Cointime

扫码下载App
iOS & Android

认识波卡 | GRANDPA 协议的优越性

项目方

波卡始于 Gavin Wood 于 2016 年发布的白皮书。Gavin Wood 是以太坊的前 CTO,同时编写了以太坊的 Solidity 编程语言。波卡专注于成为一个完全可扩展的异构网络,专注于发展多链技术。波卡是第一个完全分片的区块链,通过允许专门的区块链在安全、无信任的环境中相互通信来实现可扩展性。

本篇文章将带领刚了解到波卡的开发者朋友,一起探索波卡网络中的 NPoS 混合共识,着重分析共识机制中的 GRANDPA 协议,了解其如何促进波卡网络的安全灵活和可扩展。

波卡的架构技术

波卡在成为异构区块链网络的过程中与以太坊网络的运作方式不同。它使用链接到中继链的平行链和平行线程。这些链还通过平台中的桥连接到外部网络。

波卡包括三种类型的链。

中继链

中继链是波卡协议的核心。它负责网络的共享安全、共识和跨链互操作性。它是网络中的主要区块链,负责完成价值传输和交易区块。

平行链

平行链是托管在波卡平台上的独立区块链。这些自定义区块链旨在实现特定目的并应对专门挑战。他们利用波卡的计算资源来验证在网络上完成的交易的准确性。平行链被授予在使用波卡的共享安全功能的同时开发自己的治理系统的自由。

平行线程

平行线程与平行链共享相同的功能,但存在一些差异。平行线程是建立在即付即用模型上的平行链,而不是通过租用插槽。平行线程主要适用于不需要持续访问网络的项目。

Substrate 框架

Substrate 是由 Parity Technologies 开发的用于创建自定义区块链的开发技术框架。Substrate 是一个工具包,允许访问自定义模板库以增加区块链开发的便利性。支持的 Wasm(WebAssembly)协议允许开发团队开箱即用地构建智能合约平台。波卡使用底层框架作为其底层技术的一部分。正如波卡本身与其繁荣的平行链一样,Substrate 允许开发人员轻松创建专用区块链,开发门槛更低、成本更低,对开发者更为友好。GRANDPA 的 Substrate 实现是 Substrate Frame 的一部分。

指定权益证明 (NPoS)

波卡在提名权益证明算法中使用了更现代的共识协议。这是为了最大限度地提高网络的共享安全性,以便没有一个平行链是可破坏的。波卡的共识协议有两种,GRANDPA 和 BABE(Blind Assignment for Blockchain Extension)。这两者主要构成了波卡使用的混合共识,混合共识将最终性小工具从块生产机制中分离出来。

混合共识具有在波卡中获得概率最终性(始终产生新区块的能力)和可证明最终性(在规范链上具有普遍协议,没有机会恢复)的优势。通过结合这两种机制和协议,波卡允许快速生成块,并允许较慢的最终性机制在单独的进程中运行以最终确定块,从而很大程度上避免了交易处理速度较慢或停顿的风险。

什么是 GRANDPA 协议?

GRANDPA (GHOST-based Recursive Ancestor Deriving Prefix Agreement) 协议用于决定必须添加到区块链上的最终区块。GRANDPA 通常被称为是波卡的终结性工具,其设计方式决定了哪个块和哪些更改是最终的。在这个协议下,并不负责块生产,而仅从网络上的验证器导入生产的块并最终确定要添加的块。

与其他拜占庭容错 (BFT) 算法不同,在 GRANDPA 协议中,验证者对链而非块进行投票。GRANDPA 算法找到具有最大票数的最高块号并将其视为最终的。由于区块生产和区块终结的隔离,GRANDPA 能够一次终结多个区块。

将区块生产和区块最终确定分开是区块链技术中非常优秀的实践,在 GRANDPA 机制下,一个安全、坚固的区块链系统被构建出来。

GRANDPA 协议如何运作?

在 GRANDPA 协议中,每个节点 / 参与者投票选出他们认为在上一轮中有效的最高区块。

  • 每个验证者然后为该特定块提交“预投票”。如果该特定区块在网络中拥有超过 2/3 的选票,则链会进一步扩展并生成最终证明。
  • 基于这些预投票,每个验证者计算出要最终确定的最高区块。如果新链比之前的链长,则验证器向链广播“预提交”。
  • 一旦每个验证者获得足够的预提交,他们就会为链上的特定块提交提交消息。

GRANDPA 协议的优越性

GRANDPA 协议的一个优势是块生产和块最终性是相互隔离的。这种策略使 GRANDPA 可以立即完成块。

第二个显著的优越性在于 GRANDPA 能够在一轮中敲定数百万个区块。参与恶意投票或双重投票的参与者将受到严厉惩罚,这被称为模棱两可,导致最终证明相互矛盾。

GRANDPA 还负责确保链上数据在所有时间点均可用且有效。GRANDPA 支持加权投票,其中拥有更多股份的验证者获得更多选票。

波卡通过引入 GRANDPA 对共识机制采取了创新的发展,以此为波卡提供更安全、可扩展和有弹性的网络。

GRANDPA 助力波卡实现多链愿景

波卡旨在连接和保护独特的区块链,无论这些链是公共的、无需许可的网络、私有联盟链还是其他 Web3 技术。波卡使独立的区块链可以在共同的安全保证下交换信息的互联网成为可能。GRANDPA 在其中作为必不可少的一环,在桥接和治理上都展现出了其优势和助力。

桥接 Bridging

BEEFY(Bridge Efficiency Enabling Finality Yielder)便是 GRANDPA 的辅助协议,用于支持波卡网络(中继链)和远程隔离区块链(例如以太坊)之间的有效桥接,这些区块链在构建时并未考虑波卡链间可操作性。该协议允许远程网络的参与者验证由波卡中继链验证器创建的最终证明。

治理角色:GRANDPA

区块链中的治理是通过共识实现的,这是一种同意共享事务状态的方法。为了使区块链继续建设和前进,网络中的所有节点都必须同意并达成共识。正如前文所说,波卡通过引入 GRANDPA(为波卡提供更安全、可扩展和有弹性的网络。具体来说,GRANDPA 允许网络集中安全性。然后将添加的保护组合起来并应用于所有。

结语

对比 Ethereum 和波卡如何使用共识机制进行验证和区块最终确定,我们了解以太坊使用了 Casper FFG,而波卡则使用 GRANDPA 算法。GRANDPA 作为波卡的最终性程序,基于此将区块的生产和安全分开的好处包含了更好的技术实践,同时 GRANDPA 不会对其导入的区块施加许多约束。

BABE+GRANDPA 混合共识算法的作用下,使得波卡成为更安全、可扩展和有弹性的“下一代”区块链网络。

评论

所有评论

推荐阅读

  • 交易员增加对英国央行降息的押注,预计今年将降息52个基点

    英国GDP数据公布后,交易员增加了对英国央行降息的押注,预计今年将降息52个基点。

  • 共和党参议员考虑在特朗普税法中设立3万美元的SALT上限

    一位关键的共和党谈判代表表示,共和党参议员正在考虑将州和地方税(SALT)抵免额度设定3万美元的上限,作为当前法律与特朗普税法众议院版本更慷慨的限额之间的折衷方案。 参与谈判的温和派共和党参议员汤姆·蒂利斯表示,共和党参议员正试图将众议院通过的4万美元SALT上限降至至少3万美元。

  • 德商银行:美国 CPI 数据将确认美联储的观望立场

    德商银行研究员 Rainer Guntermann 在一份报告中表示,周三公布的美国通胀数据应该会证实美联储的观望态度。Guntermann 表示:“这些数据将强化美联储在下周政策决定之前的观望立场,因为目前关税升高的影响仍然有限。”根据 LSEG 的数据,货币市场完全定价了美联储 6 月 18 日维持利率不变。他们还预计,9 月份降息的可能性超过 50%。

  • 日本央行呼吁加大力度推动数字货币发展,以进入无现金社会

    日本央行官员正在加大呼吁力度,推动日本跟上数字货币的快速发展,这可能会加速“现金为王”的日本向无现金支付的转变。 日本政府数据显示,该国2024年无现金支付的比例从2010年的13.2%上升至42.8%,提前一年超过政府设定的40%的目标。尽管日本在支付技术方面全球落后,但无现金交易的增加正迫使政策制定者确保他们准备好适应公众对支付和结算方式的偏好变化。这包括发行央行数字货币(CBDC)。

  • 商务部国际贸易谈判代表:中美原则上达成协议框架

    当地时间6月10日,商务部国际贸易谈判代表兼副部长李成钢在伦敦谈到中美经贸磋商机制首次会议时表示,中美双方进行了专业、理性、深入、坦诚的沟通。双方原则上就落实两国元首6月5日通话共识以及日内瓦会谈共识达成了框架。

  • 路透调查:78%的经济学家预计日本央行到2026年第一季末将至少加息至0.75%

    路透调查:78%的经济学家预计日本央行到2026年第一季末将至少加息至0.75%。

  • 加州州长:特朗普政府正在推动大规模驱逐

    加州州长加文·纽森表示,特朗普政府的重点不是针对无证移民和罪犯,而是大规模驱逐。纽森周二表示,特朗普政府“不分青红皂白地针对辛勤工作的移民家庭,不管他们的出身或风险。”

  • 链上项目anome被曝出现安全事件

    6 月 10 日,据知名审计机构Certik 披露,在日常链上预警信息筛查中发现,6月 10 日凌晨,知名卡牌类游戏 Anome 遭遇攻击据与官方沟通回应:作为累计交互达到 13 万地址,日交易超十万笔全链平台,几乎日常遭遇各种此类事件均未被攻破。本次攻击在官方合约新旧交替期间,且攻击者主要攻击的是 1.0 版本中合约尚未升级的部分。本次事件不造成任何用户资产损失,仅损失部分流动性。

  • 欧洲央行管委维勒鲁瓦:欧洲央行已成功地使政策正常化

    欧洲央行管委维勒鲁瓦:欧洲央行已成功地使政策正常化,政策和通胀目前处于有利区间,处于有利区间并不意味着欧洲央行将保持不变,我们将根据数据流继续务实地推进利率问题,并在必要时保持灵活。

  • Web3数据和AI公司Validation Cloud完成1000万美元新一轮融资

    Web3数据和AI公司Validation Cloud宣布从True Global Ventures获得1000万美元融资,该公司计划利用这笔资金扩展其AI产品,实现对Web3数据的无缝访问。 据介绍,该公司的产品平台由三个部分组成:质押、节点API以及数据和AI。在质押方面,Validation Cloud的质押资产已超过10亿美元。Validation Cloud的一些客户包括 Chainlink、Aptos、Consensys、Stellar和Hedera。