Polkadot 安全機制揭祕：保障多鏈生態的互操作性與安全性

發表於 2024-07-05 13:32 作者： OneBlock Community

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

Polkadot 是一個創新的多鏈區塊鏈平台，旨在實現不同區塊鏈之間的互操作性和共享安全性。本文將詳細探討 Polkadot 的安全機制，特別關注其核心（core）和鏈上（on-chain）系統如何爲 rollups 提供共享安全，以及平行鏈協議如何確保整個網絡的可用性和有效性。

Polkadot 的安全架構

Polkadot 的安全機制依賴於其獨特的核心和驗證者（validators）系統。Polkadot 的平行鏈（parachains）通過核心與中繼鏈（relay chain）連接，每個核心由一個由 5 個驗證者（dots）組成的小組守護，這些小組每分鐘在核心之間輪換，並每 4 小時更換一次成員。

一級鏈（L1）向核心發送帶有一些證明的區塊候選（block candidates）。當核心中的 3/5 驗證者接收並驗證數據後，L1 區塊候選被備份到 Polkadot 中繼鏈。（圖中：橙色，R1）

此後，核心被佔用（圖中：紅色），備份者會分發一些糾刪碼（用於重構信息以便進一步檢查和處理爭議）和區塊候選回執（CR，記錄到中繼鏈中）給核心外的驗證者。

Polkadot 的 BABE（區塊生產算法）會選擇一個區塊作者，將區塊候選回執包含在後續的中繼鏈區塊中（圖中：藍色，R2），核心變爲可用狀態，用以接收後續候選信息進行備份。

在沒有異步支持的 Polkadot 1.0 版本中，L1 區塊每 12 秒被納入中繼鏈，核心驗證者執行時間爲 0.5 秒。

在 Polkadot 1.0 中，一個 L1 鏈可以佔用一個核心最多 2 年。

平行鏈協議概述

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

平行鏈協議通過一個可以重復並行進行的過程，將一個平行鏈的區塊從創建到納入中繼鏈。該協議允許網絡高效分片，同時保持強大的安全性保證。Availability and Validity（AnV）協議從可用性和有效性的角度描述了平行鏈協議。

主要角色

驗證者（Validators）：負責驗證平行鏈區塊的有效性證明（PoV），確保在指定時間段內 PoV 的可用性。驗證者在鏈上有保證金，行爲不端時可能被部分或全部沒收。

收集者（Collators）：創建 PoV 供驗證者檢查。創建 PoV 需要熟悉特定 parachain 的交易格式和區塊創作規則，並擁有完整的狀態訪問權限。

平行鏈協議的主要階段

納入流程（Inclusion Pipeline）：收集者將平行鏈區塊（parablocks）連同 PoV 發送給驗證者。驗證者檢查 parablocks 是否遵循狀態轉換規則，並籤署結果。獲得足夠正面結果後，區塊被備份並納入中繼鏈，但仍需批准。

審批過程（Approval Process）：驗證者進行額外檢查，如果通過，平行鏈區塊會被批准。

數據可用性和有效性協議（AnV）

AnV 協議從另一角度審視平行鏈協議，強調 parablock 在納入最終中繼鏈前必須是可用和有效的。分爲五個階段：

• 納入流程中的三個階段：平行鏈階段、中繼鏈提交階段、可用性和不可用性階段。
  

• 批准流程中的兩個階段：任務分配和二級（有效性）檢查、鏈選擇。

Polkadot 通過其核心和驗證者系統，以及平行鏈協議，提供了強大的安全機制，確保網絡的高效運作和區塊的有效驗證。隨着技術的發展和協議的不斷優化，Polkadot 有望在區塊鏈互操作性和共享安全性領域繼續發揮重要作用。

標題：Polkadot 安全機制揭祕：保障多鏈生態的互操作性與安全性

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