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了解Polkadot网络安全

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一文了解Polkadot网络安全性

这是波尔卡多共识系列的第四部分。介绍见第1部分,关于爷爷的论述见第2部分,关于贝贝的论述见第3部分。

到目前为止,我们已经讨论了贝贝如何创造候选人区块链和爷爷最终确定他们。我们知道,我们需要三分之二以上的核查员正确遵守协议。但是有多少验证者呢?他们是如何选择的?他们为什么要遵守规则?

选举周期为了让验证者知道一个街区有超过三分之二的协议,爷爷需要知道总共有多少个验证者。链的治理过程的数量是固定的(并且可以改变),但是目标是至少有1000个验证者在Polkadot中运行BABE和爷爷。

一旦我们知道集合中有多少验证者,我们将举行选举来决定谁将是验证者。

就像贝比把时间分成周期一样,爷爷也把时间分成周期。在每个周期结束时,将奖励过去的周期,并为下一个周期举行选举。计划时长约24小时。

Polkadot使用提名公平证明(NPoS)来选择验证者,并使用Phragmen的方法来进行选举。在引言中,讨论了股权认证网络中的安全性与风险价值相关。用户通过锁定资金(称为投注)表明参与网络安全的意向。

虽然验证者数量有限,但能通过抵押参与网络安全的人数并不有限。如果你不是验证者,你仍然可以通过提名的方式参与。被提名者承诺他们的令牌,然后选择16个可信的验证者作为他们的代表。被提名者可以享受自己支持的验证者的奖励,同时,还会受到联合惩罚。

Polkadot的一个功能目标是形成一个统一的承诺验证者集。报酬是根据业绩而不是股权来支付的,所以如果被提名者支持一些小验证者,就有可能获得更高的回报率。

我们使用了Phragmen方法来优化股权配置。在选举之前,有一个想成为核查人员的人的名单。每个验证者都有一份潜在被提名者的名单。Phragmen方法将首先通过找出将带来最大风险的组合来选择获胜者。一旦它知道了提名集,它就会以这种方式申请提名,这样会使提名集得到最均衡的赌注。这个结果会给网络带来最高的安全性,给被提名者带来最大的回报。

奖励是人们在网络上运行验证器的主要动机。如第2部分和第3部分所述,验证者运行贝比和爷爷协议来创建和完成波尔卡多特区块链。

与其他股权认证协议不同,Polkadot将根据验证者的行为而不是每个验证者的存款来确定奖励。验证者根据他们的活动积累点数。点主要根据正规链中的有效性来声明和生成。对于不在常规链中的终止块,也发布了一些点。

当你知道一个周期内总积分的多少时,只有在一个周期结束后才能换算成相应的代币数值。一个循环中的奖励分配基于验证者拥有的点数在总循环点数中的比例。然后,奖励将分配给每个验证者的提名者。

遵循奖励制度相对容易。通过运行标准客户端并拥有高可用性网络架构,验证者将能够正确遵循协议并获得点数。

纪律和惩罚奖励提供了投注的理由,但网络协议必须保证投注者遵守规则。切割代币是对不服从的惩罚。为了防止被攻击,网络的安全要求对企图攻击的惩罚是如此之大。

违规行为从露骨的懒惰到直接的欺骗。验证者最基本的要求是在线可用性。Verifier通过创建块或向网络发送情感消息来证明其可用性。因为离线而被惩罚的概率很低,因为每个系统都会经历合理范围内的周期性宕机。

然而,只要验证者合理地关注其基础设施配置,停机应该是一个罕见的事件,具有小的损失和容易恢复。

更严重的违规行为被认为是模棱两可的。贝贝和爷爷都可能出现歧义。在BABE中,模糊性在同一个时隙中生成两个块。

在爷爷,预投票或预交付信息将被发送为两个冲突链在同一轮。暧昧往往伴随着严厉的惩罚。如果有太多不明确的验证器,就不可能选择单个规范链。

有些违规可能会减少100%的投注额。极端情况下会发生这些操作,比如预投票或者预提交与确定的链冲突的链。网络认为这种行为是一种攻击,因为它试图逆转已识别的块。

超线性切割你可能注意到了,奖励与单个验证者的股份数无关,所以如果有足够的代币运行两个验证程序,奖励也可能翻倍。

这种行为值得鼓励。我们期望单个对象(无论是大量的令牌持有者还是作为服务提供者)将运行多个验证器。Polkadot不能采取任何措施来阻止一些实体获得大量股份和运行核查程序。为了防止个体实体获得过多的力量,波尔卡多特可以让他们在试图造成伤害时增加风险值。

Polkadot使用超线性缩减机制。随着实质性犯罪的核查人数增加,象征性减少的百分比也增加。如果单个验证器不明确,这可能是由于糟糕的基础设施设置。但如果一轮有30%的验证者模棱两可,那更有可能是协同攻击,会加重惩罚。

随着更多验证者的模糊,惩罚的严厉程度也越来越高。当超过33%的验证者不明确时(此事件将中断网络),违反者将受到高达100%的token惩罚。

当单个实体向网络中添加更多验证者时,它将必须确保验证者不相互依赖或依赖任何集中式服务。

共享安全权限证明了网络中的安全是建立在经济学基础上的,因为世界上的经济价值是有限的,所以世界上存在的安全也是有限的。当区块链的数量因单链扩张问题而增加时,其经济价值和安全性分散在多个链中,各链的价值更加分散。

在以太坊虚拟机等共享执行环境中执行的智能合约,可以无信任地进行交互。使用Polkadot,逻辑接口可以从区块链中的单个执行环境转移到区块链的逻辑本身。

但是,在考虑如何在打破信任边界的同时让链条互动时,我们必须认识到,信任并不是来自于在同一个环境中执行。信任来自于在经济和国家转型的相同保证下运作。

Polkadot引入了共享链和链间交互的安全模型,充分理解信息交互链与自身具有相同的安全保障。

基于桥的解决方案(每个链处理自己的安全性)迫使接收者信任发送者。Polkadot的安全模型为跨链消息传输提供了必要的安全保障,无需确认信息传输链本身的安全状态。

主干链块主要包含来自并行链的有效性证明,这意味着主干链验证并行链的状态转移,表明主干链和并行链的状态是固定的。为了恢复并行链块,攻击者必须恢复整个Polkadot系统,包括添加每个单独的并行链和安全竞争。

该系统在中继链中共享安全性,甚至不需要并行链来提供其自身的安全性和验证者组的安全性。Polkadot的中继链提供了这种经济保障,因此Polkadot生态系统中的链可以专注于开发其应用的逻辑。

要了解更多关于Polkadot的共识和经济学,请访问Polkadot Wiki。

原文链接:3359polkadot.network/

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