波卡的共識是什么？_RAN:Fandom

本文來自波卡百科（Polkadot Wiki）的[基礎知識]部分。

共識是對一種共同的狀態達成一致的方法。為了使區塊鏈的狀態繼續創建并向前推進，網絡中的所有節點都必須一致并達成共識。這是去中心化網絡中的節點能夠保持彼此同步的方式。如果一個去中心化的區塊鏈中節點沒有共識，就無法確保一個節點相信的真實狀態被其他節點所共享。共識的目的是在參與者都有自己“主觀觀點”的網絡中，提供關于狀態的“客觀觀點”。它是這些節點進行通信并達成一致的過程，并且能夠生產出新的塊。

現在工作量證明（PoW）和權益證明（PoS）已經被用于表示區塊鏈機制的一種簡寫，但這并不能說明全部情況。PoW 是一種對區塊生產者達成一致的方法，也是完全的中本聰共識（Nakamoto Consensus）的一部分，該共識還包括鏈選擇算法（比特幣中的最長鏈機制）。類似地，PoS 是一組用于選擇驗證人節點的規則，它并不是特指一個鏈的選擇規則，或者一個鏈如何達到最終性（finality）。通常在節點之間，PoS 算法與拜占庭協議算法是互相結合的。例如，Tendermint 是一個實用的拜占庭容錯算法，它使用 PoS 作為其驗證人節點的選擇方法。

盡管在達成去中心化共識方面簡單而有效，但使用中本聰共識的工作量證明消耗了海量資源，而且還沒有經濟性或可證明的最終性，而且缺乏有效的措施來抵制壟斷聯盟。

火幣波卡生態大使陳樂：用戶將可直接在火幣參與波卡平行鏈拍賣:12月22日至12月23日，第二屆Nova全球區塊鏈投資機構峰會和“Cointelegraph中文國際區塊鏈技術創新峰會”在三亞舉行。火幣波卡生態大使陳樂受邀參與峰會并參與波卡生態圓桌對話。

在談到如何看待明年平行卡槽拍賣與公眾如何去參與比較合理時，陳樂介紹用戶可以很方便的在火幣平臺上直接對心儀的項目進行投票，而不需要把DOT提到錢包和進行復雜的鏈上操作。火幣的一站式服務將會降低用戶參與平行鏈拍賣的門檻，提高投票率，提升質押DOT的比例。

陳樂介紹了火幣創新實驗發布的規模為500萬美金的波卡生態基金，這是一個資助的基金，任何計劃為波卡生態做貢獻的個人和組織都可以來申請。同時火幣上線了波卡生態專區，項目方和社區可以主動申請投放項目進展和社區活動信息。最后，陳樂介紹了“波卡生態保薦人”制度，火幣將邀請專業的投資機構來給火幣推薦優質的波卡生態項目，與火幣共同推動波卡生態的發展。[2020/12/24 16:24:12]

運行 PoW 的純中本聰共識區塊鏈只能實現概率最終性的概念，然后去達成最終的共識。概率最終性是指在網絡和參與者的某些假設下，如果我們看到創建在給定區塊上的幾個區塊，就可以估計該區塊終結的概率。最終的共識意味著，在未來的某個時刻，所有節點都將同意一組數據的真實性。這一最終共識可能需要很長時間，也無法提前確定需要多長時間。然而，諸如 GRANDPA 或 Ethereum 的 Casper FFG 這樣的最終性工具的設計是為了對區塊的最終性提供更有力和更快的保證，特別是，在拜占庭協議的某些過程發生后，它們永遠無法恢復。不可逆共識的概念就被稱為可證明的最終性。

波卡生態零知識證明項目Starks Network與KILT Protocol達成合作:據官方消息，2020年12月18日，波卡生態零知識證明項目Starks Network與來自德國柏林的KILT Protocol項目達成戰略合作協議。雙方將在中歐Web3數字身份實驗室的合作框架下，圍繞“自主權數據”與“自證明計算”的主題，并通過波卡區塊鏈的跨鏈功能進行功能交互與應用組合，在去中心化數字身份、可驗證數字憑證、零知識證明與數據隱私保護等方面展開全面合作。[2020/12/19 15:46:29]

在 GRANDPA 文檔中，它被這樣表述：

如果協議中的 oracle A 在一段未指明的時間后向所有參與者返回相同的值，那么我們稱它是最終一致的。

混合共識

當我們談到 Polkadot 的共識協議時，大家經常看到兩個縮略詞，GRANDPA 和 BABE。我們同時提到了這兩個詞是因為 Polkadot 使用的是混合共識。混合共識可以將最終性工具從區塊生產機制中分離出來。

這是一種在 Polkadot 中獲得概率最終性（總是可以產生新區塊的能力）和可證明最終性（在沒有逆轉機會的規范鏈上具有普遍一致性）好處的方法。它還避免了每種機制的缺點：概率最終性中不知不覺地遵循錯誤分叉的可能，以及可證明最終性中“暫停”（無法產生新的塊）的問題。通過結合這兩種機制，Polkadot 可以快速地生成區塊，而較慢的最終性機制則可以在單獨的進程中運行以完成區塊，而不必承擔交易處理較慢或暫停的風險。

Dealean Capital 已向火幣全球站申請“波卡生態保薦人”:據官方消息，Dealean Capital 已于今日向火幣全球站正式提交申請成為“波卡生態保薦人”，助推波卡生態持續發展。

據悉，成為波卡生態保薦人需在通過火幣全球站內部審核的基礎上，在火幣全球站賬戶中持有大于30萬枚DOT(市值約154萬美元），其中15萬枚DOT可鎖倉作為資產證明，且須具備波卡相關項目（包括Polkadot在內）的專業投資經驗和良好投資記錄。

Dealean Capital 將配合鎖倉15萬枚DOT作為保證資產，向火幣全球站申請成為“波卡生態保薦人”，積極與火幣全球站一起推動波卡生態發展。[2020/12/16 15:25:38]

混合共識在過去也曾被提起過。值得注意的是，在以太坊改進建議 EIP 1011 中，曾提議將混合共識作為以太坊向的 PoS 過渡的一步（現已失效），該建議指定了 Casper FFG。

BABE（Blind Assignment for Blockchain Extension）是在驗證節點之間運行并確定新塊生產者的區塊生成機制。BABE 作為一種算法可以與 Ouroboros Praos 相比較，在鏈選擇規則和 slot（驗證人插槽）時間調整方面有一些關鍵的區別。BABE 根據 stake 和使用 Polkadot 隨機循環機制將區塊生產的 slot 分配給驗證人。

波卡生態概念板塊今日平均漲幅為1.06%:金色財經行情顯示，波卡生態概念板塊今日平均漲幅為1.06%。26個幣種中11個上漲，15個下跌，其中領漲幣種為：INSTAR(+31.44%)、EDG(+25.90%)、CRU(+7.29%)。領跌幣種為：OM(-7.93%)、POLY(-6.00%)、OAX(-5.50%)。[2020/12/9 14:44:02]

Polkadot 中的驗證人將參與每個 slot 的抽簽，通過這個抽簽告訴驗證人是否是該 slot 的區塊生成候選人。Slot 是不連續的時間單位，通常為 6 秒。由于這種隨機機制，多個驗證人可能是同一個 slot 的候選者。其他時候，一個 slot 可能是空的，從而導致區塊時間不一致。

一個 slot 有多個驗證人

當在一個給定 slot 中有多個驗證人是區塊生成候選者時，所有驗證人都要生成一個區塊并將其廣播到網絡中。此時這是一場比賽。區塊最先到達大部分網絡的驗證人會獲勝。根據網絡拓撲和延遲，這兩個鏈將繼續生產區塊，直到最終確定啟動并切斷分叉。請參閱下面的“分叉選擇”了解其工作原理。

Slot 中沒有驗證人

當隨機抽簽滾到足夠低的位置，沒有驗證人獲得區塊生產的資格時，一個 slot 可能沒有區塊。我們通過在后臺運行二級循環式驗證人選擇算法來避免這種情況。通過該算法選擇生成塊的驗證人總是可以生成區塊，但如果同一 slot 也從 VRF 選擇的驗證人生成主區塊，則忽略這些副區塊。因此，一個 slot 可以有一個主區塊或一個副區塊，并且不會跳過任何 slot 。

鴨哥：波卡平行鏈落地后可媲美以太坊2.0分片:8月26日消息，波卡生態網站doter.io創始人鴨哥在做客HyperPay焦點欄目時提及：以太坊擁堵導致gas費用高，本質是因為以太坊性能是有限的，各個DApp都要爭奪執行的權利。而波卡的異構分片機制，就好像一個機房，把每個服務器都劃分了區域，單獨去服務一個項目，各個區塊鏈之間都在這個機房找到了合適自己的服務器，再也不用去爭奪執行資源，而是可以按需分配，按需付費，天然避免擁堵和gas費用高的問題。所以，當波卡的平行鏈落地之后，實際上已經可以媲美以太坊2.0的分片技術。[2020/8/26]

VRF:https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-randomness

有關 BABE 的更多細節，請參閱研究草案文檔。

https://research.web3.foundation/en/latest/polkadot/BABE/Babe.html

GRANDPA: 最終性工具

GRANDPA (GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement) 是為 Polkadot 中繼鏈實現的最終性小工具。

它在一個部分同步的網絡模型中工作，只要 2/3 的節點是誠實的，并且能夠在異步設置中處理 1/5 的拜占庭節點。

一個顯著的區別是，GRANDPA 在鏈上而不是區塊上達成協議，大大加快了最終確定過程，即使在長期的網絡分區或其他網絡故障之后也是如此。

換句話說，只要超過 2/3 的驗證人證明一個包含某個塊的鏈，所有指向該塊的塊都將立即完成。

協議

有關協議的完整說明，請參閱論文的標題 3 部分。

https://github.com/w3f/consensus/blob/master/pdf/grandpa.pdf

實施

Rust 是 Substrate 框架的一部分。

https://github.com/paritytech/substrate/blob/master/frame/grandpa/src/lib.rs

有關更多詳細信息，請參閱 W3F 研究頁上的 GRANDPA。

https://research.web3.foundation/en/latest/polkadot/GRANDPA.html

分叉選擇

帶著 BABE 和 GRANDPA 混合機制，波卡的分叉選擇變得清晰起來。BABE 一定要建立在 GRANDPA 最終確定的鏈上。當在最終確定之后有分叉時，BABE 通過構建具有最主要區塊的鏈來提供概率最終性。

在上面的圖像中，黑色塊是已終結的。一個是主區塊，兩個是副區塊。即使最上面的鏈是最新終結塊上最長的鏈，但它不合格，因為它在評估時獲得首選的次數比下面那條少。

中本聰共識

中本聰共識由最長鏈規則組成，使用工作量證明作為其防止女巫攻擊和領導人選舉的機制。

中本聰共識只給了我們概率最終性。概率最終性表明，過去的某個區塊的安全程度，僅取決于它擁有的確認數量，或在該區塊上構建的區塊數量。隨著工作量證明鏈中構建在某特定區塊上的區塊越來越多，這條鏈也會花費更多計算資源。然而，包含了該區塊的鏈不一定總是被認可的鏈，因為某位具有無限資源的參與者可能構建競爭鏈，并花費足夠的計算資源來創建不包含特定塊的鏈。在這種情況下，比特幣和其他 PoW 鏈使用的最長鏈規則將轉移到這條新的鏈，讓新鏈成為主鏈。

PBFT / Tendermint 共識

請參閱與 Cosmos 對比文章中的相關內容。

https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-comparisons-cosmos#consensus

Casper FFG

GRANDPA 和 Casper FFG（友好型最終性工具 Friendly Finality Gadget）的兩個主要區別是：

在 GRANDPA 中，不同的投票者可以同時為不同高度的塊投票

GRANDPA 只依賴最終的塊來影響底層塊生產機制的分叉選擇規則

Casper CBC

Coming soon!

資源

GRANDPA 論文：GRANDP 最終性工具的學術描述。包含算法的形式化證明。

https://github.com/w3f/consensus/blob/master/pdf/grandpa.pdf

Rust 實現：一個參考文檔和附帶的 Substrate 模塊。

https://github.com/paritytech/finality-grandpa

原文：https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-consensus

翻譯：PolkaWorld

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