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Polkadot安全机制揭秘:保障多链生态的互操作性与安全性

2024-07-05 OneBlock Community 来源:区块链网络

作者:Filippo Franchini,Web3 Foundation,编译:OneBlock+

Polkadot 是一个创新的多链区块链平台,旨在实现不同区块链之间的互操作性和共享安全性。本文将详细探讨Polkadot 的安全机制,特别关注其核心(core)和链上(on-chain)系统如何为 rollups 提供共享安全,以及平行链协议如何确保整个网络的可用性和有效性。

Polkadot 的安全架构

Polkadot 的安全机制依赖于其独特的核心和验证者(validators)系统。Polkadot 的平行链(parachains)通过核心与中继链(relay chain)连接,每个核心由一个由 5 个验证者(dots)组成的小组守护,这些小组每分钟在核心之间轮换,并每 4 小时更换一次成员。

一级链(L1)向核心发送带有一些证明的区块候选(block candidates)。当核心中的3/5 验证者接收并验证数据后,L1 区块候选被备份到 Polkadot 中继链。(图中:橙色,R1)

此后,核心被占用(图中:红色),备份者会分发一些纠删码(用于重构信息以便进一步检查和处理争议)和区块候选回执(CR,记录到中继链中)给核心外的验证者。

Polkadot 的 BABE(区块生产算法)会选择一个区块作者,将区块候选回执包含在后续的中继链区块中(图中:蓝色,R2),核心变为可用状态,用以接收后续候选信息进行备份。

在没有异步支持的 Polkadot 1.0 版本中,L1 区块每 12 秒被纳入中继链,核心验证者执行时间为 0.5 秒。

在 Polkadot 1.0 中,一个 L1 链可以占用一个核心最多 2 年。

平行链协议概述

原文:https://wiki.polkadot.network/docs/learn-parachains-protocol

平行链协议通过一个可以重复并行进行的过程,将一个平行链的区块从创建到纳入中继链。该协议允许网络高效分片,同时保持强大的安全性保证。Availability and Validity(AnV)协议从可用性和有效性的角度描述了平行链协议。

主要角色

验证者(Validators):负责验证平行链区块的有效性证明(PoV),确保在指定时间段内 PoV 的可用性。验证者在链上有保证金,行为不端时可能被部分或全部没收。

收集者(Collators):创建 PoV 供验证者检查。创建 PoV 需要熟悉特定 parachain 的交易格式和区块创作规则,并拥有完整的状态访问权限。

平行链协议的主要阶段

纳入流程(Inclusion Pipeline):收集者将平行链区块(parablocks)连同 PoV 发送给验证者。验证者检查 parablocks 是否遵循状态转换规则,并签署结果。获得足够正面结果后,区块被备份并纳入中继链,但仍需批准。

审批过程(Approval Process):验证者进行额外检查,如果通过,平行链区块会被批准。

数据可用性和有效性协议(AnV)

AnV 协议从另一角度审视平行链协议,强调 parablock 在纳入最终中继链前必须是可用和有效的。分为五个阶段:

纳入流程中的三个阶段:平行链阶段、中继链提交阶段、可用性和不可用性阶段。

批准流程中的两个阶段:任务分配和二级(有效性)检查、链选择。

Polkadot 通过其核心和验证者系统,以及平行链协议,提供了强大的安全机制,确保网络的高效运作和区块的有效验证。随着技术的发展和协议的不断优化,Polkadot 有望在区块链互操作性和共享安全性领域继续发挥重要作用。

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编译者/作者:OneBlock Community

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