人和目前PoW區塊鏈的礦池相似。

音樂制作人Timbaland成立Ape-In Productions:11月13日消息，音樂制作人Timbaland宣布成立娛樂公司Ape-In Productions，將為元宇宙應用創作音樂和動畫。該公司將與一些Bored Ape Yacht Club NFT所有者等合作，并計劃下周（11月17日）發布虛擬嘻哈樂隊TheZoo的首支單曲《ApeSh!t》，以及首個NFT藏品。（Decrypt）[2021/11/13 21:48:46]

2.提名人

提名人是一個擁有權益的群體，他們把安全性押金委托給驗證人。他們沒有更多的角色，除了通過有風險地投放資本來表示：他們信任某個特定的驗證人可以代表他們維護整個網絡。按照他們的入金比例，他們也會受到和驗證人總押金同樣比例的獎勵和扣減。和下面的收集人一樣，提名人和目前PoW網絡的礦工相似。

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3.收集人

交易收集人是幫助驗證人制造有效的平行鏈區塊的群體。他們會運行一個特定平行鏈的全節點，這也意味著他們有全部的必要信息，可以打包新塊并執行交易，就跟目前PoW區塊鏈的礦工一樣。在正常情況下，他們會收集并執行交易，并創建一個”未密封”的區塊，再加上一個零知識證明一起提交給一個或多個當前負責提議該平行鏈區塊的驗證人。我們希望看到收集人群體為了更多手續費，競爭性地去收集信息。在一段時間內，為了持續增長的份額收益獎勵，這些收集人可能只服務于特定的驗證人群體。或者自由職業的收集人也可以簡單地創建一個市場，提供有效的平行鏈區塊，而不是獲得立即支付的競爭性份額獎勵。同樣地，去中心化的提名人群體也會允許多個有抵押的參與者來協調和分擔驗證人的職責。這種能力保證了參與的開放度，有助于成為更加去中心化的系統。

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4.釣魚人

不像其他的兩個參與方，釣魚人并不直接和區塊打包的過程相關。他們是獨立的“賞金獵人“，激勵他們的是一次性的大額獎勵。

準確地說，由于釣魚人的存在，我們才能減少惡意行為的發生。釣魚人只要及時舉報并證明至少一個有抵押的參與方存在非法行為，他們就能獲得獎勵。非法行為包括對兩個有相同父塊的不同區塊進行簽名，或在平行鏈上批準一個無效區塊。為了預防由于私鑰泄露給釣魚人所導致的過渡獎勵，釣魚人上報關于單個驗證人的非法消息簽名的基礎獎勵是從最小開始的，這個獎勵會隨著其他釣魚人上報更多的非法簽名而逐漸增加。釣魚人某種程度上和目前區塊鏈系統的全節點相似，他們所需要的資源相對較少，也沒必要承諾穩定的在線時間和大的帶寬。釣魚人有如此大的不同，所以他們只需要提交很少的押金。這個押金用于預防浪費驗證人計算時間和計算資源的女巫攻擊。

跨鏈通信

Polkadot最關鍵的部分是跨鏈通信。跨鏈交易的問題可以用一個簡單的隊列機制解決，這個隊列用梅克爾樹來保證數據真實。中繼鏈的任務是把交易從來源平行鏈的出口隊列轉移到目的平行鏈的入隊列。

1.已轉發的交易會在中繼鏈上被引用，而不是中繼鏈自身的交易。

2.為了預防一條平行鏈往另一條平行鏈發送垃圾交易，規定在前一個塊結束后，發送每一個交易時，目標平行鏈的入隊列不能太大。如果區塊處理完后，入隊列太大，那么目的平行鏈會被看做是飽和了，接下來的幾個塊里就不會再路由交易給它，直到入隊列降到臨界值以下。

3.這些隊列在中繼鏈上管理，允許各平行鏈相互決定他們的飽和度大小。如果再往停滯的目標鏈發送交易，這樣就可以同步地報告失敗了。

總結

我們提出了一個異構多鏈協議的可能方向，它是可伸縮的且能夠向后兼容目前已存在的區塊鏈網絡。在這個協議下，各參與方為了自身利益共同創造了一個完整系統，它可以用非常自由的方式來擴展，而且沒有目前那些普通區塊鏈對用戶的固有成本。我們給出了這個架構的大體輪廓，包括需要的參與方角色和他們需要做的操作。我們已經弄清楚了一個基本的設計，并討論了它的優勢和限制；我們未來的方向就是消除這些限制，向完全可伸縮的區塊鏈方案邁進。

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