Polkadot: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン

بقلم Gavin Wood · 2016

وضع فردي polkadot.com

خلاصة

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 د. جافين وود مؤسس الإيثيريوم والتكافؤ جافين@PARITY.IO مجردة. تعاني جميع بنيات blockchain الحالية من عدد من المشكلات ليس أقلها الوسائل العملية لقابلية التوسعة وقابلية التوسع. ونعتقد أن هذا ينبع من ربط جزأين مهمين للغاية في بنية الإجماع، وهما الشرعية والصلاحية، قريبان جدًا من بعضهما البعض. تقدم هذه الورقة بنية، السلاسل المتعددة غير المتجانسة، الذي يميز بين الاثنين بشكل أساسي. في تقسيم هذين الجزأين، ومن خلال الحفاظ على الوظائف العامة المقدمة إلى الحد الأدنى المطلق فيما يتعلق بالأمن والنقل، فإننا نقدم وسائل عملية للتوسعة الأساسية في الموقع. تتم معالجة قابلية التوسع من خلال نهج فرق تسد في هاتين الوظيفتين، والخروج من جوهره المستعبد من خلال تحفيز العقد العامة غير الموثوق بها. إن الطبيعة غير المتجانسة لهذه البنية تمكن العديد من الأنواع المتباينة للغاية من أنظمة الإجماع التي تتفاعل في "اتحاد" غير موثوق به ولامركزي بالكامل، مما يسمح للشبكات المفتوحة والمغلقة بالوصول دون ثقة إلى بعضها البعض. لقد طرحنا وسيلة لتوفير التوافق العكسي مع واحدة أو أكثر من الشبكات الموجودة مسبقًا مثل Ethereum. ونحن نعتقد أن مثل هذا النظام يوفر مكونًا مفيدًا على المستوى الأساسي في البحث الشامل عن عملية نظام قابل للتنفيذ قادر على تحقيق مستويات التجارة العالمية من قابلية التوسع والخصوصية. 1. المقدمة يهدف هذا إلى أن يكون ملخص "رؤية" فنية لاتجاه واحد محتمل يمكن اتخاذه في مواصلة تطوير نموذج blockchain مع بعض الأسباب المنطقية لسبب كون هذا الاتجاه معقولًا. انها تضع في أكبر قدر ممكن من التفاصيل في هذه المرحلة من التطوير النظام الذي قد يعطي تحسنا ملموسا على أ عدد جوانب تقنية blockchain. وليس المقصود أن تكون مواصفات رسمية أو غير ذلك. وليس المقصود أن تكون شاملة ولا أن تكون التصميم النهائي. وليس المقصود منه تغطية الجوانب غير الأساسية للإطار مثل واجهات برمجة التطبيقات والارتباطات واللغات و الاستخدام. هذا تجريبي بشكل خاص. حيث المعلمات محددة، فمن المرجح أن تتغير. الآليات سوف تتم إضافتها وصقلها وإزالتها استجابة للمجتمع الأفكار والانتقادات. من المحتمل أن تكون أجزاء كبيرة من هذه الورقة يمكن تنقيحها كأدلة تجريبية ونماذج أولية لنا معلومات حول ما سيعمل وما لا. تتضمن هذه الوثيقة وصفًا أساسيًا للبروتوكول بالإضافة إلى أفكار حول التوجيهات التي يمكن اتخاذها لتحسين الجوانب المختلفة. ومن المتصور أن الأساسية سيتم استخدام الوصف كنقطة بداية للبداية سلسلة من البراهين على المفهوم. سيكون "الإصدار 1.0" النهائي استنادًا إلى هذا البروتوكول المكرر جنبًا إلى جنب مع الأفكار الإضافية التي تم إثباتها وعقد العزم على تحقيقها اللازمة حتى يصل المشروع إلى أهدافه. 1.1. تاريخ. • 10/09/2016: 0.1.0-proof1 • 20/10/2016: 0.1.0-proof2 • 11/01/2016: 0.1.0-proof3 • 10/11/2016: 0.1.0 2. مقدمة لقد أظهرت Blockchains وعدًا كبيرًا بالفائدة في العديد من المجالات بما في ذلك "إنترنت الأشياء" (إنترنت الأشياء)، والتمويل، والحوكمة، وإدارة الهوية، ولامركزية الويب، وتتبع الأصول. ومع ذلك، على الرغم من الوعد التكنولوجي والحديث الكبير، لم نر بعد نشر كبير في العالم الحقيقي للتكنولوجيا الحالية. ونحن نعتقد أن هذا يرجع إلى خمسة إخفاقات رئيسية في الوقت الحاضر مكدسات التكنولوجيا: قابلية التوسع: مقدار الموارد التي يتم إنفاقها على مستوى العالم حول المعالجة وعرض النطاق الترددي والتخزين للنظام لمعالجة معاملة واحدة وكم عددها يمكن معالجة المعاملات بشكل معقول بموجب ظروف الذروة؟ قابلية العزلة: يمكن أن تكون الاحتياجات المتباينة متعددة هل تتم معالجة الأطراف والطلبات بدرجة قريبة من المستوى الأمثل ضمن نفس الإطار؟ قابلية التطوير: ما مدى جودة عمل الأدوات؟ افعل هل تلبي واجهات برمجة التطبيقات احتياجات المطورين؟ هل المواد التعليمية متوفرة؟ هل التكامل الصحيح موجود؟ الحوكمة: هل يمكن أن تظل الشبكة مرنة؟ تتطور وتتكيف مع مرور الوقت؟ هل يمكن أن تكون القرارات مصنوعة بالشمولية والشرعية الكافية الشفافية لتوفير القيادة الفعالة ل النظام اللامركزي؟ قابلية التطبيق: هل تعالج التكنولوجيا بالفعل حاجة ملحة من تلقاء نفسها؟ هل هناك حاجة إلى "برامج وسيطة" أخرى من أجل سد الفجوة التطبيقات الفعلية؟ في العمل الحالي، ونحن نهدف إلى معالجة الأولين القضايا: قابلية التوسع والعزلة. وقيل: نحن نؤمن يمكن لإطار عمل Polkadot أن يوفر تحسينات ذات معنى في كل فئة من هذه الفئات من المشاكل. تطبيقات blockchain الحديثة والفعالة مثل يمكن لعميل التكافؤ Ethereum [17] إجراء العمليةيس ما يزيد على 3000 معاملة في الثانية عند التشغيل على أجهزة استهلاكية عالية الأداء. ومع ذلك، العالم الحقيقي الحالي تقتصر شبكات blockchain عمليًا على حوالي 30 شبكة المعاملات في الثانية الواحدة. ينشأ هذا القيد أساسًا من حقيقة أن آليات الإجماع المتزامن الحالية تتطلب هوامش توقيت واسعة من الأمان وقت المعالجة المتوقع، والذي يتفاقم بسبب 1

概要

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 DR.ギャビン・ウッド 創設者、イーサリアム、パリティ ギャビン@PARITY.IO 抽象的。現在の blockchain アーキテクチャはすべて、拡張性とスケーラビリティの実際的な手段をはじめとする多くの問題を抱えています。私たちは、これはコンセンサス アーキテクチャの 2 つの非常に重要な部分を結び付けることに起因すると考えています。 正規性と有効性が近すぎる。この論文では、異種マルチチェーンというアーキテクチャを紹介します。 これが根本的にこの 2 つを区別します。 これら 2 つの部分を区分けし、提供される全体的な機能を最小限に抑えることで、 セキュリティとトランスポートの観点から、現場でのコア拡張性の実用的な手段を導入します。スケーラビリティには次のような方法があります。 これら 2 つの機能に対する分割統治アプローチであり、 信頼できないパブリックノード。 このアーキテクチャの異質な性質により、多くの非常に多様なタイプのコンセンサス システムがトラストレスで完全に分散された「フェデレーション」で相互運用できるようになり、オープン ネットワークとクローズド ネットワークがトラストフリーでアクセスできるようになります。 お互いに。 私たちは、次のような 1 つ以上の既存のネットワークとの下位互換性を提供する手段を提案します。 Ethereum。私たちは、このようなシステムが、実用的なシステムの全体的な探索において有用な基本レベルのコンポーネントを提供すると信じています。 グローバルコマースレベルのスケーラビリティとプライバシーを実現できる実装可能なシステム。 1. はじめに これは技術的な「ビジョン」の概要を目的としています。 blockchain パラダイムをさらに発展させる際に取られる可能性のある 1 つの方向性と、この方向性が合理的である理由についての理論的根拠を示します。にレイアウトされます 開発のこの段階で可能な限り詳細を 具体的な改善をもたらす可能性のあるシステム blockchain テクノロジーのさまざまな側面。 これは、形式的であるかどうかにかかわらず、仕様を意図したものではありません。包括的であることや、 最終デザイン。コア以外の側面をカバーすることを目的としたものではありません API、バインディング、言語などのフレームワークの 使用法。 これは特に実験的なものです。ここでパラメータ 指定されていますが、変更される可能性があります。メカニズムは、 コミュニティに応じて追加、改良、削除される アイデアと批評。この文書の大部分は、おそらく 実験的証拠やプロトタイピングによって得られるものとして改訂される 何が機能し、何が機能しないのかについての情報を提供します。 この文書には、プロトコルの核となる説明と、取るべき方向性のアイデアが含まれています。 さまざまな面を改善するために。コアとなると想定されるのは、 説明は最初の作業の開始点として使用されます。 一連の概念実証。最終的な「バージョン 1.0」は次のようになります。 この洗練されたプロトコルと、実証され決定された追加のアイデアをベースにしています。 プロジェクトが目標を達成するために必要です。 1.1.歴史。 • 2016 年 9 月 10 日: 0.1.0 耐性 1 • 2016/10/20: 0.1.0-proof2 • 2016 年 11 月 1 日: 0.1.0-proof3 • 2016 年 10 月 11 日: 0.1.0 2. はじめに ブロックチェーンは、「モノのインターネット」を含むいくつかの分野で有用性が大いに期待できることが証明されています。 (IoT)、財務、ガバナンス、アイデンティティ管理、ウェブ分散化、資産追跡。しかし、にもかかわらず、 技術的な約束と壮大な話はまだわかりません 現在のテクノロジーの重要な現実世界への展開。 私たちは、これは現在の 5 つの主要な失敗に起因すると考えています。 テクノロジースタック: スケーラビリティ: 世界中でどれだけのリソースが費やされているか システムが単一のトランザクションを処理するための処理、帯域幅、およびストレージ、およびそのトランザクション数 トランザクションは以下に基づいて合理的に処理できます ピークコンディション? 分離性: 複数の異なるニーズに対応できるか 関係者とアプリケーションは、同じフレームワークの下で最適に近い程度まで対処できるでしょうか? 開発性: ツールはどの程度うまく機能しますか?する API は開発者のニーズに対応しているでしょうか?教育用の教材はありますか?適切な統合は行われていますか? ガバナンス: ネットワークは柔軟性を維持できるか 時間の経過とともに進化して適応しますか? 決定は可能ですか 十分な包括性、正当性、そして 効果的なリーダーシップを発揮するための透明性 分散型システム? 適用可能性: そのテクノロジーは実際にそれ自体で切実なニーズに対応しているのでしょうか?ギャップを埋めるには他の「ミドルウェア」が必要ですか? 実際のアプリケーションは? 現在の作業では、最初の 2 つに対処することを目指しています。 問題: スケーラビリティと分離性。そうは言っても、私たちは信じています Polkadot フレームワークは、これらの問題のそれぞれのクラスにおいて有意義な改善を提供できます。 最新の効率的な blockchain 実装 パリティ Ethereum クライアント [17] は proc できます超過 高性能のコンシューマ ハードウェアで実行すると、1 秒あたり 3,000 トランザクション。 しかし、現在の現実世界では、 blockchain ネットワークは実質的に約 30 に制限されています 1秒あたりのトランザクション数。 この制限は主に、現在の同期コンセンサス メカニズムが広いタイミング安全マージンを必要とするという事実に起因しています。 予想される処理時間は、 1

مقدمة

لقد أظهرت Blockchains وعدًا كبيرًا بالفائدة في العديد من المجالات بما في ذلك "إنترنت الأشياء" (إنترنت الأشياء)، والتمويل، والحوكمة، وإدارة الهوية، ولامركزية الويب، وتتبع الأصول. ومع ذلك، على الرغم من الوعد التكنولوجي والحديث الكبير، لم نر بعد نشر كبير في العالم الحقيقي للتكنولوجيا الحالية. ونحن نعتقد أن هذا يرجع إلى خمسة إخفاقات رئيسية في الوقت الحاضر مكدسات التكنولوجيا: قابلية التوسع: مقدار الموارد التي يتم إنفاقها على مستوى العالم حول المعالجة وعرض النطاق الترددي والتخزين للنظام لمعالجة معاملة واحدة وكم عددها يمكن معالجة المعاملات بشكل معقول بموجب ظروف الذروة؟ قابلية العزلة: يمكن أن تكون الاحتياجات المتباينة متعددة هل تتم معالجة الأطراف والطلبات بدرجة قريبة من المستوى الأمثل ضمن نفس الإطار؟ قابلية التطوير: ما مدى جودة عمل الأدوات؟ افعل هل تلبي واجهات برمجة التطبيقات احتياجات المطورين؟ هل المواد التعليمية متوفرة؟ هل التكامل الصحيح موجود؟ الحوكمة: هل يمكن أن تظل الشبكة مرنة؟ تتطور وتتكيف مع مرور الوقت؟ هل يمكن أن تكون القرارات مصنوعة بالشمولية والشرعية الكافية الشفافية لتوفير القيادة الفعالة ل النظام اللامركزي؟ قابلية التطبيق: هل تعالج التكنولوجيا بالفعل حاجة ملحة من تلقاء نفسها؟ هل هناك حاجة إلى "برامج وسيطة" أخرى من أجل سد الفجوة التطبيقات الفعلية؟ في العمل الحالي، ونحن نهدف إلى معالجة الأولين القضايا: قابلية التوسع والعزلة. وقيل: نحن نؤمن يمكن لإطار عمل Polkadot أن يوفر تحسينات ذات معنى في كل فئة من هذه الفئات من المشاكل. تطبيقات blockchain الحديثة والفعالة مثل يمكن لعميل التماثل Ethereum [17] معالجة ما يزيد عن 3000 معاملة في الثانية عند التشغيل على أجهزة استهلاكية عالية الأداء. ومع ذلك، العالم الحقيقي الحالي تقتصر شبكات blockchain عمليًا على حوالي 30 شبكة المعاملات في الثانية الواحدة. ينشأ هذا القيد أساسًا من حقيقة أن آليات الإجماع المتزامن الحالية تتطلب هوامش توقيت واسعة من الأمان وقت المعالجة المتوقع، والذي يتفاقم بسبببولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 2 الرغبة في دعم عمليات التنفيذ الأبطأ. هذا يرجع إلى بنية التوافق الأساسية: آلية انتقال الدولة، أو الوسائل التي يتم من خلالها تجميع الأحزاب وتنفيذ المعاملات، له منطق مرتبط بشكل أساسي في آلية "التحديد الأساسي" المتفق عليها، أو الوسائل التي تتفق الأطراف من خلالها على واحد من عدد من ممكن، صحيح، التواريخ. ينطبق هذا بالتساوي على كل من أنظمة proof-of-work (PoW) مثل Bitcoin [15] و Ethereum [5,23] وأنظمة إثبات الحصة (PoS) مثل NXT [8] وBitshares [12]: جميعهم يعانون في النهاية من نفس الإعاقة. إنها بسيطة الإستراتيجية التي ساعدت في إنجاح blockchains. ومع ذلك، عن طريق ربط هاتين الآليتين بإحكام في وحدة واحدة من البروتوكول، نقوم أيضًا بتجميع العديد من العناصر المختلفة معًا الجهات الفاعلة والتطبيقات ذات ملفات تعريف المخاطر المختلفة ومتطلبات قابلية التوسع المختلفة واحتياجات الخصوصية المختلفة. حجم واحد لا يناسب الجميع. في كثير من الأحيان يكون الأمر كذلك في أ الرغبة في الحصول على جاذبية واسعة، تتبنى الشبكة درجة من المحافظة مما يؤدي إلى القاسم المشترك الأدنى يخدم القليل على النحو الأمثل ويؤدي في النهاية إلى الفشل في القدرة على الابتكار والأداء والتكيف، في بعض الأحيان بشكل كبير جدا. بعض الأنظمة مثل على سبيل المثال. Factom [21] أسقط آلية انتقال الحالة تمامًا. ومع ذلك، فإن الكثير من المنفعة التي نرغب فيها تتطلب القدرة على الانتقال إلى الحالة وفقا لآلة الدولة المشتركة. إسقاطه يحل مشكلة بديلة؛ ولا يوفر بديلاً الحل. لذلك يبدو من الواضح أن هناك اتجاهًا واحدًا معقولًا للاستكشاف كطريق إلى حوسبة لامركزية قابلة للتطوير النظام الأساسي هو فصل بنية الإجماع عن آلية انتقال الدولة وربما ليس من المستغرب أن هذه هي الإستراتيجية التي يتبناها Polkadot كحل لقابلية التوسع. 2.1. البروتوكول والتنفيذ والشبكة. مثل Bitcoin و Ethereum، Polkadot يشير في الوقت نفسه إلى بروتوكول الشبكة والبروتوكول الأساسي (المفترض حتى الآن) الشبكة العامة التي تقوم بتشغيل هذا البروتوكول. Polkadot يهدف إلى أن يكون مشروعًا حرًا ومفتوحًا، حيث تكون مواصفات البروتوكول خاضعة لترخيص المشاع الإبداعي و يتم وضع الكود تحت ترخيص FLOSS. المشروع هو تم تطويره بطريقة مفتوحة ويقبل المساهمات أينما كانت مفيدة. نظام RFCs، لا يختلف ستسمح مقترحات تحسين بايثون بوسيلة لـ التعاون علنًا في تغييرات البروتوكول وترقياته. تنفيذنا الأولي لبروتوكول Polkadot سيعرف باسم منصة التكافؤ Polkadot وسوف تضمين تنفيذ بروتوكول كامل مع واجهة برمجة التطبيقات (API). الارتباطات. مثل تطبيقات Parity blockchain الأخرى، تم تصميم PPP لتكون مجموعة تقنية blockchain ذات أغراض عامة، وليست مخصصة بشكل فريد لشبكة عامة ولا لـ عملية خاصة/كونسورتيوم. تطوره هكذا تم تمويل Far من قبل عدة أطراف بما في ذلك من خلال منحة من الحكومة البريطانية. مع ذلك، تصف هذه الورقة Polkadot ضمن سياق الشبكة العامة. الوظائف التي نتصورها في الشبكة العامة هي مجموعة شاملة من تلك المطلوبة في إعدادات بديلة (مثل القطاع الخاص و/أو الاتحاد). علاوة على ذلك، في هذا السياق، يمكن للنطاق الكامل لـ Polkadot أن يتم وصفها ومناقشتها بشكل أكثر وضوحًا. هذا يعني يجب أن يدرك القارئ أن بعض الآليات قد تفعل ذلك سيتم وصفها (على سبيل المثال، التشغيل البيني مع الشبكات العامة الأخرى) والتي لا تتعلق بشكل مباشر بـ Polkadot عند نشرها في مواقف غير عامة ("مسموح بها"). 2.2. العمل السابق. لقد تم اقتراح فصل الإجماع الأساسي عن عملية انتقال الدولة بشكل غير رسمي على انفراد لمدة عامين على الأقل - كان ماكس كاي من أنصار مثل هذه الإستراتيجية خلال الأيام الأولى من الثورة Ethereum. حل أكثر تعقيدًا وقابل للتطوير يُعرف باسم Chain ألياف، يعود تاريخه إلى يونيو 2014 وتم نشره لأول مرة لاحقًا في ذلك العام 1، قدمت الحجة لسلسلة ترحيل واحدة وسلاسل متعددة متجانسة توفر آلية تنفيذ شفافة بين السلاسل. تم دفع ثمن فك الترابط من خلال زمن استجابة المعاملة - المعاملات التي تتطلب تنسيق أجزاء متباينة من النظام سوف يستغرق وقتا أطول للمعالجة. Polkadot يأخذ الكثير من بنيته من ذلك ومن محادثات المتابعة معه مختلف الناس، على الرغم من أنها تختلف بشكل كبير في الكثير من تصميمها وأحكامها. في حين لا توجد أنظمة مماثلة لـ Polkadot في الواقع في الإنتاج، عدة أنظمة ذات أهمية معينة تم اقتراحها، على الرغم من قلة عددها في أي مستوى كبير من التفاصيل. هذه المقترحات يمكن أن تكونمقسمة إلى أنظمة مما يسقط أو يقلل من فكرة التماسك العالمي آلة الدولة، تلك التي تحاول توفير عالميًا آلة مفردة متماسكة من خلال شظايا متجانسة وتلك التي تستهدف عدم التجانس فقط. 2.2.1. أنظمة بدون دولة عالمية. Factom [21] هو نظام يوضح القانون الأساسي دون المطابقة الصلاحية، مما يسمح بشكل فعال بتأريخ البيانات. بسبب تجنب الدولة العالمية والصعوبات ومع التوسع الذي يجلبه هذا، يمكن اعتباره حلاً قابلاً للتطوير. ومع ذلك، كما ذكرنا سابقًا، المجموعة من المشاكل التي يحلها أصغر بشكل صارم وجوهري. يعد Tangle [18] أسلوبًا جديدًا لأنظمة الإجماع. فبدلاً من ترتيب المعاملات في كتل وتشكيل إجماع حول قائمة مرتبطة بشكل صارم لإعطاء ترتيب عالمي عالمي لتغييرات الحالة، فإنه يتخلى إلى حد كبير عن فكرة الترتيب شديد التنظيم وبدلاً من ذلك يدفع للحصول على رسم بياني حلقي موجه للمعاملات التابعة مع العناصر اللاحقة مما يساعد في تحديد العناصر السابقة من خلال الإشارة الصريحة. لإجراء تغييرات تعسفية في الحالة، هذا الرسم البياني للتبعية سيصبح سريعًا مستعصيًا على الحل، ولكن بالنسبة للطراز UTXO model2 الأبسط بكثير، يصبح هذا الأمر معقول جدا. لأن النظام متماسك بشكل فضفاض فقط والمعاملات مستقلة بشكل عام عن كل منها أخرى، يصبح قدر كبير من التوازي العالمي تماما طبيعي. إن استخدام النموذج UTXO له التأثير قصر Tangle على "عملة" نقل القيمة البحتة النظام بدلا من أي شيء أكثر عمومية أو قابلة للتوسيع. علاوة على ذلك، من دون التماسك العالمي الصعب، فإن التفاعل مع الأنظمة الأخرى - والذي يميل إلى الحاجة إلى المطلق درجة المعرفة بحالة النظام - تصبح غير عملية. 1https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Chain-Fibers-Redux 2مخرجات المعاملات غير المنفقة، النموذج الذي يستخدمه Bitcoin حيث تكون الحالة بشكل فعال مجموعة العناوين المرتبطة ببعض القيمة؛ تقوم المعاملات بجمع هذه العناوين وإصلاحها في مجموعة جديدة من العناوين التي يكون مجموعها مكافئًا

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 3 2.2.2. أنظمة السلسلة غير المتجانسة. السلاسل الجانبية [3] هي أ الإضافة المقترحة إلى بروتوكول Bitcoin والتي من شأنها أن تسمح بالتفاعل غير الموثوق به بين سلسلة Bitcoin الرئيسية وسلاسل جانبية إضافية. لا يوجد أي شرط لأي درجة التفاعل "الغني" بين السلاسل الجانبية: سيقتصر التفاعل على السماح بوجود السلاسل الجانبية أوصياء على أصول بعضهم البعض، ويؤثرون على المستوى المحلي المصطلحات - ربط ثنائي الاتجاه 3. الرؤية النهائية هي لإطار يمكن من خلاله توفير عملة Bitcoin وظائف إضافية، إذا كانت طرفية، من خلال ربطها إلى بعض السلاسل الأخرى التي تتمتع بانتقال حالة أكثر غرابة الأنظمة التي يسمح بها بروتوكول Bitcoin. وبهذا المعنى، تتناول السلاسل الجانبية قابلية التوسعة بدلاً من قابلية التوسع. في الواقع، لا يوجد أي نص أساسي على صحة السلاسل الجانبية؛ tokens من سلسلة واحدة (على سبيل المثال Bitcoin) يتم الاحتفاظ بها نيابة عن سلسلة جانبية ويتم تأمينها فقط من خلال قدرة السلسلة الجانبية على تحفيز القائمين بالتعدين على تحديد المعايير الأساسية التحولات صالحة. أمان شبكة Bitcoin لا يمكن بسهولة أن تنتقل للعمل نيابة عن الآخرين blockchains. علاوة على ذلك، بروتوكول لضمان Bitcoin يقوم القائمون بالتعدين بدمج منجمي (أي تكرار قوة تحديد المعايير الخاصة بهم على تلك الخاصة بالسلسلة الجانبية)، والأهم من ذلك، التحقق من صحة انتقالات السلسلة الجانبية خارج نطاق نطاق هذا الاقتراح. Cosmos [10] هو نظام متعدد السلاسل مقترح في على نفس المنوال مثل السلاسل الجانبية، مبادلة ناكاموتو PoW طريقة الإجماع لخوارزمية Tendermint لـ Jae Kwon. بشكل أساسي، فهو يصف سلاسل متعددة (تعمل في المناطق) تستخدم كل منها مثيلات فردية من Tendermint، جنبًا إلى جنب مع وسيلة للاتصال الخالي من الثقة عبر a سلسلة المحور الرئيسي. يقتصر هذا الاتصال بين السلاسل على نقل الأصول الرقمية ("على وجه التحديد حول tokens") بدلاً من المعلومات التعسفية، ومع ذلك فإن هذا الاتصال بين السلاسل لديه مسار عودة للبيانات، على سبيل المثال لإبلاغ المرسل بحالة النقل. مجموعات المدقق للسلاسل المخصصة، وعلى وجه الخصوص وسائل تحفيزهم، مثل السلاسل الجانبية، لم تعد موجودة باعتبارها مشكلة لم يتم حلها. الافتراض العام هو ذلك ستحتوي كل سلسلة مخصصة بحد ذاتها على token من القيمة التي يستخدم تضخمها لدفع ثمن validators. لا تزال في المراحل المبكرة فيما يتعلق بالتصميم، يفتقر الاقتراح في الوقت الحالي إلى تفاصيل شاملة حول الوسائل الاقتصادية لتحقيق ما هو قابل للتطوير اليقين بشأن الصلاحية العالمية. ومع ذلك، فإن التماسك الفضفاض المطلوب بين المناطق والمحور سوف يسمح بذلك لمزيد من المرونة على المعلمات المخصصة للمنطقة سلاسل مقارنة بنظام فرض أقوى التماسك. 2.2.3. كاسبر. حتى الآن لا توجد مراجعة شاملة أو مقارنة جانبية بين Casper [6] وPolkadot تم إجراؤها، على الرغم من أنه يمكن للمرء أن يقوم بعملية كاسحة إلى حد ما (وبالتالي غير دقيق) توصيف الاثنين. يعد Casper بمثابة إعادة تصور لكيفية خوارزمية إجماع PoS يمكن أن يعتمد على مراهنة المشاركين على أي شوكة سيصبح في النهاية قانونيًا. وقد تم إيلاء اهتمام كبير لضمان أن تكون قوية للتواصل الشوكات، حتى عندما تطول، وتتمتع بدرجة إضافية من قابلية التوسع أعلى النموذج الأساسي Ethereum. كما على هذا النحو، يميل كاسبر حتى الآن إلى أن يكون أكثر بكثير بروتوكول معقد من Polkadot وأسلافه، و أ انحراف كبير عن تنسيق blockchain الأساسي. ذلك لا يزال غير واضح بشأن كيفية تكرار كاسبر في المستقبل وكيف سيبدو إذا تم نشره أخيرًا. بينما يمثل كل من Casper و Polkadot بروتوكولات جديدة مثيرة للاهتمام، وإلى حد ما، تعزيزات لـ Ethereum، هناك اختلافات جوهرية بينهما الأهداف النهائية ومسارات النشر. كاسبر هو Ethereum تم تصميم المشروع الذي يتمحور حول المؤسسة في الأصل أن يكون تغييرًا في إثبات الحصة (PoS) للبروتوكول دون الرغبة في ذلك إنشاء blockchain قابل للتطوير بشكل أساسي. إنه أمر حاسم تم تصميمه ليكون بمثابة شوكة صلبة، بدلاً من أي شيء أكثر توسعية، وبالتالي سيكون جميع عملاء ومستخدمي Ethereum مطلوب للترقية أو البقاء على مفترق اعتماد غير مؤكد. على هذا النحو، يصبح النشر أكثر صعوبة إلى حد كبير كما هو متأصل في المشروع اللامركزي حيث يكون ضيقًا التنسيق ضروري. Polkadot يختلف بعدة طرق؛ أولا وقبل كل شيء، تم تصميم Polkadot ليكون قابلاً للتوسيع والتوسع بشكل كامل blockchain اختبار التطوير والنشر والتفاعل سرير. لقد تم تصميمه ليكون بمثابة حزام مقاوم للمستقبل إلى حد كبير استيعاب blockchain الجديدالتكنولوجيا عندما تصبح متاحة دون التنسيق اللامركزي المعقد أو الشوكات الصلبة. نحن نتصور بالفعل العديد من حالات الاستخدام مثل كسلاسل الكونسورتيوم المشفرة والسلاسل عالية التردد مع أوقات حظر منخفضة للغاية ومن غير الواقعي القيام بها أي إصدار مستقبلي من Ethereum متصور حاليًا. وأخيرًا، فإن الاقتران بينه وبين Ethereum كبير للغاية فضفاضة؛ ليس من الضروري اتخاذ أي إجراء من جانب Ethereum تمكين إعادة توجيه المعاملات غير الموثوقة بين الاثنين الشبكات. باختصار، بينما Casper/Ethereum 2.0 وPolkadot نشارك بعض أوجه التشابه العابرة التي نعتقد أنها هدفها النهائي مختلفة إلى حد كبير، وذلك بدلا من التنافس، من المرجح أن يتعايش البروتوكولان في النهاية تحت عنوان علاقة منفعة متبادلة في المستقبل المنظور.

導入

ブロックチェーンは、「モノのインターネット」を含むいくつかの分野で有用性が大いに期待できることが証明されています。 (IoT)、財務、ガバナンス、アイデンティティ管理、ウェブ分散化、資産追跡。しかし、にもかかわらず、 技術的な約束と壮大な話はまだわかりません 現在のテクノロジーの重要な現実世界への展開。 私たちは、これは現在の 5 つの主要な失敗に起因すると考えています。 テクノロジースタック: スケーラビリティ: 世界中でどれだけのリソースが費やされているか システムが単一のトランザクションを処理するための処理、帯域幅、およびストレージ、およびそのトランザクション数 トランザクションは以下に基づいて合理的に処理できます ピークコンディション? 分離性: 複数の異なるニーズに対応できるか 関係者とアプリケーションは、同じフレームワークの下で最適に近い程度まで対処できるでしょうか? 開発性: ツールはどの程度うまく機能しますか?する API は開発者のニーズに対応しているでしょうか?教育用の教材はありますか?適切な統合は行われていますか? ガバナンス: ネットワークは柔軟性を維持できるか 時間の経過とともに進化して適応しますか? 決定は可能ですか 十分な包括性、正当性、そして 効果的なリーダーシップを発揮するための透明性 分散型システム? 適用可能性: そのテクノロジーは実際にそれ自体で切実なニーズに対応しているのでしょうか?ギャップを埋めるには他の「ミドルウェア」が必要ですか? 実際のアプリケーションは? 現在の作業では、最初の 2 つに対処することを目指しています。 問題: スケーラビリティと分離性。そうは言っても、私たちは信じています Polkadot フレームワークは、これらの問題のそれぞれのクラスにおいて有意義な改善を提供できます。 最新の効率的な blockchain 実装 パリティ Ethereum クライアント [17] は、 高性能のコンシューマ ハードウェアで実行すると、1 秒あたり 3,000 トランザクション。 しかし、現在の現実世界では、 blockchain ネットワークは実質的に約 30 に制限されています 1秒あたりのトランザクション数。 この制限は主に、現在の同期コンセンサス メカニズムが広いタイミング安全マージンを必要とするという事実に起因しています。 予想される処理時間は、POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 2 遅い実装をサポートしたいと考えています。これは次の理由によるものです 基礎となるコンセンサスアーキテクチャ: 状態遷移メカニズム、または当事者が照合する手段 トランザクションを実行し、そのロジックは基本的に結合されています コンセンサス「正規化」メカニズム、または 当事者がいくつかの事項のうちの 1 つに同意する手段 可能性のある、有効な、履歴。 これは、Bitcoin [15] や Ethereum [5,23] などの proof-of-work (PoW) システムと、NXT [8] や Bitshares [12] などのプルーフオブステーク (PoS) システムの両方に同様に当てはまります。 最終的には全員が同じハンディキャップを負うことになります。シンプルです blockchain の成功に貢献した戦略。ただし、 これら 2 つの機構を 1 つのユニットに緊密に結合することにより、 プロトコルの複数の異なるプロトコルもバンドルします さまざまなリスク プロファイル、さまざまなスケーラビリティ要件、さまざまなプライバシー ニーズを持つアクターとアプリケーション。 1 つのサイズがすべてに適合するわけではありません。次のようなケースが非常に頻繁にあります。 広くアピールしたいという願望があるため、ネットワークはある程度の保守主義を採用し、その結果最小公倍数が低くなります 少数の人々に最適にサービスを提供し、最終的には失敗につながる 時には、革新し、実行し、適応する能力において 劇的にそうです。 いくつかのシステム、例えばFactom [21] は状態遷移メカニズムを完全に削除します。ただし、その多くは、 私たちが望む実用性には状態を遷移する能力が必要です 共有ステートマシンに従って。落とせば解決する 別の問題。代替手段は提供されません 解決策。 したがって、合理的な方向性の 1 つは明らかであるように思われます。 スケーラブルな分散コンピューティングへのルートとして探索する プラットフォームはコンセンサスアーキテクチャを分離することを目的としています。 状態遷移メカニズム。そして、おそらく驚くことではないでしょうが、これは Polkadot がスケーラビリティの解決策として採用している戦略です。 2.1.プロトコル、実装、およびネットワーク。いいね Bitcoin および Ethereum、Polkadot は、ネットワーク プロトコルと (これまで想定されていた) プライマリを同時に指します このプロトコルを実行するパブリック ネットワーク。 Polkadot は無料でオープンなプロジェクトであることを目的としており、プロトコル仕様はクリエイティブ コモンズ ライセンスに基づいており、 コードは FLOSS ライセンスの下に配置されます。プロジェクトは オープンな方法で開発され、貢献を受け入れます 役に立つ場所ならどこでも。 RFC のシステムと似ています Python 拡張提案により、次の手段が可能になります。 プロトコルの変更とアップグレードに関して公的に協力しています。 Polkadot プロトコルの初期実装 はパリティ Polkadot プラットフォームとして知られ、 API とともに完全なプロトコル実装を含める バインディング。他のパリティ blockchain 実装と同様に、 PPP は、パブリック ネットワークやネットワークに固有のものではなく、汎用の blockchain テクノロジー スタックとして設計されています。 民間/コンソーシアム運営。こうして発展したのが、 これまで、以下を含むいくつかの団体から資金提供を受けてきました。 英国政府からの補助金。 それにも関わらず、この文書では Polkadot について次のように説明しています。 パブリックネットワークのコンテキスト。私たちがパブリック ネットワークで想定している機能は、ネットワークで必要とされる機能のスーパーセットです。 代替設定(プライベートおよび/またはコンソーシアムなど)。さらに、この文脈では、Polkadot の全範囲は次のようになります。 より明確に説明され、議論されるべきです。これはつまり、 読者は、特定のメカニズムが Polkadot に直接関係のない説明 (他のパブリック ネットワークとの相互運用など) 非公開(「許可」)状況で展開される場合。 2.2.以前の作品。基礎となるコンセンサスを状態遷移から切り離すことが非公式に提案されている 少なくとも 2 年間はプライベートで活動していた――マックス・ケイは、社会の非常に初期の頃、そのような戦略の支持者であった。 Ethereum。 チェーンとして知られる、より複雑でスケーラブルなソリューション ファイバーは 2014 年 6 月に遡り、その後初めて公開されました 同年1、透過的なチェーン間実行メカニズムを提供する単一のリレーチェーンと複数の同種チェーンの主張を行いました。 デコヒーレンスには代償が支払われた トランザクション レイテンシによる - トランザクションを必要とする システムの異なる部分を調整することで、 処理に時間がかかります。 Polkadot は、そのアーキテクチャの多くを、それとその後の会話から取り入れています。 ただし、その設計と規定の多くは大きく異なります。 Polkadot に匹敵するシステムはありませんが、 実際に実稼働中であり、何らかの関連性を持ついくつかのシステム 提案されているが、実質的なレベルではほとんどない 詳細。これらの提案は、システムに分解される グローバルに一貫性のある概念を削除または削減します。 ステート マシン、グローバルに提供しようとするもの 均質なシャードによるコヒーレントなシングルトン マシン 異質性のみを対象とするものもあります。 2.2.1.グローバル状態のないシステム。 Factom [21] は、対応するものなしで正規性を実証するシステムです。 有効性を高め、データの記録を効果的に可能にします。グローバルな状態と困難を回避するため これによってもたらされるスケーリングを考慮すると、スケーラブルなソリューションと考えることができます。ただし、前述したように、このセットは それによって解決される問題の割合は厳密かつ実質的に小さくなります。 Tangle [18] は、コンセンサス システムへの新しいアプローチです。 トランザクションをブロックに配置し、厳密にリンクされたリストに基づいて合意を形成して、状態変化の世界的に標準的な順序付けを行うのではなく、高度に構造化された順序付けの概念を大幅に放棄し、代わりに 初期の項目を正規化するのに役立つ、後の項目を持つ依存トランザクションの有向非巡回グラフを推進します。 明示的な参照を通じて。任意の状態変化の場合、 この依存関係グラフはすぐに手に負えなくなるでしょう。 ただし、より単純な UTXO モデル 2 の場合、これは次のようになります。 かなり合理的です。システムの一貫性は緩やかであり、トランザクションは通常、それぞれから独立しているためです。 その他、大量のグローバル並列処理が非常に多くなります。 自然な。 UTXO モデルを使用すると効果があります タングルを純粋に価値移転「通貨」に限定すること より一般的または拡張可能なものではなく、システムです。 さらに、厳密なグローバル一貫性がなければ、他のシステムとの相互作用は、絶対的なシステムを必要とする傾向があります。 システム状態に関するある程度の知識は非現実的になります。 1https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Chain-Fibers-Redux 2 未使用のトランザクション出力。Bitcoin が使用するモデル。これにより、状態は事実上、ある値に関連付けられたアドレスのセットになります。 トランザクションはそのようなアドレスを照合し、合計が等しい新しいアドレスのセットに再構成します。

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 3 2.2.2.異種チェーン システム。サイドチェーン [3] は メインの Bitcoin チェーン間のトラストレスな対話を可能にする Bitcoin プロトコルへの追加を提案 そして追加のサイドチェーン。何の規定もありません 側鎖間の「豊富な」相互作用の程度: 相互作用は、側鎖の相互作用を可能にするものに限定されます。 お互いの資産を管理し、地域内で影響を与える 専門用語—双方向ペッグ 3. 最終的なビジョンは、Bitcoin 通貨を提供できるフレームワークです。 ペギングによる追加機能 (周辺機能である場合) よりエキゾチックな状態遷移を伴う他のチェーンへ Bitcoin プロトコルで許可されているシステムを超えています。この意味で、 サイドチェーンは、スケーラビリティではなく拡張性に対処します。 実際、サイドチェーンの有効性に関する規定は基本的にありません。 1 つのチェーンからの token 個 (例: Bitcoin) サイドチェーンに代わって保持されるのは、 マイナーに正規化を促すサイドチェーンの機能 有効な遷移。 Bitcoin ネットワークのセキュリティ 他の人に代わって仕事に簡単に移行できない blockchain秒。さらに、Bitcoin を保証するためのプロトコル マイナーはマージマイニング (つまり、正規化権限をサイドチェーンの権限に複製します) し、さらに重要なことに、サイドチェーンの遷移が外部にあることを検証します。 この提案の範囲。 Cosmos [10] は、 サイドチェーンと同じ流れで、ナカモトのPoWを交換します Jae Kwon の Tendermint アルゴリズムのコンセンサス手法。 基本的に、それは複数のチェーン(で動作する)を記述します。 ゾーン) それぞれが Tendermint の個別のインスタンスを使用し、 マスターハブチェーン。このチェーン間通信は、任意の情報ではなく、デジタル資産 (「具体的には tokens について」) の転送に限定されていますが、このようなチェーン間通信にはデータのリターン パスがあり、 例:転送のステータスを送信者に報告するため。 ゾーンチェーンのバリデーターセット、特に 彼らを奨励する手段は、サイドチェーンと同様に、左にあります。 未解決の問題として。一般的な仮定は次のとおりです 各ゾーンチェーン自体は、validator の支払いに使用される値の token を保持します。まだ初期段階にある 設計の点で、現時点ではこの提案には、スケーラブルな設計を達成するための経済的手段に関する包括的な詳細が欠けています。 グローバルな妥当性に対する確実性。ただし、ゾーンとハブの間に必要な緩やかな一貫性により、 ゾーンのパラメータに対する柔軟性をさらに高めるため より強力なチェーンを適用するシステムのチェーンと比較して、 一貫性。 2.2.3.キャスパー。 Casper [6] と Polkadot の包括的なレビューや比較はまだ行われていません かなり広範囲に作成することもできますが、 (したがって不正確な) 2 つの特徴付け。 Casper は、PoS コンセンサス アルゴリズムの仕組みを再考したものです 参加者がどのフォークに賭けるかに基づいている可能性があります 最終的には正規化されるでしょう。ネットワークに対する堅牢性を確保するために十分な考慮が払われました 延長された場合でもフォークを使用し、基本的な Ethereum モデルに加えてある程度の追加のスケーラビリティを備えています。として このように、Casper はこれまでのところ、実質的に Polkadot やその前身よりも複雑なプロトコル、 基本的な blockchain 形式から大幅に逸脱しています。それ Casper が将来どのように反復するかはまだわかりません そして、それが最終的に展開された場合にどのようになるか。 Casper と Polkadot はどちらも興味深い新しいプロトコルであり、ある意味では、 Ethereum、両者の間には大きな違いがあります。 最終的な目標と導入までの道筋。 キャスパーは、 Ethereum 当初設計された財団中心のプロジェクト 意図せずにプロトコルの PoS 変更を行うこと 基本的にスケーラブルな blockchain を作成します。重要なことは、それは、 これ以上拡張的なものではなく、ハードフォークとして設計されているため、すべての Ethereum クライアントとユーザーは アップグレードするか、採用が不確実な分岐点に留まる必要があります。そのため、緊密な分散プロジェクトに特有のこととして、デプロイメントは大幅に困難になります。 調整が必要です。 Polkadot はいくつかの点で異なります。何よりもまず、 Polkadot は、完全に拡張可能でスケーラブルになるように設計されています。 blockchain 開発、展開、および対話テスト ベッド。これは、ほぼ将来性のあるハーネスとして構築されており、 新しいblockchainを同化する過度に複雑な分散型調整なしで利用できるテクノロジー またはハードフォーク。私たちはすでに次のようないくつかのユースケースを想定しています 暗号化されたコンソーシアムチェーンおよび高周波チェーンとして ブロック時間が非常に短いため、実行するのは非現実的です。 現在想定されている Ethereum の将来のバージョン。最後に、それと Ethereum との結合は非常に強力です。 緩い; Ethereum 側でのアクションは必要ありません。 2 つの間のトラストレスなトランザクション転送を有効にする ネットワーク。 つまり、Casper/Ethereum 2.0 および Polkadot いくつかのつかの間の類似点を共有しますが、私たちは彼らの最終目標を信じています 実質的に異なっており、競合するのではなく、 2 つのプロトコルは最終的には共存する可能性があります。 予見可能な将来にわたって相互に有益な関係を維持します。

ملخص

Polkadot عبارة عن سلسلة متعددة غير متجانسة وقابلة للتطوير. هذا يعني أنه على عكس تطبيقات blockchain السابقة التي ركزت على توفير سلسلة واحدة متفاوتة درجات العمومية على التطبيقات المحتملة، Polkadot تم تصميمه في حد ذاته بحيث لا يوفر أي وظيفة تطبيق متأصلة على الإطلاق. بل إن Polkadot يوفر الأساس المتين "سلسلة الترحيل" التي يعتمد عليها عدد كبير من التحقق من الصحة، يمكن استضافة هياكل البيانات الديناميكية المتماسكة عالميًا جنبا إلى جنب. نحن نطلق على هياكل البيانات هذه اسم "المتوازية" السلاسل أو المظلات، على الرغم من عدم وجود حاجة محددة لها أن تكون blockchain بطبيعتها. بمعنى آخر، يمكن اعتبار Polkadot مكافئًا لمجموعة من السلاسل المستقلة (على سبيل المثال، المجموعة التي تحتوي على Ethereum، Ethereum Classic، Namecoin و Bitcoin) باستثناء نقطتين مهمتين للغاية: • الأمن المجمع. • إمكانية التعامل بين السلاسل دون ثقة. هذه النقاط هي سبب اعتبارنا Polkadot "قابلة للتطوير". من حيث المبدأ، قد تكون المشكلة التي سيتم نشرها على Polkadot متوازية إلى حد كبير - أو متدرجة - على مدى عدد كبير من المظلات. وبما أن جميع جوانب كل منهما يمكن إجراء سلسلة المظلة بالتوازي بواسطة جزء مختلف من شبكة Polkadot، يتمتع النظام ببعض القدرة على نطاق واسع. Polkadot يوفر قطعة مجردة إلى حد ما 3 على عكس الربط أحادي الاتجاه والذي هو في الأساس عملية تدمير tokens في سلسلة واحدة لإنشاء tokens في سلسلة أخرى بدون آلية لإجراء العكس من أجل استعادة tokens الأصليةبولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 4 البنية التحتية تترك الكثير من التعقيد ليتم معالجتها على مستوى البرمجيات الوسيطة. وهذا قرار واعي يهدف إلى الحد من مخاطر التنمية، وتمكين البرامج المطلوبة التي سيتم تطويرها خلال فترة زمنية قصيرة ومع مستوى جيد من الثقة في أمنها و المتانة. 3.1. فلسفة Polkadot. Polkadot ينبغي توفير أساس متين مطلق يمكن القيام به قم ببناء الموجة التالية من أنظمة الإجماع، حتى النهاية طيف المخاطر من التصاميم الناضجة القادرة على الإنتاج إلى الأفكار الناشئة. من خلال توفير ضمانات قوية بشأن الأمان والعزل والتواصل، يمكن أن يسمح Polkadot بذلك المظلات للاختيار من بين مجموعة من الخصائص بأنفسهم. في الواقع، نتوقع أن تقوم العديد من التجارب التجريبية بدفع خصائص ما يمكن اعتباره معقولًا اليوم. نرى المحافظين سلاسل ذات قيمة عالية مماثلة ل Bitcoin أو Z-cash [20] تتواجد جنبًا إلى جنب مع القيمة الأقل "سلاسل المواضيع" (مثل هذا التسويق، ممتع جدًا) وشبكات الاختبار مع رسوم صفر أو قريبة من الصفر. نرى مشفرة بالكامل، سلاسل الكونسورتيوم "المظلمة" تعمل جنبًا إلى جنب - وحتى تقديم الخدمات لسلاسل مفتوحة وفعالة للغاية مثل تلك مثل Ethereum. نرى تجريبية جديدة السلاسل المستندة إلى VM مثل الـWasm المشحون بالوقت يتم استخدام السلسلة كوسيلة لالاستعانة بمصادر خارجية لمشاكل الحوسبة الصعبة من سلسلة أكثر نضجًا تشبه Ethereum أو سلسلة تشبه Bitcoin أكثر تقييدًا. لإدارة ترقيات السلسلة، سيتم Polkadot بطبيعته دعم نوع ما من هيكل الإدارة، على الأرجح على الأنظمة السياسية المستقرة القائمة ولها جانب من مجلسين مماثل لمجلس الورقة الصفراء [24]. كما السلطة النهائية، سيكون لأصحاب token الأساسيين سيطرة "الاستفتاء". لتعكس المستخدمين الحاجة إلى التطوير ولكن حاجة المطورين إلى الشرعية، نتوقع أن يكون هناك اتجاه معقول للتشكيل الغرفتين من لجنة "المستخدمين" (المكونة من المستعبدين validators) وتشكيل لجنة "فنية". من مطوري العملاء الرئيسيين واللاعبين في النظام البيئي. ال ستحافظ هيئة حاملي token على الشرعية النهائية وتشكل أغلبية ساحقة لزيادة هذا الهيكل أو إعادة قياسه أو استبداله أو حله، وهو أمر نحن لا تشك في الحاجة النهائية إلى: على حد تعبير توين "يجب تغيير الحفاضات والحفاضات بشكل متكرر، ومن أجل ذلك نفس السبب". في حين أن إعادة تحديد المعايير عادة ما تكون تافهة للترتيب ضمن آلية إجماع أكبر، فإن المزيد من التغييرات النوعية مثل الاستبدال والزيادة من شأنها أن تكون مفيدة. من المحتمل أن تكون إما "مراسيم ناعمة" غير آلية (على سبيل المثال. من خلال تحديد رقم الكتلة و hash لوثيقة تحدد البروتوكول الجديد رسميًا) أو تستلزم آلية الإجماع الأساسية أن تحتوي على أ لغة غنية بما فيه الكفاية لوصف أي جانب من جوانب نفسها والتي قد تحتاج إلى التغيير. والأخير هو هدف نهائي، ومع ذلك، فمن المرجح أن يتم اختيار الأول من أجل ذلك تسهيل جدول زمني معقول للتنمية. مبادئ Polkadot الأساسية والقواعد التي يتم من خلالها نقوم بتقييم جميع قرارات التصميم هي: الحد الأدنى: Polkadot يجب أن يتمتع بأقل قدر ممكن من الوظائف. بسيط: لا ينبغي أن يكون هناك أي تعقيد إضافي في البروتوكول الأساسي مما يمكن أن يكون بشكل معقول تم تفريغها في البرامج الوسيطة، وضعت من خلال أ parachain أو تم تقديمه في تحسين لاحق. عام: لا يوجد شرط غير ضروري، القيد أو ينبغي وضع قيود على المظلات؛ يجب أن يكون Polkadot بمثابة اختبار لتطوير نظام الإجماع الذي يمكن تحسينه من خلاله جعل النموذج الذي تتناسب معه الامتدادات مجردًا قدر الإمكان. قوية: Polkadot يجب أن توفر بشكل أساسي طبقة أساسية مستقرة. وبالإضافة إلى السلامة الاقتصادية، فإن هذا يعني أيضًا تقليل المركزية ناقلات للهجمات ذات المكافأة العالية.

まとめ

Polkadot は、スケーラブルな異種マルチチェーンです。これ 以前の blockchain 実装とは異なることを意味します さまざまなチェーンを単一チェーンで提供することに重点を置いています。 潜在的なアプリケーションに対する一般性の度合い、Polkadot それ自体は、アプリケーション固有の機能をまったく提供しないように設計されています。 むしろ、Polkadot が基盤を提供します 多数の検証可能な「リレーチェーン」、 グローバルに一貫性のある動的データ構造をホストできる 並んで。これらのデータ構造を「並列化」と呼びます。 チェーンまたはパラチェーン。ただし、特に必要なわけではありません。 それらは本質的にblockchainであると考えられます。 言い換えれば、Polkadot は独立したチェーンのセット (例: Ethereum、Ethereum Classic、Namecoin、および Bitcoin)、2 つの非常に重要な点を除きます。 • プールされたセキュリティ。 • トラストフリーのチェーン間取引可能性。 これらの点が、Polkadot が「スケーラブル」であると考える理由です。原則として、Polkadot にデプロイされる問題は、実質的に並列化、スケールアウトすることができます。 多数のパラチェーン。それぞれのあらゆる側面から、 パラチェーンは Polkadot ネットワークの異なるセグメントによって並行して実行される可能性があり、システムには何らかの機能があります スケールするために。 Polkadot は、かなり必要最低限の部分を提供します。 3一方向ペグとは対照的に、基本的に 1 つのチェーン内の token を破棄して、別のチェーンに token を作成します。 元の token を回復するために逆の処理を行うメカニズムPOLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 4 インフラストラクチャの複雑さの多くはミドルウェア レベルで解決される必要があります。これは開発リスクを軽減することを目的とした意識的な決定であり、 必要なソフトウェアを短期間で開発する必要がある そしてそのセキュリティには十分な自信があり、 堅牢性。 3.1. Polkadot の哲学。 Polkadot すべきです 絶対的な強固な基盤を提供します。 コンセンサス システムの次の波を即座に構築する 生産可能な成熟した設計からのリスクスペクトル 初期のアイデアに。 Polkadot は、セキュリティ、分離、通信に対する強力な保証を提供することで、 パラチェーン自体をさまざまなプロパティから選択します。 実際、私たちは、賢明であると考えられるものの特性を押し上げるさまざまな実験的な blockchain を予見しています。 今日。 私たちは保守的だと考えていますが、 ~に似た高価値チェーン Bitcoin または Z-cash [20] が低額と共存 「テーマチェーン」(このようなマーケティング、非常に楽しい)とテストネット 手数料はゼロ、またはほぼゼロです。 完全に暗号化されていることがわかります。 「ダーク」、コンソーシアム チェーンが並行して運営され、さらには 高機能でオープンなチェーンへのサービスの提供 Ethereum など。実験的な新しいものを見る 主観的な時間課金型の Wasm などの VM ベースのチェーン チェーンは、より成熟したEthereumのようなチェーンから難しい計算問題をアウトソーシングする手段として使用されています または、より制限された Bitcoin のようなチェーン。 チェーン アップグレードを管理するために、Polkadot は本質的に 何らかのガバナンス構造をサポートしている可能性が高い 既存の安定した政治制度と、イエローペーパー評議会[24]と同様の二院制の側面を持っています。として 最終的な権威である、根底にあるステーカブルtoken保有者が「国民投票」のコントロールを有することになる。ユーザーの意見を反映するため 開発の必要性はあるが、開発者の正当性の必要性も考慮すると、合理的な方向性は、 両院の「ユーザー」委員会(以下で構成) validators) と「技術」委員会が設立されました 主要なクライアント開発者とエコシステムプレーヤーの数。 の token 保有者の集団は究極の正当性を維持し、この構造を強化、再パラメータ化、置き換え、または解体する超多数派を形成するでしょう。 トウェインの言葉を借りれば、最終的には次のことが必要になることを疑ってはなりません。 「おむつもおむつも頻繁に交換しなければなりませんし、 同じ理由です。」 通常、再パラメータ化は大規模なコンセンサスメカニズム内で調整するのは簡単ですが、置き換えや増強などのより質的な変更は、 おそらく、自動化されていない「軟令」(例: ブロック番号の正規化と 新しいプロトコルを正式に指定する文書の hash) あるいは、核となるコンセンサスメカニズムに、 それ自体のあらゆる側面を説明するのに十分な豊かな言語 変更する必要があるかもしれません。後者は最終的な目標ですが、 ただし、次の目的では前者が選択される可能性が高くなります。 合理的な開発スケジュールを促進します。 Polkadot の主な信条とその中のルール 私たちはすべての設計上の決定事項を次のように評価します。 最小限: Polkadot にはできる限り機能を少なくする必要があります。 シンプル: 追加の複雑さは存在すべきではありません 基本プロトコルでは合理的に考えられる以上の ミドルウェアにオフロードされ、 を通して置かれる パラチェーン、または後の最適化で導入されました。 一般: 不必要な要件や制約はありません またはパラチェーンに制限を設ける必要があります。 Polkadot は、次の方法で最適化できるコンセンサス システム開発のテスト ベッドである必要があります。 拡張機能が適合するモデルを可能な限り抽象化します。 堅牢: Polkadot は基本的に 安定したベースレイヤー。これは、経済の健全性に加えて、最小限に抑えるための分散化も意味します。 高額な報酬をもたらす攻撃のベクトル。

المشاركة في Polkadot

هناك أربعة أدوار أساسية في صيانة Polkadot الشبكة: المتعاون والصياد والمرشح وvalidator. في أحد التطبيقات المحتملة لـ Polkadot، الدور الأخير يمكن تقسيمها فعليًا إلى دورين: validator الأساسي وضامن التوفر؛ تمت مناقشة هذا في القسم 6.5.3. جامع صياد المدققون (هذه المجموعة) المدققون (مجموعات أخرى) يوافق يصبح المراقبين التقارير سيئة السلوك ل يوفر كتلة المرشحين ل المرشح الشكل 1. التفاعل بين أربعة أدوار Polkadot. 4.1. المدققون. validator هو أعلى شحن و يساعد في إغلاق الكتل الجديدة على شبكة Polkadot. يتوقف دور validator على وجود رابطة عالية بما فيه الكفاية يتم إيداعها، على الرغم من أننا نسمح للأطراف المستعبدة الأخرى بذلك قم بترشيح واحد أو أكثر من validator لتمثيلهم وبصفتهم قد لا يكون هذا الجزء من سند validator مملوكًا بالضرورة لـ validator نفسه ولكن بالأحرى من قبل هؤلاء الترشيحات. يجب أن يقوم validator بتشغيل تطبيق عميل سلسلة الترحيل مع توفر عالي وعرض النطاق الترددي. عند كل كتلة يجب أن تكون العقدة جاهزة لقبول دور التصديق كتلة جديدة على المظلة المرشحة. هذه العملية يتضمن تلقي المرشح والتحقق من صحته وإعادة نشره كتل. إن الترشيح أمر حتمي ولكن لا يمكن التنبؤ به تقريبًا مقدمًا. نظرًا لأن validator لا يمكن ذلك ومن المتوقع بشكل معقول للحفاظ على متزامنة بالكامل قاعدة بيانات لجميع المظلات، من المتوقع أن يرشح validator مهمة ابتكار قاعدة بيانات جديدة مقترحة كتلة المظلة لطرف ثالث، والمعروفة باسم المجمع. بمجرد التصديق على جميع كتل المظلات الجديدة بشكل صحيح من خلال مجموعاتها الفرعية validator، validators يجب بعد ذلك التصديق على كتلة سلسلة التتابع نفسها. هذا ينطوي على تحديث حالة قوائم انتظار المعاملات (بشكل أساسي نقل البيانات من قائمة انتظار إخراج سلسلة Parachain إلى أخرى قائمة انتظار إدخال Parachain)، ومعالجة المعاملات مجموعة معاملات سلسلة الترحيل المعتمدة والتصديق على الكتلة النهائية، بما في ذلك تغييرات الباراشين النهائية.بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 5 validator لا يقومون بواجبهم في التوصل إلى توافق في الآراء بموجب قواعد خوارزمية الإجماع التي اخترناها يعاقب. بالنسبة لحالات الفشل الأولية غير المقصودة، يتم ذلك حجز مكافأة validator. يؤدي الفشل المتكرر إلى تقليل سندات الضمان الخاصة بهم (من خلال الحرق). من المحتمل أن تكون الإجراءات الضارة مثل التوقيع المزدوج أو التآمر لتقديم كتلة غير صالحة يؤدي إلى خسارة السند بأكمله (الذي يتم حرقه جزئيًا ولكن يتم تقديمه في الغالب إلى المخبرين والفاعلين الصادقين). إلى حد ما، validators تشبه مجمعات التعدين من إثبات العمل الحالي blockchains. 4.2. الترشيحات. المرشح هو طرف صاحب مصلحة الذي يساهم في السند الضماني لـ validator. هم ليس لها دور إضافي سوى وضع رأس المال المخاطر وكما للإشارة إلى أنهم يثقون في validator معين (أو مجموعة منها) للتصرف بمسؤولية في صيانتها شبكة. ويحصلون على زيادة أو تخفيض تناسبي في ودائعهم وفقا لنمو السند الذي يساهمون. جنبا إلى جنب مع المتعاونين، التالي، المرشحون في بعض يشبه عمال المناجم في شبكات إثبات العمل (PoW) الحالية. 4.3. المقارنات. جامعو المعاملات (جامعو المعاملات باختصار) هي الأطراف التي تساعد validators في إنتاج صالحة كتل المظلة. إنهم يحافظون على "عقدة كاملة" لسلسلة باراشين معينة؛ وهذا يعني أنهم يحتفظون بكل ما هو ضروري المعلومات لتكون قادرة على تأليف كتل جديدة وتنفيذها المعاملات بنفس الطريقة التي يقوم بها القائمون بالتعدين على إثبات العمل (PoW) blockchains الحالي. في الظروف العادية هم سوف نقوم بجمع وتنفيذ المعاملات لإنشاء ملف مفتوح كتلة، وتوفيرها، جنبا إلى جنب مع المعرفة الصفرية إثبات، إلى واحد أو أكثر من validator المسؤولين حاليًا عن اقتراح كتلة المظلة. من المرجح أن تتغير الطبيعة الدقيقة للعلاقة بين المتعاونين والمرشحين وvalidators بمرور الوقت الوقت. في البداية، نتوقع أن يعمل المترجمون بشكل وثيق جدًا مع validators، نظرًا لأنه لن يكون هناك سوى عدد قليل (ربما سلسلة (سلاسل) واحدة فقط ذات حجم معاملات صغير. ال سيتضمن التنفيذ الأولي للعميل RPCs للسماح بـ عقدة ربط سلسلة Parachain لتزويد عقدة (سلسلة ترحيل) validator بشكل غير مشروط بسلسلة Parachain صالحة بشكل مثبت كتلة. كتكلفة الحفاظ على نسخة متزامنة من كل هذه المظلات تتزايد، ونتوقع أن نرى المزيد البنية التحتية الموجودة والتي ستساعد في فصل واجبات الأطراف المستقلة ذات الدوافع الاقتصادية. في نهاية المطاف، نتوقع أن نرى مجموعات من المتعاونين الذين يتنافسون عليها جمع معظم رسوم المعاملات. قد يتم التعاقد مع هؤلاء المجمعين لخدمة validator معينة على مدى فترة زمنية مقابل حصة مستمرة في عائدات المكافأة. وبدلاً من ذلك، يمكن للمجمعين "المستقلين" ببساطة إنشاء ملف يقدم السوق كتل باراشين صالحة مقابل حصة تنافسية من المكافأة تدفع على الفور. وبالمثل، فإن مجمعات الترشيح اللامركزية ستسمح بالتعددية المشاركون المستعبدين للتنسيق وتقاسم واجب أ validator. تضمن هذه القدرة على التجميع المشاركة المفتوحة مما يؤدي إلى نظام أكثر لامركزية. 4.4. الصيادين. على عكس الحزبين النشطين الآخرين، لا يرتبط الصيادون مباشرة بتأليف الكتلة عملية. بل هم "صائدو جوائز" مستقلون بدافع من مكافأة كبيرة. على وجه التحديد بسبب بوجود الصيادين، نتوقع أن حوادث سوء السلوك نادرًا ما تحدث، وعندما تحدث فقط بسبب كون الطرف المستعبد مهملاً بأمن المفتاح السري، وليس من خلال النوايا الخبيثة. يأتي الاسم من التكرار المتوقع للمكافأة، والحد الأدنى من متطلبات المشاركة وحجم المكافأة النهائية. يحصل الصيادون على أجرهم من خلال إثبات ذلك في الوقت المناسب تصرف طرف مستعبد واحد على الأقل بشكل غير قانوني. أعمال غير قانونية تتضمن التوقيع على كتلتين مع نفس الوالد المعتمد، أو، في حالة المظلات، المساعدة في التصديق على غير صالح كتلة. لمنع الإفراط في المكافأة أو التسوية و الاستخدام غير المشروع للمفتاح السري للجلسة، المكافأة الأساسية مقابل تقديم رسالة واحدة موقعة بشكل غير قانوني من validator هو الحد الأدنى. وتزداد هذه المكافأة بشكل مقارب أكثر يتم إثبات التوقيعات غير القانونية من validators الأخرى بشرط أن يكون ذلك بمثابة هجوم حقيقي. تم تعيين الخط المقارب بنسبة 66% بعد تأكيدنا الأمني الأساسي على الأقل ثلثا validators يتصرفون بشكل خيري. يشبه الصيادون إلى حد ما "العقد الكاملة" في أنظمة blockchain الحالية التي تحتاج إلى الموارد صغيرة نسبيًا والالتزام بوقت تشغيل مستقر وعرض النطاق الترددي ليس ضروريا. ويختلف الصيادون في ذلك بقدر ما يجب عليهم نشر سند صغير.يمنع هذا السند هجمات sybil من إضاعة وقت وحساب validators الموارد. يمكن سحبه على الفور، ربما لا أكثر من ما يعادل بضعة دولارات وربما يؤدي لجني مكافأة ضخمة من اكتشاف سوء التصرف validator.

Polkadot への参加

Polkadot の維持には 4 つの基本的な役割があります。 ネットワーク: 照合者、漁師、指名者、validator。で Polkadot の実装可能な 1 つ、後者の役割 実際には、基本的な validator と可用性の保証という 2 つの役割に分類できます。これについてはセクションで説明します 6.5.3. コレーター 漁師 バリデーター (このグループ) バリデーター (他のグループ) 承認する になる モニター レポート 悪い に対する行動 ブロックを提供します 候補者 のために 推薦者 図 1. 間の相互作用 Polkadot の 4 つの役割。 4.1.バリデーター。 validator は最高料金であり、 Polkadot ネットワーク上の新しいブロックを封印するのに役立ちます。 validator の役割は、十分に高い結合力に依存します ただし、他の保税当事者に預けられることは許可されています。 彼らのために行動する 1 人以上の validator を指名し、 validator の債券のそのような一部は、必ずしも validator 自体が所有しているわけではなく、これらの者が所有している可能性があります。 推薦者。 validator は、高可用性と帯域幅を備えたリレー チェーン クライアント実装を実行する必要があります。各ブロックで ノードは批准の役割を受け入れる準備ができていなければなりません 指定されたパラチェーン上の新しいブロック。 このプロセス 候補者の受信、検証、再公開が含まれます ブロック。指名は決定的ですが、事前に予測することは事実上不可能です。 validator はできないため、 完全な同期を維持することが合理的に期待される すべてのパラチェーンのデータベースを作成するには、validator が提案された新しいパラチェーンを考案するタスクを指名することが期待されます。 コレーターとして知られるサードパーティへのパラチェーン ブロック。 すべての新しいパラチェーン ブロックが、指定された validator サブグループ、validator によって適切に承認されると、 その後、リレーチェーンブロック自体を承認する必要があります。これには、 トランザクションキューの状態を更新する(本質的には パラチェーンの出力キューから別の出力キューにデータを移動する パラチェーンの入力キュー)、トランザクションを処理します。 承認されたリレーチェーントランザクションセットと承認 最終ブロック(最後のパラチェーン変更を含む)。POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 5 validator は合意を見つける義務を果たしていない 私たちが選択したコンセンサスアルゴリズムのルールの下では罰せられます。初期の意図しない障害の場合、これは次のとおりです。 validator の報酬を保留します。失敗が繰り返されると、セキュリティ保証金が (焼き付けによって) 減少します。二重署名や 共謀して無効なブロックを提供すると、 債券全体(部分的には燃えていますが、ほとんどが残っています) 情報提供者と誠実な関係者に)。 ある意味、validator はマイニング プールに似ています。 現在の PoW blockchain 件。 4.2.推薦者。指名者は利害関係者です validator の保証金に貢献した人。彼らは リスク資本を投入する以外に追加の役割はありません。 特定の validator (または のメンテナンスにおいて責任を持って行動すること。 ネットワーク。 比例配分された増額または減額が受けられます 債券の成長に応じて預金に入金されます。 彼らは貢献します。 照合者と合わせて、次に、推薦者もいくつかいます。 現在のPoWネットワークのマイナーと同じ感覚です。 4.3.照合者。取引照合者(略して照合者) validator が有効なものを作成するのを支援する当事者です。 パラチェーンブロック。彼らは特定のパラチェーンの「フルノード」を維持します。つまり、必要なものはすべて保持されます 新しいブロックを作成して実行できるようにするための情報 現在の PoW blockchain に対してマイナーが行うのとほぼ同じ方法でトランザクションを実行できます。通常の状況では、彼らは、 トランザクションを照合して実行し、封印されていないものを作成します をブロックし、ゼロ知識とともに提供する 現在責任を負っている 1 人以上の validator に証拠を提出します。 パラチェーンブロックを提案しています。 照合者、推薦者、validator 間の関係の正確な性質は変わる可能性があります。 時間。当初は、照合者が非常に緊密に連携することが期待されます validators は数が少ないため (おそらく 1 つだけ)トランザクション量が少ないパラチェーン。の 初期のクライアント実装には、 パラチェーン コレーター ノードは、(リレーチェーン) validator ノードに有効なパラチェーンを無条件に提供します ブロック。 同期バージョンを維持するコストとして このようなパラチェーンがすべて増加すると、さらに多くのパラチェーンが発生すると予想されます。 インフラを整備することで、 独立した経済的動機を持つ当事者に対する義務。 最終的には、 最も多くの取引手数料を徴収します。このような照合者は、報酬収益の継続的な分配のために、一定期間にわたって特定の validator を提供する契約を結ぶ可能性があります。 あるいは、「フリーランス」の照合者が単純に すぐに支払われる報酬の競争力のあるシェアと引き換えに、有効なパラチェーンブロックを提供する市場。同様に、分散型の推薦者プールでは、複数の推薦者プールが許可されます。 結束した参加者が調整し、責任を共有する validator。このプール機能により、オープンな参加が保証されます より分散化されたシステムにつながります。 4.4.漁師さんたち。他の2つのアクティブなパーティーとは異なり、 漁師はブロックオーサリングに直接関係していない プロセス。むしろ彼らは独立した「賞金稼ぎ」です。 高額な 1 回限りの報酬が動機です。 まさに、 漁師の存在を考えると、不正行為が起こることはめったになく、不正行為が起こるのは次のような場合のみであると予想されます。 結合した当事者が秘密鍵のセキュリティに不注意である、 悪意によるものではなく。名前が来る 予想される報酬の頻度、参加するための最小要件、および最終的な報酬のサイズから構成されます。 漁師は、タイムリーに次のことを証明することで報酬を得ることができます。 少なくとも一方の保税当事者が違法行為を行った。違法行為 それぞれ同じ承認された親を持つ 2 つのブロックに署名すること、またはパラチェーンの場合は無効なブロックの承認を支援することが含まれます。 ブロック。過剰な報酬や妥協を防ぐため、 セッションの秘密鍵の不正使用、基本報酬 単一の validator の違法に署名されたメッセージを提供することは、 最小限。この報酬は、増加するにつれて漸近的に増加します 他のvalidatorからの違法な署名を裏付けるものは、 本物の攻撃を暗示するもの。漸近線が設定されています 少なくとも次の基本的なセキュリティ主張に従って 66% validator の 3 分の 2 は慈善的に行動します。 フィッシャーマンは、以下の「フルノード」に似ています。 リソースが必要とする現在の blockchain システム 比較的小規模であり、安定した稼働時間を約束します 帯域幅も必要ありません。漁師の違いはこうだ 少額の保証金を支払わなければならないのと同じくらい。この絆は、 validator秒の時間と計算を無駄にするシビル攻撃 リソース。すぐに撤回可能ですが、おそらくそうではありません 数ドル相当以上の金額がかかる可能性があります 不正行為を発見することで多額の報酬を得る validator。

نظرة عامة على التصميم

يهدف هذا القسم إلى تقديم لمحة موجزة عن النظام ككل. استكشاف أكثر شمولا لل النظام موجود في القسم الذي يليه 5.1. إجماع. على سلسلة التتابع، Polkadot يحقق توافق منخفض المستوى حول مجموعة صالحة متفق عليها بشكل متبادل الكتل من خلال خوارزمية التسامح مع الأخطاء البيزنطية غير المتزامنة (BFT). سيتم إلهام الخوارزمية بواسطة Tendermint البسيط [11] وأكثر من ذلك بكثير المعنية HoneyBadgerBFT [14]. هذا الأخير يوفر إجماع فعال ومتسامح مع الأخطاء على نحو تعسفي بنية تحتية معيبة للشبكة، نظرًا لمجموعة من السلطات الحميدة في الغالب أو validators. بالنسبة لشبكة نمط إثبات السلطة (PoA)، هذا وحده سيكون كافيًا، ولكن من المفترض أن يكون Polkadot كذلك كما يمكن نشرها كشبكة مفتوحة بالكامل وعامة الوضع دون أي منظمة معينة أو موثوق بها السلطة اللازمة للحفاظ عليه. وعلى هذا النحو نحن بحاجة إلى وسائل تحديد مجموعة من validator والتحفيز لهم أن يكونوا صادقين. ولهذا نستخدم الاختيار القائم على إثبات الحصة (PoS). المعايير. 5.2. إثبات الحصة. نحن نفترض أن الشبكة سيكون لديه بعض الوسائل لقياس مقدار "الحصة" أي حساب معين لديه. لسهولة المقارنة الأنظمة الموجودة مسبقًا، سوف نسميها وحدة القياس "tokens". لسوء الحظ فإن المصطلح أقل من مثالي لـ أ لعدد من الأسباب، ليس أقلها كونها مجرد عددية القيمة المرتبطة بالحساب، لا توجد فكرة عنها الفردية. نحن نتخيل أن يتم انتخاب validator، بشكل غير متكرر (على الأكثر مرة واحدة يوميًا ولكن ربما نادرًا مثل مرة واحدة كل ربع سنة)، من خلال نظام إثبات الحصة المرشح (NPoS). يمكن أن يحدث التحفيز من خلال التخصيص التناسبي لـبولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 6 تتابع سلسلة سرب المدقق (كل لون حسب لونه المظلة المعينة) الصفقة (مقدم من ممثل خارجي) باراشين جسر المظلة الافتراضية (على سبيل المثال Ethereum) باراشين باراشين قوائم الانتظار والإدخال/الإخراج المعاملات المنتشرة منع تقديم المرشح الترتيب الثاني سلسلة التتابع مجتمع باراشين الحساب المعاملة الواردة المعاملة الصادرة المعاملات بين السلاسل (تتم إدارته بواسطة validators) جامع كتلة منتشرة صياد الشكل 2. ملخص تخطيطي لنظام Polkadot. يُظهر هذا أن المتعاونين يقومون بجمع ونشر معاملات المستخدم، بالإضافة إلى نشر مرشحي الكتلة للصيادين وvalidators. إنه أيضًا يوضح كيف يمكن للحساب نشر معاملة يتم تنفيذها من سلسلة Parachain الخاصة به، عبر سلسلة الترحيل ثم إلى سلسلة باراشين أخرى حيث يمكن تفسيرها على أنها معاملة لحساب هناك. الأموال القادمة من توسيع القاعدة token (حتى 100% سنويًا، على الرغم من أنه من المرجح أن يصل إلى حوالي 10٪) مع أي رسوم المعاملات التي تم جمعها. في حين أن توسع القاعدة النقدية يؤدي عادة إلى التضخم، حيث أن جميع مالكي token سيكون لديهم فرصة عادلة للمشاركة، فلن يحتاج أي مالك token إلى أن يعاني من انخفاض في قيمة أسهمه المقتنيات بمرور الوقت بشرط أن يكونوا سعداء بالحصول على دور في آلية التوافق. نسبة معينة من tokens سيتم استهدافها لعملية staking؛ ال سيتم تعديل توسيع القاعدة الفعال token من خلال آلية قائمة على السوق للوصول إلى هذا الهدف. يتم ربط المدققين بشكل كبير بحصصهم؛ الخروج تظل سندات validators سارية لفترة طويلة بعد توقف واجبات validators (ربما حوالي 3 أشهر). هذا طويل تسمح فترة تصفية السندات بحدوث سوء سلوك في المستقبل يعاقب حتى التفتيش الدوري للسلسلة. يؤدي سوء السلوك إلى العقوبة، مثل تقليل مكافأة أو، في الحالات التي تضر عمدا سلامة الشبكة، حيث يفقد validator بعضًا أو كلًا منها حصة validators أو المخبرين أو أصحاب المصلحة الآخرين ككل (من خلال الحرق). على سبيل المثال، validator الذي يحاول التصديق على فرعي الشوكة (أحيانًا المعروف باسم هجوم "قصير المدى") يمكن تحديده و يعاقب بالطريقة الأخيرة. يتم التحايل على هجمات "لا شيء على المحك" بعيدة المدى4 من خلال مزلاج "نقطة تفتيش" بسيط يمنع إعادة تنظيم سلسلة خطيرة لأكثر من عمق سلسلة معينة. لضمان مزامنة العملاء حديثًا لا يمكن أن ينخدعوا بالسلسلة الخاطئة، العادية سيحدث "الهارد فورك" (في نفس الفترة على الأكثر). تصفية سندات validators) التي تقوم بحظر نقطة تفتيش حديثة ذات كود ثابت hashes في العملاء. يلعب هذا بشكل جيد مع مقياس إضافي لتقليل البصمة وهو "طول السلسلة المحدودة" أو إعادة ضبط دورية لكتلة التكوين. 5.3. المظلات والمجمعات. يحصل كل مظلة معايير أمنية مماثلة لسلسلة الترحيل: ال يتم إغلاق رؤوس المظلات داخل كتلة سلسلة التتابع ضمان عدم إمكانية إعادة التنظيم أو "الإنفاق المزدوج" بعد التأكيد. يعد هذا ضمانًا أمنيًا مشابهًا لذلك الذي توفره السلاسل الجانبية والدمج لـ Bitcoin. ومع ذلك، فإن Polkadot يوفر أيضًا ضمانات قوية بأن انتقالات حالة المظلات صالحة. هذا يحدث من خلال مجموعة validators التي يتم تقسيمها بشكل عشوائي إلى مجموعات فرعية؛ مجموعة فرعية واحدة لكل Parachain، من المحتمل أن تختلف المجموعات الفرعية لكل كتلة. هذا يشير الإعداد عمومًا إلى أن أوقات حظر سلاسل المظلات ستفعل ذلك تكون على الأقل بنفس طول سلسلة التتابع. المحدد وسائل تحديد التقسيم خارج النطاق 4مثل هذا الهجوم هو حيث يقوم الخصم بصياغة سلسلة جديدة تمامًا من التاريخ بدءًا من كتلة التكوين وما بعده. من خلال التحكم أ حصة ضئيلة نسبيًا من الحصة في المقابل، فإنهم قادرون على زيادة حصتهم من الحصة بشكل تدريجي مقارنة بجميع الحصص الأخرى أصحاب المصلحة لأنهم المشاركون النشطون الوحيدون في تاريخهم البديل. نظرًا لعدم وجود قيود مادية جوهرية على الخلق من الكتل (على عكس إثبات العمل (PoW) حيث يجب إنفاق طاقة حسابية حقيقية تمامًا)، فإنهم قادرون على صياغة سلسلة أطول من السلسلة الحقيقية في فترة زمنية قصيرة نسبيًا وربما تجعلها الأطول والأفضل، وتتولى الحالة الأساسية للشبكة.بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 7 من هذه الوثيقة ولكن من المرجح أن تستند إما حولها إطار عمل كشف الالتزام مشابه لـ RanDAO [19] أو استخدم البيانات المجمعة من الكتل السابقة لكل سلسلة باراشين تحت hash آمن تشفيريًا. هذه المجموعات الفرعية من validators مطلوبة لتوفير أ مرشح كتلة الباراشين الذي يضمن صلاحيته (on ألم مصادرة السندات). الصلاحية تدور حول اثنين نقاط مهمة؛ أولاً أنه صحيح جوهريًا – ذلك تم تنفيذ جميع التحولات في الدولة بأمانة وهذا كل شيء البيانات الخارجية المشار إليها (أي المعاملات) صالحة للتضمين. ثانياً: أن أي بيانات خارجية عنه المرشح، مثل تلك المعاملات الخارجية، يتمتع بتوافر عالٍ بدرجة كافية حتى يتمكن المشاركون من ذلك قم بتنزيله وتنفيذ الكتلة يدويًا.5 قد يقدم المدققون كتلة "خالية" فقط لا تحتوي على بيانات "معاملات" خارجية، ولكنهم قد يتعرضون لخطر الحصول على مكافأة مخفضة إذا فعلوا ذلك. إنهم يعملون جنبا إلى جنب بروتوكول ثرثرة باراشين مع المتعاونين - الأفراد الذي يجمع المعاملات في كتل ويقدم دليلاً غير تفاعلي وصفر المعرفة على أن الكتلة تشكل فرعًا صالحًا لوالدها (ويأخذ أي معاملة رسوم على متاعبهم). يُترك الأمر لبروتوكولات Parachain لتحديد البروتوكولات الخاصة بها وسائل منع البريد العشوائي: لا توجد فكرة أساسية عن "قياس موارد الكمبيوتر" أو "رسوم المعاملات" التي تفرضها سلسلة التتابع. لا يوجد أيضًا تطبيق مباشر لهذا الأمر من خلال بروتوكول سلسلة الترحيل (على الرغم من أنه ومن غير المرجح أن يختار أصحاب المصلحة اعتمادها المظلة التي لم توفر آلية لائقة). هذه إشارة صريحة إلى إمكانية وجود سلاسل مختلفة Ethereum، على سبيل المثال. سلسلة تشبه Bitcoin ولها نموذج رسوم أبسط بكثير أو نموذج آخر لمنع البريد العشوائي لم يتم اقتراحه بعد. من المحتمل أن تكون سلسلة الترحيل الخاصة بـ Polkadot نفسها موجودة كـ Ethereum-حسابات شبيهة وسلسلة الحالة، من المحتمل أن تكون EVMمشتقة. نظرًا لأن عقد سلسلة التتابع ستكون مطلوبة القيام بمعالجة كبيرة أخرى، وإنتاجية المعاملات سيتم تقليلها جزئيًا من خلال رسوم المعاملات الكبيرة وإذا كانت نماذجنا البحثية تتطلب حدًا لحجم الكتلة. 5.4. الاتصالات بين السلاسل. العنصر الأخير الحاسم في Polkadot هو التواصل بين السلاسل. منذ يمكن أن تحتوي المظلات على نوع من قناة المعلومات فيما بينها، ونحن نسمح لأنفسنا بالنظر في Polkadot أ متعددة السلاسل قابلة للتطوير. في حالة Polkadot، يكون الاتصال بسيطًا قدر الإمكان: يتم تنفيذ المعاملات في المظلة (وفقًا لمنطق تلك السلسلة) قادرة على ذلك يؤثر على إرسال المعاملة إلى سلسلة Parachain ثانية أو ربما سلسلة التتابع. مثل المعاملات الخارجية في الإنتاج blockchains، فهي غير متزامنة تمامًا وليس هناك قدرة جوهرية لهم على العودة أي نوع من المعلومات يعود إلى أصله. الوجهة: يحصل البيانات من السابقة الكتلة validators. يتلقى الحساب منشورًا: تمت إزالة الإدخال من دخول Merkle tree يرسل الحساب منشورًا: تم وضع الإدخال في الخروج Merkle tree للوجهة المظلة الخروج المصدر: أسهم البيانات مع الكتلة التالية validators إثبات البريد المخزن في خروج المظلة ميركل شجرة تم وضع المرجع الموجه في باراتشين الوجهة دخول Merkle tree دخول الشكل 3. عرض تخطيطي أساسي الأجزاء الرئيسية من التوجيه لنشرها المعاملات ("المشاركات"). لضمان الحد الأدنى من تعقيد التنفيذ، الحد الأدنى خطر و الحد الأدنى سترات مستقيمة من المستقبل أبنية Parachain، هذه المعاملات بين السلاسل هي لا يمكن تمييزها بشكل فعال عن المعاملات القياسية الموقعة خارجيا. تحتوي المعاملة على جزء أصل، مما يوفر القدرة على تحديد سلسلة Parachain، و عنوان قد يكون ذو حجم تعسفي. على عكس الأنظمة الحالية الشائعة مثل Bitcoin وEthereum، لا تأتي المعاملات بين السلاسل مع أي نوع من "الدفع" للرسوم المرتبطة بها؛ ويجب إدارة أي دفع من هذا القبيل من خلال منطق التفاوض على سلاسل المصدر والوجهة. نظام مثل ذلك المقترح ل سيكون إصدار Serenity الخاص بـ Ethereum [7] وسيلة بسيطة لإدارة مثل هذا الدفع للموارد عبر السلسلة نحن نفترض أن الآخرين قد يبرزون إلى الواجهة في الوقت المناسب. يتم حل المعاملات Interchain باستخدام بسيطة آلية الانتظار تعتمد على Merkle tree لضمان ذلك الإخلاص. إنها مهمة مشرفي سلسلة التتابع نقل المعاملات في قائمة انتظار الإخراج لسلسلة باراشين واحدة في قائمة انتظار الإدخال لسلسلة المظلة الوجهة. ال تتم الإشارة إلى المعاملات التي تم تمريرها في سلسلة الترحيل، ولكنها ليست ذات صلةمعاملات ay-chain نفسها. لمنع سلسلة مظلة من إرسال رسائل غير مرغوب فيها إلى سلسلة مظلة أخرى المعاملات، ليتم إرسال المعاملة، هو مطلوب أن قائمة انتظار إدخال الوجهة ليست كبيرة جدًا وقت نهاية الكتلة السابقة. إذا كان الإدخال قائمة الانتظار كبيرة جدًا بعد معالجة الكتلة، وبالتالي تعتبر "مشبعة" ولا يمكن توجيه أي معاملات إليها ضمن الكتل اللاحقة حتى يتم تخفيضها مرة أخرى إلى ما دون الحد. تتم إدارة قوائم الانتظار هذه على سلسلة الترحيل السماح للمظلات بتحديد تشبع بعضها البعض الحالة؛ بهذه الطريقة محاولة فاشلة لنشر المعاملة إلى وجهة متوقفة قد يتم الإبلاغ عنها بشكل متزامن. (على الرغم من عدم وجود مسار إرجاع، إذا فشلت معاملة ثانوية لهذا السبب، فلا يمكن الإبلاغ عنها مرة أخرى للمتصل الأصلي وبعض وسائل الاسترداد الأخرى يجب أن يحدث.) 5.5. Polkadot و Ethereum. نظرًا لاكتمال تورينج Ethereum، نتوقع أن تكون هناك فرصة كبيرة لـ Polkadot وEthereum للتشغيل المتبادل مع بعضها البعض، على الأقل ضمن بعض الحدود الأمنية التي يمكن استنتاجها بسهولة. باختصار، نحن نتصور أن المعاملات من يمكن توقيع Polkadot بواسطة validators ثم إدخاله في 5قد تتم مشاركة مثل هذه المهمة بين validators أو يمكن أن تصبح المهمة المعينة لمجموعة من validators المرتبطة بشكل كبير والمعروفة باسم ضمانات التوفر.

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 8 Ethereum حيث يمكن تفسيرها وسنها عقد إعادة توجيه المعاملة. وفي الاتجاه الآخر، نتوقع استخدام السجلات (الأحداث) المنسقة خصيصًا القادمة من "عقد الاختراق" للسماح بالتحقق السريع من ضرورة إعادة توجيه رسالة معينة. 5.5.1. Polkadot إلى Ethereum. من خلال اختيار أ BFT آلية الإجماع مع validators المكونة من أ مجموعة من أصحاب المصلحة يتم تحديدهم من خلال التصويت بالموافقة آلية، نحن قادرون على الحصول على إجماع آمن مع عدد قليل ومتواضع من validators. في نظام يحتوي على إجمالي 144 validators، فإن وقت الكتلة يبلغ 4 ثوانٍ ونهاية 900 كتلة (مما يسمح بالبرامج الضارة سيتم الإبلاغ عن السلوكيات مثل الأصوات المزدوجة ومعاقبتها وإصلاحها)، يمكن أن تكون صلاحية الكتلة معقولة تعتبر مثبتة من خلال ما لا يقل عن 97 توقيعًا (ثلثي 144 زائد واحد) وفترة تحقق تالية مدتها 60 دقيقة حيث لا يتم إيداع أي اعتراضات. Ethereum قادر على استضافة "عقد اقتحام" والذي ويمكن الحفاظ على الموقعين الـ 144 والسيطرة عليهم لهم. نظرًا لأن استرداد التوقيع الرقمي للمنحنى الإهليلجي (ECDSA) لا يتطلب سوى 3000 غاز تحت EVM، ومنذ ذلك الحين من المحتمل أننا نريد فقط أن يتم التحقق من الصحة على الأغلبية العظمى من validators (بدلاً من الإجماع الكامل)، التكلفة الأساسية لـ Ethereum لتأكيد تلك التعليمات تم التحقق من صحتها بشكل صحيح حيث أن القادمة من شبكة Polkadot لن تزيد عن 300000 غاز - أي 6% فقط من الحد الإجمالي للغاز عند 5.5 م. زيادة عدد validators (كما هو ضروري للتعامل معها العشرات من السلاسل) يزيد حتما من هذه التكلفة من المتوقع على نطاق واسع أن ينمو النطاق الترددي لمعاملات Ethereum بمرور الوقت مع نضوج التكنولوجيا و تتحسن البنية التحتية. جنبا إلى جنب مع حقيقة أن لا يجب مشاركة جميع validators (على سبيل المثال، الأعلى فقط قد يتم استدعاء validators المثبت لمثل هذه المهمة). وتمتد حدود هذه الآلية بشكل جيد إلى حد معقول. بافتراض التناوب اليومي لمثل هذه validators (وهو متحفظ إلى حد ما - أسبوعيًا أو حتى شهريًا قد يكون مقبولاً)، ثم التكلفة التي تتحملها الشبكة للصيانة سيكون هذا الجسر Ethereum-إعادة التوجيه حوالي 540.000 الغاز يوميًا أو، بأسعار الغاز الحالية، 45 دولارًا سنويًا. ستتكلف المعاملة الأساسية التي يتم إرسالها بمفردها عبر الجسر حوالي 0.11 دولار؛ سيكلف حساب العقد الإضافي أكثر، بطبيعة الحال. عن طريق التخزين المؤقت وتجميع المعاملات معا، يمكن بسهولة أن تكون تكاليف ترخيص الاقتحام المشتركة، مما يقلل تكلفة المعاملة بشكل كبير؛ إذا كانت هناك حاجة إلى 20 معاملة قبل إعادة التوجيه، إذن ستنخفض تكلفة إعادة توجيه المعاملة الأساسية إلى حوالي 0.01 دولار. أحد البدائل المثيرة للاهتمام والأرخص لنموذج العقد متعدد التوقيع هو استخدام توقيعات العتبة من أجل تحقيق دلالات الملكية متعددة الأطراف. بينما مخططات توقيع العتبة لـ ECDSA باهظة الثمن من الناحية الحسابية، كتلك الخاصة بالمخططات الأخرى مثل توقيعات شنور معقولة جدًا. Ethereum تخطط لإدخال البدائيين التي من شأنها أن تفعل ذلك مخططات رخيصة للاستخدام في شوكة متروبوليس الصلبة القادمة. إذا كان من الممكن استخدام مثل هذه الوسيلة، فستكون تكلفة الغاز لإعادة توجيه معاملة Polkadot إلى Ethereum سيتم تخفيض الشبكة بشكل كبير إلى ما يقرب من الصفر النفقات العامة بالإضافة إلى التكاليف الأساسية للتحقق من صحة التوقيع وتنفيذ المعاملة الأساسية. في هذا النموذج، سيكون لعقد Polkadot validator لفعل القليل بخلاف توقيع الرسائل. لتوجيه المعاملات فعليًا إلى شبكة Ethereum، نحن افترض أن أيًا من validators نفسها ستتواجد أيضًا شبكة Ethereum أو على الأرجح تلك المكافآت الصغيرة يتم عرضه على الممثل الأول الذي يقوم بإعادة توجيه الرسالة إلى الشبكة (يمكن دفع المكافأة بشكل تافه إلى منشئ المعاملة). 5.5.2. Ethereum إلى Polkadot. الحصول على المعاملات لتكون تستخدم إعادة التوجيه من Ethereum إلى Polkadot المفهوم البسيط للسجلات. عندما يرغب عقد Ethereum في إرسال معاملة إلى سلسلة معينة من Polkadot، إنها تحتاج ببساطة إلى إبرام "عقد انفصال" خاص. سيتطلب عقد الاختراق أي دفعة قد تكون تكون مطلوبة وإصدار تعليمات التسجيل بحيث يمكن إثبات وجودها من خلال إثبات Merkle والتأكيد على أن رأس الكتلة المقابلة صالح و الكنسي. ومن بين الشرطين الأخيرين، ربما تكون الصلاحية هي الأكثر وضوحا لإثبات. من حيث المبدأ، فإن الشرط الوحيد هولكل عقدة Polkadot تحتاج إلى الإثبات (أي العقد validator المعينة) لتشغيل نسخة متزامنة بالكامل من عقدة Ethereum القياسية. لسوء الحظ، هذا في حد ذاته تبعية ثقيلة إلى حد ما. أكثر ستكون الطريقة خفيفة الوزن هي استخدام دليل بسيط على أن تم تقييم الرأس بشكل صحيح من خلال توفير فقط يلزم تنفيذ جزء من محاولة حالة Ethereum بشكل صحيح المعاملات في الكتلة والتحقق من صحة السجلات (الواردة في إيصال الكتلة). مثل هذه "الشبيهة بـ SPV"6 قد تتطلب البراهين قدرًا كبيرًا من المعلومات؛ بشكل ملائم، لن تكون هناك حاجة إليها عادةً الكل: نظام السندات داخل Polkadot سيسمح بالارتباط أطراف ثالثة لتقديم رؤوس مع خطر فقدانها يجب أن يقدم طرف ثالث آخر (مثل "الصياد"، انظر 6.2.3) دليلاً على أن الرأس غير صالح (على وجه التحديد أن جذر الحالة أو جذور الاستلام كانوا محتالين). على شبكة إثبات العمل (PoW) غير النهائية مثل Ethereum، فإن من المستحيل إثبات الشرعية بشكل قاطع. ولمعالجة ذلك، يجب على التطبيقات التي تحاول الاعتماد على أي نوع من السبب المعتمد على السلسلة انتظر عددًا من "التأكيدات"، أو حتى تصل المعاملة التابعة إلى مرحلة ما. عمق خاص داخل السلسلة. على Ethereum، هذا يتراوح العمق من كتلة واحدة للمعاملات الأقل قيمة مع عدم وجود مشكلات معروفة في الشبكة إلى 1200 كتلة كما كان القضية أثناء إصدار Frontier الأولي للتبادلات. على شبكة "Homestead" المستقرة، يقع هذا الرقم عند 120 قطعة لمعظم البورصات، ومن المحتمل أن نتقبلها معلمة مماثلة. هكذا نحن يمكن تخيل لدينا Polkadot-الجانب Ethereumواجهة تحتوي على بعض الوظائف البسيطة: لتكون قادرًا على ذلك قبول رأس جديد من شبكة Ethereum والتحقق من صحة إثبات العمل، لتتمكن من قبول بعض الأدلة على أن تم إصدار سجل معين بواسطة عقد الاختراق من الجانب Ethereum لرأس ذو عمق كافٍ (وإلى الأمام الرسالة المقابلة داخل Polkadot) وأخيرًا لتكون قادرة على قبول البراهين التي سبق قبولها ولكن يحتوي الرأس الذي لم يتم تفعيله بعد على جذر إيصال غير صالح. للحصول فعليًا على بيانات الرأس Ethereum نفسها (و أي أدلة SPV أو تفنيد الصلاحية/القانونية) إلى شبكة Polkadot، تحفيز لإعادة التوجيه يشير 6SPV إلى التحقق المبسط من الدفع في Bitcoin ويصف طريقة للعملاء للتحقق من المعاملات مع الاحتفاظ فقط نسخة من جميع رؤوس الكتل لأطول سلسلة إثبات العمل (PoW).بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 9 هناك حاجة إلى البيانات. يمكن أن يكون هذا بسيطًا مثل الدفع (ممولة من الرسوم المحصلة من جهة Ethereum) المدفوعة لأي شخص قادر على إعادة توجيه كتلة مفيدة رأسها صالح. وسيُطلب من المدققين الاحتفاظ بالمعلومات المتعلقة بالآلاف القليلة الأخيرة من الكتل من أجل تكون قادرًا على إدارة الانقسامات، إما من خلال بعض الوسائل الجوهرية للبروتوكول أو من خلال عقد يتم الاحتفاظ به على سلسلة التتابع. 5.6. Polkadot و Bitcoin. Bitcoin التشغيل البيني يمثل تحديًا مثيرًا للاهتمام لـ Polkadot: ما يسمى ومن شأن "الربط المتبادل" أن يشكل جزءاً مفيداً من البنية الأساسية ليكون على جانب كلا الشبكتين. ومع ذلك، بسبب قيود Bitcoin، مع توفير مثل هذا الربط بشكل آمن مشروع غير تافه. تسليم المعاملة من يمكن من حيث المبدأ إجراء Bitcoin إلى Polkadot بعملية مشابهة لتلك الخاصة بـ Ethereum؛ "عنوان الانفصال" يمكن التحكم فيه بطريقة ما بواسطة Polkadot validators تلقي tokens المنقولة (والبيانات المرسلة بجانبها). يمكن تقديم أدلة SPV عن طريق oracles و، جنبًا إلى جنب مع فترة التأكيد، والمكافأة الممنوحة مقابل ذلك تحديد الكتل غير القانونية التي تنطوي على المعاملة لقد تم "الإنفاق المزدوج". أي tokens مملوكة بعد ذلك في سيتم بعد ذلك، من حيث المبدأ، التحكم في "عنوان الاختراق" بواسطة نفس validator لتوزيعه لاحقًا. لكن المشكلة تكمن في كيفية التحكم بشكل آمن في الودائع من خلال مجموعة دوارة validator. على عكس Ethereum والتي يمكنها اتخاذ قرارات تعسفية بناء على ذلك بناء على مجموعات من التوقيعات، Bitcoin هو إلى حد كبير أكثر محدودية، حيث يقبل معظم العملاء فقط المعاملات متعددة التوقيع بحد أقصى 3 أطراف. وتوسيع هذا العدد إلى 36، أو في الواقع الآلاف كما هو مطلوب في نهاية المطاف، أمر مستحيل بموجب البروتوكول الحالي. أحد الخيارات هو تغيير بروتوكول Bitcoin للتمكين مثل هذه الوظيفة، ولكن ما يسمى بـ "الهارد فورك" في Bitcoin من الصعب ترتيب العالم بناءً على المحاولات الأخيرة. أحد الاحتمالات هو استخدام توقيعات العتبة، مخططات التشفير للسماح لجمهور محدد الهوية المفتاح ليتم التحكم فيه بشكل فعال من خلال "أجزاء" سرية متعددة، يجب استخدام بعضها أو جميعها لإنشاء توقيع صالح. لسوء الحظ، عتبة التوقيعات متوافقة مع Bitcoin's ECDSA باهظة الثمن من الناحية الحسابية إنشاء والتعقيد متعدد الحدود. مخططات أخرى من هذا القبيل توفر توقيعات شنور تكاليف أقل بكثير، إلا أن الجدول الزمني الذي يمكن تقديمهم فيه إلى Bitcoin البروتوكول غير مؤكد. منذ الأمن النهائي للودائع تقع على عاتق عدد من validators المستعبدين، هناك خيار آخر هو تقليل حاملي المفاتيح متعددي التوقيعات إلى عدد كبير فقط مجموعة فرعية مستعبدة من إجمالي validators مثل تلك العتبة تصبح التوقيعات ممكنة (أو، في أسوأ الأحوال، موطن Bitcoin الأصلي التوقيع المتعدد ممكن). وهذا بالطبع يقلل من المبلغ الإجمالي للسندات التي يمكن خصمها كتعويضات في حالة تصرف validator بشكل غير قانوني، ولكن هذا هو تدهور رشيق، ببساطة وضع حد أعلى ل مقدار الأموال التي يمكن تشغيلها بشكل آمن بين شبكتان (أو في الواقع، على نسبة الخسائر في حالة حدوث هجوم من validators تنجح). على هذا النحو، نعتقد أنه ليس من غير الواقعي وضع Bitcoin قابلية التشغيل البيني "سلسلة مظلات افتراضية" آمنة بشكل معقول بين الشبكتين، على الرغم من أنه جهد كبير بجدول زمني غير مؤكد، ومن المحتمل جدًا مما يتطلب تعاون الجهات المعنية في ذلك شبكة.

設計の概要

このセクションは、概要を簡単に説明することを目的としています。 システム全体として。をさらに徹底的に調査すると、 システムについては、それに続くセクションで説明します。 5.1.コンセンサス。リレーチェーン上で、Polkadot は次のことを達成します。 相互に合意された有効なセットに関する低レベルの合意 最新の非同期ビザンチン フォールトトレラント (BFT) アルゴリズムを通じてブロックします。アルゴリズムがインスピレーションを受けます シンプルな Tendermint [11] とそれ以上の機能による HoneyBadgerBFT [14] が関与しています。後者は、 恣意的なものに対する効率的でフォールトトレラントな合意 ネットワーク インフラストラクチャに欠陥があり、ほとんど無害な一連の権限または validator が指定されています。 Proof-of-Authority (PoA) スタイルのネットワークの場合、これだけで で十分ですが、Polkadot は次のようになると考えられます。 完全にオープンでパブリックなネットワークとして展開することも可能 特定の組織や信頼できる組織がない状況 それを維持するために必要な権限。 したがって、 validator のセットを決定し、奨励する手段 正直に言うと彼らは。このために、PoS ベースの選択を利用します 基準。 5.2.賭け金を証明する。ネットワークが どれくらいの「賭け金」を計測する何らかの手段を持つだろう 特定のアカウントにはあります。 比較しやすいように、 既存のシステムでは、測定単位と呼びます。 「tokens」。残念ながら、この用語は理想的なものではありません。 理由はたくさんありますが、特に単にスカラーであるということは重要です アカウントに関連付けられた値、という概念はありません。 個性。 私たちは、validator 人が選出されるのはまれであると想像しています (せいぜい 1 日に 1 回ですが、おそらく四半期に 1 回ほどの頻度で行われます)、 指名プルーフ・オブ・ステーク (NPoS) スキームを通じて。インセンティブは、比例配分によって発生します。POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 6 リレー チェーン バリデーターの群れ (それぞれの色で色分けされています) 指定されたパラチェーン) トランザクション (提出者 外部俳優) パラチェーン 橋 仮想パラチェーン (例: Ethereum) パラチェーン パラチェーン キューと I/O 伝播されたトランザクション 候補者の提出をブロックする 2次注文 リレーチェーン パラチェーンコミュニティ アカウント インバウンドトランザクション アウトバウンドトランザクション インターチェーントランザクション (validators が管理) コレーター 伝播されたブロック 漁師 図 2. Polkadot システムの概要図。これは、照合者がユーザー トランザクションを収集して伝播すること、およびブロック候補を漁師と validator に伝播することを示しています。それも アカウントがリレーチェーンを介してパラチェーンから実行されるトランザクションを投稿する方法を示します そして、別のパラチェーンに移行し、そこのアカウントへのトランザクションとして解釈できます。 token のベース拡張からの資金 (最大 100%) 年間、ただし可能性としては約 10%) 徴収される取引手数料。マネタリーベースの拡大は通常インフレにつながりますが、token の所有者全員が 参加する際には公平な機会が与えられ、token所有者は、その価値の減少に苦しむ必要はありません。 彼らが喜んで取得した場合に限り、長期にわたる保有量 コンセンサスメカニズムにおける役割。特定の割合 token 個が staking プロセスの対象となります。の 実質的なtokenベースの拡張は、次のように調整されます。 この目標を達成するための市場ベースのメカニズム。 バリデーターは、その利害関係によって強い絆で結ばれています。終了します validator の保証は、validator の職務が終了した後も長期間 (おそらく約 3 か月) 維持されます。こんなに長い 債券清算期間により、将来の不正行為が可能になる チェーンの定期的なチェックポイントまで罰せられます。 不正行為があった場合には減給などの懲罰が科せられます。 報酬を与える場合、または意図的に侵害する場合 ネットワークの整合性が失われ、validator はその一部またはすべてを失います。 他のvalidator、情報提供者、または利害関係者への利害関係 全体として(燃焼を通じて)。たとえば、validator フォークの両方のブランチを承認しようとする人 (場合によっては 「短距離」攻撃として知られる)が特定される可能性があり、 後者の方法で処罰されます。 長距離の「何も関係のない」攻撃4は、単純な「チェックポイント」ラッチによって回避され、複数の危険なチェーンの再編成を防ぎます。 特定のチェーンの深さ。 新しく同期するクライアントを確実にするには 間違ったチェーンにだまされることはありません。 「ハードフォーク」は(せいぜい同時期に)発生するだろう。 validators の債券清算)、最近のチェックポイント ブロック hashes をクライアントにハードコーディングします。これは、「有限チェーン長」または「有限チェーン長」というさらなるフットプリント削減策とうまく機能します。 ジェネシスブロックの定期的なリセット。 5.3.パラチェーンとコレーター。各パラチェーンが取得するのは、 リレーチェーンに対する同様のセキュリティ アフォーダンス: の パラチェーンのヘッダーはリレーチェーンブロック内に密封されています 確認後は、組織再編や「二重支出」が不可能であることを保証します。これは、Bitcoin のサイドチェーンとマージマイニングによって提供されるものと同様のセキュリティ保証です。ただし、Polkadot は、パラチェーンの状態遷移が有効であるという強力な保証も提供します。これ validator のセットが暗号的にランダムにサブセットに分割されることによって発生します。 1 つあたり 1 つのサブセット パラチェーンでは、サブセットはブロックごとに異なる可能性があります。これ セットアップは通常、パラチェーンのブロック時間が 少なくともリレーチェーンの長さと同じ長さにしてください。具体的な 分割を決定する手段は範囲外です 4 このような攻撃では、敵はジェネシス ブロック以降、全く新しい歴史の連鎖を作り上げます。をコントロールすることで、 オフセットでの賭け金の割合は比較的微々たるものですが、他のすべての賭け金と比べて徐々に自分の賭け金の割合を増やすことができます。 利害関係者は、彼らの代替歴史の唯一の積極的な参加者であるためです。創造物には本質的な物理的制限が存在しないため、 (実際の計算エネルギーを費やす必要がある PoW とは異なり) のブロックで、実際のチェーンよりも長いチェーンを作成できます。 比較的短い期間であり、ネットワークの正規の状態を引き継ぎ、最長かつ最良となる可能性があります。POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 7 この文書の内容は次のいずれかに基づいている可能性がありますが、 RanDAO [19] に似た commit-reveal フレームワーク、または 各パラチェーンの前のブロックから結合されたデータを使用する 暗号的に安全な hash の下で。 validator のこのようなサブセットは、 有効性が保証されているパラチェーンブロック候補( 債券没収の痛み)。有効性は 2 を中心に展開します 重要な点。第一に、それは本質的に有効であるということ、 すべての状態遷移が忠実に実行され、すべてが 参照される外部データ (トランザクションなど) は含めることができます。第二に、外部データはすべて、 外部トランザクションなどの候補は十分に高い可用性を備えているため、参加者は次のことを行うことができます。 それをダウンロードし、ブロックを手動で実行します。5 バリデーターは、外部の「トランザクション」データを含まない「null」ブロックのみを提供する場合がありますが、提供すると報酬が減額されるリスクが生じる可能性があります。彼らは一緒に働きます 照合者 (個人) とのパラチェーン ゴシップ プロトコル トランザクションをブロックに照合し、そのブロックが親の有効な子を構成することを示す非対話型のゼロ知識証明を提供します (トランザクションを取得する) 彼らのトラブルに対する料金)。 独自の指定はパラチェーン プロトコルに委ねられます。 スパム防止手段: 「コンピューティング リソースの測定」または「トランザクション料金」という基本的な概念はありません。 リレーチェーンによって課せられます。また、リレーチェーンプロトコルによってこれを直接強制することはありません(ただし、 利害関係者が採用を選択する可能性は低い まともなメカニズムを提供していないパラチェーン)。 これは、これまでとは異なるチェーンの可能性に対する明確なうなずきです。 Ethereum、例: Bitcoin のようなチェーンは、はるかに単純な料金モデル、またはその他のまだ提案されていないスパム防止モデルを備えています。 Polkadot のリレー チェーン自体はおそらく Ethereum のようなアカウントと状態チェーン (おそらく EVM__ 派生)。リレーチェーンノードは次のことを行う必要があるため、 他の重要な処理、トランザクション スループットを実行する 多額の取引手数料により部分的に最小限に抑えられる また、研究モデルでブロック サイズの制限が必要な場合もあります。 5.4.チェーン間通信。 Polkadot の重要な最終要素はチェーン間通信です。以来 パラチェーン間には何らかの情報チャネルが存在する可能性があるため、Polkadot をパラチェーンとみなすことができます。 スケーラブルなマルチチェーン。 Polkadot の場合、通信は可能な限り単純です。トランザクションは、 パラチェーンは(そのチェーンのロジックに従って)次のことができます。 トランザクションを 2 番目のパラチェーンにディスパッチします。 またはリレーチェーンの可能性もあります。外部トランザクションと同様 本番環境 blockchain では完全に非同期です そして、それらには何かを返す本質的な能力はありません。 情報の原点に戻ること。 宛先: 取得 以前のデータ ブロックのvalidator。 アカウントが投稿を受信します: エントリが削除されました イングレス Merkle tree アカウントが投稿を送信します: に置かれたエントリ 出口 Merkle tree 目的地に向けて パラチェーン 出口 出典:株式 次のブロックのデータ validators に保存されている投稿証明 パラチェーン出口マークル 木 配線された参照が配置されました 宛先パラチェーン内 イングレス Merkle tree 進入 図 3. を示す基本的な回路図 投稿のルーティングの主要部分 トランザクション (「投稿」)。 実装の複雑さを最小限に抑えるために、最小限の リスク そして 最小限の ストレートジャケット の 未来 パラチェーン アーキテクチャでは、これらのインターチェーン トランザクションは 標準の外部署名トランザクションと実質的に区別できません。 トランザクションにはオリジンセグメントがあり、パラチェーンを識別する機能を提供します。 任意のサイズのアドレス。 Bitcoin や Ethereum などの一般的な現在のシステムとは異なり、チェーン間トランザクションにはいかなる種類の手数料の「支払い」も伴いません。このような支払いは、ソースおよび宛先のパラチェーン上のネゴシエーション ロジックを通じて管理する必要があります。のために提案されているようなシステム Ethereum の Serenity リリース [7] は簡単な手段です ただし、そのようなクロスチェーンリソースの支払いを管理することは困難です やがて他の人たちが前面に出てくるかもしれないと私たちは考えています。 チェーン間トランザクションはシンプルな方法で解決されます。 Merkle tree に基づいたキューイング メカニズムにより、 忠実さ。リレーチェーンのメンテナの仕事は次のとおりです。 1 つのパラチェーンの出力キューでトランザクションを移動する 宛先パラチェーンの入力キューに追加されます。の 渡されたトランザクションはリレーチェーン上で参照されますが、相対ではありませんay-chain トランザクション自体。パラチェーンが別のパラチェーンにスパム送信するのを防ぐには トランザクション、トランザクションを送信するには、これが必要です 宛先の入力キューが大きすぎないこと 前のブロックの終了時刻。入力の場合 ブロック処理後のキューが大きすぎる場合、キューは「飽和」とみなされ、トランザクションはルーティングされません。 それは後続のブロック内で、以下に戻されるまで続きます。 限界。これらのキューはリレーチェーン上で管理されます パラチェーンが互いの飽和度を決定できるようにする ステータス。この方法では、トランザクションを投稿しようとして失敗しました 停止した宛先へのメッセージは同期的に報告される場合があります。 (ただし、リターンパスが存在しないため、その理由でセカンダリトランザクションが失敗した場合、それを報告することはできません) 元の呼び出し元とその他の回復手段に送信します。 開催しなければならないだろう。) 5.5. Polkadot と Ethereum。 Ethereum のチューリング完全性により、Polkadot と Ethereum が相互運用できる可能性が十分にあると予想されます。 少なくとも、容易に推測できるセキュリティの範囲内では、相互に影響を及ぼします。つまり、私たちは次のようなトランザクションを想定しています。 Polkadot は validators によって署名され、 5このようなタスクは、validator 間で共有される場合もあれば、強く結合された validator のセットの指定タスクになる場合もあります。 可用性の保証人。

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 8 Ethereum によって解釈および実行できます。 トランザクション転送契約。反対方向では、 特別にフォーマットされたログ (イベント) の使用が予想されます。 これは、特定のメッセージを転送する必要があるかどうかを迅速に検証できるようにするための「ブレークアウト コントラクト」に由来しています。 5.5.1. Polkadot から Ethereum まで。の選択を通じて、 BFT コンセンサス メカニズムと validator から形成された 承認投票を通じて決定された一連の利害関係者 このメカニズムにより、安全な合意を得ることができます。 変更頻度は低く、validator の数は控えめです。 合計 144 validator のシステムでは、ブロック時間は 4 秒、900 ブロックのフィナリティ (悪意のある攻撃を許可) 二重投票などの行為は通報され処罰される および修復される)、ブロックの有効性は合理的に判断できます。 わずか 97 件の署名 (144 件の 3 分の 2 に 1 件を加えたもの) と、異議申し立てが提出されないその後の 60 分間の検証期間を通じて証明されたとみなされます。 Ethereum は「不法侵入契約」をホストできます。 144 の署名者を維持し、次の者によって制御されることができます。 彼ら。 EVM では、楕円曲線デジタル署名 (ECDSA) の回復に必要なガスは 3,000 ガスのみであるため、 おそらく検証は、 validator の超過半数 (完全な全会一致ではなく)、 Ethereum の基本コスト、命令が実行されたことを確認 Polkadot ネットワークからのガスは 300,000 ガス以下であることが適切に検証されており、その割合はわずか 6% です。 総ブロックガス制限は5.5Mです。 validator の数を増やす (問題に対処するために必要なため) 数十のチェーン) は必然的にこのコストを増加させますが、 技術が成熟するにつれて、Ethereum のトランザクション帯域幅は時間の経過とともに増加すると広く予想されています。 インフラが改善されます。そうではないという事実とともに、 すべての validator が関与する必要があります (例: 最高の validator のみ) ステークされた validator は、そのようなタスクのために呼び出される可能性があります) このメカニズムの限界はかなり拡張されます。 このような validator が毎日ローテーションすると仮定します (これは かなり保守的であり、毎週または毎月でも許容される場合があります)、その後、ネットワークの維持コストがかかります。 このEthereum-転送ブリッジは約540,000になります 1 日あたりのガソリン、または現在のガス価格では年間 45 ドルです。基本的なトランザクションを単独でブリッジ経由で転送するとコストがかかります 約0.11ドル。追加の契約計算には費用がかかります もちろんもっとです。トランザクションのバッファリングとバンドルによる 合わせて、侵入許可コストは簡単に計算できます。 共有され、トランザクションごとのコストが大幅に削減されます。 転送する前に 20 個のトランザクションが必要な場合、 基本的なトランザクションの転送コストは次のようになります。 約0.01ドル。 この複数署名契約モデルに代わる、興味深い、より安価な代替手段の 1 つは、多国間所有権のセマンティクスを実現するためにしきい値署名を使用することです。 ECDSA のしきい値署名スキーム 他のスキームの場合は計算コストが高くなります Schnorr 署名などは非常に合理的です。 Ethereum そのようなものを作るプリミティブを導入する予定です 今後の Metropolis ハードフォークで安価に使用できるスキーム。このような手段が利用できれば、ガス代は Polkadot トランザクションを Ethereum に転送するため ネットワークは大幅にゼロ近くまで削減されるでしょう 検証のための基本コストを超えるオーバーヘッド 署名し、基礎となるトランザクションを実行します。 このモデルでは、Polkadot の validator ノードは次のようになります。 メッセージに署名する以外に何もすることはありません。トランザクションを実際に Ethereum ネットワークにルーティングするには、次のようにします。 どちらかの validator 自体も存在すると仮定します。 Ethereum ネットワーク、またはおそらくその少額の報奨金 メッセージを転送した最初のアクターにオファーされます ネットワークに送信します(報奨金は簡単に支払われる可能性があります) トランザクションの発信者)。 5.5.2. Ethereum から Polkadot まで。トランザクションを取得する Ethereum から Polkadot への転送では、ログという単純な概念が使用されます。 Ethereum コントラクトが Polkadot の特定のパラチェーンにトランザクションをディスパッチしたい場合、 特別な「ブレイクアウト契約」を結ぶだけで済みます。 ブレイクアウト契約では、以下のような支払いが発生します。 マークル証明と対応するブロックのヘッダーが有効であるというアサーションによってその存在が証明されるように、ロギング命令を発行します。 正規の。 後の 2 つの条件のうち、おそらく有効性が最も重要です。 証明するのが最も簡単です。原則として、唯一の要件は、証明が必要な各 Polkadot ノードに対して (つまり、指定された validator ノード) は、標準の Ethereum ノードの完全に同期されたインスタンスを実行します。残念ながら、これ自体はかなり重い依存関係です。さらに 軽量な方法は、次のような単純な証明を使用することです。 ヘッダーは、 適切に実行するために必要な Ethereum の状態トライの一部 ブロック内のトランザクションを確認し、ログ (ブロック レシートに含まれる) が有効であることを確認します。そんな「SPVらしさ」6 証明にはまだかなりの量の情報が必要になる場合があります。都合の良いことに、通常は必要ありません。 all: Polkadot 内の結合システムにより結合が可能になります。 サードパーティは、ヘッダーを失う危険を冒してヘッダーを送信する必要があります。 債券は、他の第三者 (「漁師」など、6.2.3 を参照) がヘッダーが無効であるという証拠を提供した場合に限ります。 (具体的には、状態ルートまたは領収書のルートが偽者であったこと)。 Ethereum のようなファイナライズされていない PoW ネットワークでは、 正規性を決定的に証明することは不可能です。 これに対処するために、あらゆる種類のものに依存しようとするアプリケーションは、 チェーン依存の因果関係は、多数の「確認」を待つか、依存するトランザクションが一定のレベルに達するまで待ちます。 チェーン内の特定の深さ。 Ethereum に、これは 深さは、既知のネットワーク問題がない最も価値の低いトランザクションの 1 ブロックから、従来の 1200 ブロックまで変化します。 交換用の最初のフロンティアリリース時のケース。 安定した「Homestead」ネットワークでは、この数字は次の位置にあります。 ほとんどの取引所では 120 ブロックかかりますが、おそらくかかるでしょう。 同様のパラメータ。 それで 私たち できる 想像してください 私たちの Polkadot側 Ethereumインターフェイスにはいくつかの簡単な機能があります: Ethereum ネットワークから新しいヘッダーを受け入れ、PoW を検証して、何らかの証拠を受け入れることができるようにします。 特定のログは、十分な深さのヘッダー (および前方) の Ethereum 側のブレークアウト コントラクトによって発行されました。 Polkadot 内の対応するメッセージ)、そして最後に 以前に受け入れられた証拠を受け入れることができるようになりますが、 まだ制定されていないヘッダーには無効なレシート ルートが含まれています。 実際に Ethereum ヘッダー データ自体を取得するには (そして SPV の証明または有効性/正規性の反駁) Polkadot ネットワーク、転送の奨励 6SPV は、Bitcoin の簡易支払検証を指し、クライアントがトランザクションのみを保持しながら検証する方法を説明します。 最長の PoW チェーンのすべてのブロック ヘッダーのコピー。POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 9 データが必要です。 これは支払いと同じくらい簡単です (Ethereum 側で徴収された料金から賄われます) 支払われました ヘッダーが次のような有用なブロックを転送できる人 有効です。検証者は、次の目的で最後の数千ブロックに関する情報を保持することが求められます。 何らかのプロトコル固有の手段または上で維持されるコントラクトを通じて、フォークを管理できる。 リレーチェーン。 5.6. Polkadot そして Bitcoin。 Bitcoin 相互運用 Polkadot には興味深い課題が提示されています。 「双方向ペグ」は便利なインフラになる 両方のネットワーク側に置く必要があります。ただし、理由により、 Bitcoin の制限により、そのようなペグを安全に提供するには、 簡単ではない仕事。からのトランザクションの配信 Bitcoin から Polkadot までは、原則として Ethereum と同様のプロセスで実行できます。 「ブレークアウトアドレス」 Polkadot validator によって何らかの方法で制御される可能性があります 転送された token (およびそれらと一緒に送信されたデータ) を受信します。 SPV 証明は、インセンティブ付きの oracle によって提供できます。 確認期間とともに、報奨金が与えられます。 トランザクションを暗示する非正規ブロックを特定する 「二重支出」されている。 token はすべて 「ブレークアウト アドレス」は、原則として、後の分散のために同じ validator によって制御されます。 しかし、問題は、回転する validator セットから堆積物をどのように安全に制御できるかということです。 とは異なります Ethereum に基づいて任意の決定を下すことができます 署名の組み合わせにより、Bitcoin は実質的に さらに制限があり、ほとんどのクライアントは最大 3 者とのマルチシグネチャ トランザクションのみを受け入れます。これを 36、実際には最終的に望まれる数千まで拡張することは、現在のプロトコルでは不可能です。 1 つのオプションは、Bitcoin プロトコルを変更して有効にすることです。 このような機能は、いわゆる「ハードフォーク」と呼ばれるものですが、 Bitcoin 最近の試みから判断すると、世界を調整するのは困難です。可能性の 1 つは、しきい値署名の使用です。 単一識別可能な公衆を許可する暗号化スキーム 鍵は複数の秘密「部分」によって効果的に制御されます。 有効な署名を作成するには、その一部またはすべてを利用する必要があります。 残念ながら、しきい値署名と互換性があります Bitcoin の ECDSA は計算コストが高くつきます 多項式の複雑さを作成します。その他のスキームとしては、 Schnorr 署名はコストがはるかに低くなりますが、 Bitcoin に導入される可能性のあるタイムライン プロトコルは不明です。 預金の最終的な安全性は次のとおりです。 多数の validator を結合する、もう 1 つのオプションは、 マルチサインキーホルダーを大幅に削減 合計 validator の結合されたサブセット (しきい値など) 署名が実行可能になります (または、最悪の場合、Bitcoin のネイティブ マルチ署名も可能です)。 これにより、当然のことながら、 validator が違法行為を行った場合に賠償金として差し引かれる可能性がある保証金の総額ですが、これは はグレースフル デグラデーションであり、単に上限を設定するだけです 間で安全に運用できる資金の量。 2 つのネットワーク (実際、攻撃による損失の割合) validator からは成功します)。 そのため、合理的に安全な Bitcoin 相互運用性の「仮想パラチェーン」を配置することは非現実的ではないと考えています。 2 つのネットワーク間での作業はかなりの努力が必要ですが、スケジュールは不確実であり、可能性は十分にあります。 その中で利害関係者の協力を必要とする ネットワーク。

البروتوكول بالتفصيل

يمكن تقسيم البروتوكول تقريبًا إلى ثلاثة الأجزاء: آلية التوافق، واجهة الباراشين وتوجيه المعاملات بين السلاسل. 6.1. سلسلة التتابع العملية. ال سلسلة التتابع سوف من المحتمل أن تكون سلسلة مشابهة إلى حد كبير لـ Ethereum من حيث أنها يعتمد على الحالة مع عنوان تعيين الحالة للحساب المعلومات، وبشكل رئيسي الأرصدة و(لمنع الإعادة) أ عداد المعاملات. إن وضع الحسابات هنا يحقق غرضًا واحدًا: توفير المحاسبة التي تمتلكها الهوية ما هو حجم الحصة في النظام.7 ومع ذلك، ستكون هناك اختلافات ملحوظة: • لا يمكن نشر العقود من خلال المعاملات. بناءً على الرغبة في تجنب وظائف التطبيق على سلسلة الترحيل، فلن يحدث ذلك دعم النشر العام للعقود. • حساب استخدام الموارد ("الغاز") لا يتم احتسابه؛ منذ الوظائف الوحيدة المتاحة للاستخدام العام سيتم إصلاح الأساس المنطقي وراء حساب الغاز لم يعد يحمل. وعلى هذا النحو، سيتم تطبيق رسوم ثابتة جميع الحالات، مما يسمح بمزيد من الأداء من أي تنفيذ التعليمات البرمجية الديناميكية التي قد يلزم القيام بها وتنسيق معاملة أبسط. • يتم دعم وظيفة خاصة للعقود المدرجة التي تسمح بالتنفيذ التلقائي ومخرجات رسائل الشبكة. في حالة أن سلسلة التتابع تحتوي على جهاز افتراضي ويكون كذلك استنادًا إلى EVM، سيكون لها عدد من التعديلات لضمان أقصى قدر من البساطة. من المحتمل لديك عدد من العقود المضمنة (على غرار تلك الموجودة في العناوين 1-4 في Ethereum) للسماح بالنظام الأساسي المحدد الواجبات التي يجب إدارتها بما في ذلك عقد الإجماع، أ validator العقد وعقد الباراشين. إذا لم يكن EVM، فإن الواجهة الخلفية WebAssembly [2] (wasm) هي البديل الأكثر احتمالاً؛ في هذه الحالة عموما سيكون الهيكل مماثلا، ولكن لن تكون هناك حاجة لكون العقود المضمنة مع Wasm هدفًا قابلاً للتطبيق للغات الأغراض العامة بدلا من اللغات غير الناضجة ولغات محدودة لـ EVM. الانحرافات المحتملة الأخرى عن بروتوكول Ethereum الحالي ممكنة تمامًا، على سبيل المثال تبسيط البروتوكول تنسيق إيصال المعاملة الذي يسمح بالتنفيذ المتوازي للمعاملات غير المتعارضة داخل نفس الكتلة، كما هو مقترح لسلسلة تغييرات Serenity. من الممكن، على الرغم من أنه من غير المحتمل، أن يكون مثل الصفاء يتم نشر السلسلة "النقية" كسلسلة ترحيل، مما يسمح بـ عقد خاص لإدارة أشياء مثل staking token أرصدة بدلا من جعل ذلك جزءا أساسيا من بروتوكول السلسلة. في الوقت الحاضر، نشعر أنه من غير المرجح أن يحدث هذا سيوفر تبسيطًا رائعًا للبروتوكول بشكل كافٍ يستحق التعقيد الإضافي وعدم اليقين الذي ينطوي عليه الأمر في تطويره. 7 كوسيلة لتمثيل المبلغ الذي يكون حامل معين مسؤولاً عن الأمن العام للنظام، فإن حسابات الحصص هذه ستكون كذلك حتما ترميز بعض القيمة الاقتصادية. ومع ذلك، ينبغي أن يكون مفهوما أنه نظرا لعدم وجود نية لاستخدام هذه القيم في بأي طريقة بغرض التبادل بسلع وخدمات في العالم الحقيقي، تجدر الإشارة وفقًا لذلك إلى أنه لا يمكن تشبيه tokens بـ العملة وعلى هذا النحو تحتفظ سلسلة الترحيل بفلسفتها العدمية فيما يتعلق بالتطبيقات.بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 10 هناك عدد من الأجزاء الصغيرة من الوظائف المطلوبة لإدارة آلية الإجماع، ومجموعة validator، وآلية التحقق من الصحة، والمظلات. هذه يمكن تنفيذها معًا بموجب بروتوكول متجانس. ومع ذلك، ولأسباب تتعلق بالنموذجية، فإننا نصفها بأنها "عقود" لسلسلة الترحيل. ينبغي لهذا يجب أن تؤخذ على أنها أشياء (بمعنى برمجة موجهة للكائنات) تتم إدارتها بواسطة آلية الإجماع الخاصة بسلسلة الترحيل، ولكن ليس ذلك بالضرورة يتم تعريفها كبرامج في أكواد التشغيل التي تشبه EVM، ولا حتى أنها يمكن معالجتها بشكل فردي من خلال نظام الحساب. 6.2. عقد التوقيع المساحي. يحافظ هذا العقد على مجموعة validator. يدير: • ما هي الحسابات حاليًا validators؛ • والتي هي متاحة لتصبح validators باختصار إشعار؛ • الحسابات التي وضعت حصة الترشيح لها أ validator؛ • خصائص كل منها بما في ذلك staking الحجم ومعدلات الدفع المقبولة والعناوين وهويات (الجلسة) قصيرة المدى. يسمح للحساب بتسجيل الرغبة في أن يصبح المستعبدين validator (مع متطلباته)، للترشيح لبعض الهوية، وللمستعبدين الموجودين مسبقًا validators لتسجيل رغبتهم في الخروج من هذه الحالة. إنه أيضًا يتضمن الآلية نفسها لآلية التحقق من الصحة وتحديد المعايير الأساسية. 6.2.1. الحصة-token السيولة. ومن المرغوب فيه عموما أن الحصول على أكبر قدر ممكن من إجمالي staking tokens وتشارك ضمن عمليات صيانة الشبكة منذ ذلك الحين وهذا يربط بشكل مباشر أمان الشبكة بـ "القيمة السوقية" الإجمالية لـ staking token. هذا يمكن بسهولة سيتم تحفيزك من خلال تضخيم العملة وتسليم العائدات لأولئك الذين يشاركون باسم validators. ومع ذلك، فإن القيام بذلك يمثل مشكلة: إذا كان token مقفل في عقد التوقيع المساحي تحت عقوبة التخفيض، فكيف يمكن أن يظل جزء كبير كافيًا السائل من أجل السماح باكتشاف الأسعار؟ إحدى الإجابات على ذلك هي السماح بعقد مشتق مباشر، وتأمين tokens القابلة للاستبدال على token المرهونة الأساسية. ومن الصعب ترتيب ذلك بطريقة خالية من الثقة. علاوة على ذلك، لا يمكن معاملة هذه المشتقات token على قدم المساواة لنفس السبب الذي يجعل سندات حكومات منطقة اليورو المختلفة غير قابلة للاستبدال: هناك هي فرصة لفشل الأصول الأساسية وتصبح لا قيمة لها. مع حكومات منطقة اليورو، يمكن أن يكون هناك default. مع validator-s tokens، يجوز validator التصرف بشكل ضار ويعاقب. تمشيًا مع مبادئنا، اخترنا الحل الأبسط: ألا يتم الرهان على جميع token. وهذا يعني ذلك ستبقى نسبة معينة (ربما 20%) من tokens سائلة بالقوة. وعلى الرغم من أن هذا غير مثالي من منظور أمني، فمن غير المرجح أن يحدث فرقًا جوهريًا أمن الشبكة؛ وسيظل من الممكن تقديم 80% من التعويضات الممكنة نتيجة لمصادرة السندات مقارنة بـ "الحالة المثالية" بنسبة 100% staking. يمكن استهداف النسبة بين tokens المرهونة والسائلة بكل بساطة من خلال آلية المزاد العكسي. بشكل أساسي، أصحاب token مهتمون بأن يكونوا validator سينشر كل منهم عرضًا لعقد staking ينص على ذلك الحد الأدنى لمعدل الدفع الذي سيطلبون الحصول عليه جزء. في بداية كل جلسة (ستكون الجلسات يحدث بانتظام، ربما مرة واحدة في الساعة). سيتم ملء الخانات validator وفقًا لكل مرشح محتمل حصة validator ومعدل العائد. خوارزمية واحدة محتملة لأن هذا سيكون بمثابة قبول أولئك الذين لديهم أقل العروض تمثل حصة لا تزيد عن إجمالي الحصة المستهدفة مقسومًا على عدد الفتحات وما لا يقل عن الحد الأدنى لنصف هذا المبلغ. إذا لم يكن من الممكن ملء الفتحات، يمكن تخفيض الحد الأدنى بشكل متكرر بعامل ما من أجل الإرضاء. 6.2.2. ترشيح. من الممكن الترشيح دون ثقة منها staking tokens إلى validator نشط، مما يمنحهم مسؤولية واجبات validators. أعمال الترشيح من خلال نظام التصويت بالموافقة. يستطيع كل مرشح محتمل نشر تعليمات لعقد staking التعبير عن هوية واحدة أو أكثر validator تحت من المسؤولية وهم على استعداد لتكليف سنداتهم. في كل جلسة، يتم توزيع سندات المرشحين على أن تكون ممثلة بواحد أو أكثر من validators. تعمل خوارزمية التشتيت على تحسين مجموعة من validators من الإجمالي المكافئ السندات. تصبح سندات الترشيح تحت المسؤولية الفعلية لـ validator أوكسب الفائدة أو المعاناة أ تخفيف العقوبة وفقا لذلك. 6.2.3. مصادرة/حرق السندات. يؤدي سلوك validator المعين إلى تخفيض عقابي لسنداتهم. إذا يتم تخفيض السند إلى أقل من الحد الأدنى المسموح به، و انتهت الجلسة قبل الأوان وبدأت جلسة أخرى. تتضمن القائمة غير الشاملة لسوء السلوك الذي يعاقب عليه validator ما يلي: • أن تكون جزءًا من مجموعة غير قادرة على تقديم الدعم الإجماع على صحة كتلة المظلة؛ • التوقيع الفعال على صلاحية التوقيع كتلة المظلة • عدم القدرة على توريد حمولات الخروج سابقاً تم التصويت عليه حسب المتاح؛ • عدم النشاط أثناء عملية الإجماع. • التحقق من صحة كتل سلسلة الترحيل على الشوكات المتنافسة. تهدد بعض حالات سوء السلوك سلامة الشبكة (مثل التوقيع على كتل سلسلة غير صالحة والتحقق من صحة جوانب متعددة من الشوكة) وبالتالي تؤدي إلى نفي فعال من خلال التخفيض الكلي للسند. في حالات أخرى أقل خطورة (مثل عدم النشاط في الإجماع العملية) أو الحالات التي لا يمكن فيها تخصيص اللوم بدقة (كونك جزءًا من مجموعة غير فعالة)، جزء صغير يجوز بدلاً من ذلك تغريم السند. وفي الحالة الأخيرة هذا يعمل بشكل جيد مع زبد المجموعة الفرعية للتأكد من أن البرامج الضارة تعاني العقد من خسارة أكبر بكثير من العقد الخيرية المتضررة بشكل جانبي. في بعض الحالات (على سبيل المثال، التحقق من صحة الشوكة المتعددة وغير الصالح توقيع الكتلة الفرعية) لا يستطيع validators اكتشاف سوء سلوك بعضهم البعض بسهولة منذ التحقق المستمر ستكون مهمة كل كتلة باراشين مهمة شاقة للغاية. هنا من الضروري حشد دعم الأطراف الخارجية عملية التحقق للتحقق من سوء السلوك والإبلاغ عنه. يحصل الطرفان على مكافأة مقابل الإبلاغ عن مثل هذا النشاط؛ مصطلحهم "الصيادون" ينبع من عدم الاحتمال من مثل هذه المكافأة. وبما أن هذه الحالات عادة ما تكون خطيرة للغاية، فإننا نتصور أنه يمكن بسهولة دفع أي مكافآت من السند المصادر. بشكل عام نحن نفضل تحقيق التوازن في الحرق (أي التخفيض إلى لا شيء) مع إعادة التخصيص، بدلاً من محاولة إعادة التخصيص بالجملة. وهذا له تأثير

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 11 زيادة القيمة الإجمالية لـ token، وتعويض الشبكة بشكل عام إلى حد ما وليس على وجه التحديد الطرف المشارك في الاكتشاف. هذا هو في المقام الأول بمثابة السلامة الآلية: يمكن أن تؤدي الكميات الكبيرة المعنية إلى تحفيز السلوك المتطرف والحاد إذا كانت جميعها منح لهدف واحد. بشكل عام، من المهم أن تكون المكافأة كبيرة بما يكفي لجعل عملية التحقق جديرة بالاهتمام بالنسبة للشبكة، ولكن ليست كبيرة بحيث تعوض تكاليف مواجهة مشكلة ما. مجرم "على المستوى الصناعي" ممول بشكل جيد وجيد التنظيم هجوم قرصنة على بعض الأشخاص غير المحظوظين validator لإجبارهم على سوء السلوك. بهذه الطريقة، يجب أن يكون المبلغ المطالب به بشكل عام لا أكبر من الرابطة المباشرة للمخطئ validator، لئلا أ ينشأ الحافز الضار من سوء التصرف والإبلاغ عن المكافأة. ويمكن مكافحة هذا إما بشكل صريح من خلال الحد الأدنى من متطلبات السندات المباشرة لكونها validator أو ضمنيًا من خلال تثقيف المرشحين بأن validator الذين لديهم سندات قليلة مودعة ليس لديهم حافز كبير أن تتصرف بشكل جيد. 6.3. سجل الباراشين. يتم تعريف كل مظلة في هذا التسجيل. إنها بنية بسيطة نسبيًا تشبه قاعدة البيانات وتحتوي على معلومات ثابتة وديناميكية كل سلسلة. تتضمن المعلومات الثابتة فهرس السلسلة (ملف بسيط عدد صحيح)، إلى جانب هوية بروتوكول التحقق من الصحة، أ وسائل التمييز بين الفئات المختلفة Parachain بحيث يمكن أن تكون خوارزمية التحقق الصحيحة يتم تشغيله بواسطة validators المخصص لتقديم مرشح صالح. سيركز إثبات المفهوم الأولي على الوضع خوارزميات التحقق الجديدة في العملاء أنفسهم، مما يتطلب بشكل فعال شوكة صلبة للبروتوكول في كل مرة تمت إضافة فئة إضافية من السلسلة. في نهاية المطاف، على أية حال، قد يكون من الممكن تحديد خوارزمية التحقق من الصحة في طريقة صارمة وفعالة بما يكفي للعملاء قادرة على العمل بفعالية مع المظلات الجديدة دون شوكة صلبة. أحد السبل الممكنة لذلك هو التحديد خوارزمية التحقق من صحة Parachain في راسخة، لغة مجمعة محليًا ومحايدة للنظام الأساسي مثل WebAssembly. من الضروري إجراء بحث إضافي لتحديد إذا كان هذا ممكنا حقا، ولكن إذا كان الأمر كذلك، فإنه يمكن أن يحقق معها الميزة الهائلة المتمثلة في استبعاد الشوكات الصلبة من أجل الخير. تتضمن المعلومات الديناميكية جوانب من نظام توجيه المعاملات التي يجب أن تحظى باتفاقية عالمية كقائمة انتظار دخول المظلة (الموصوفة في القسم 6.6). السجل قادر على إضافة المظلات فقط من خلال التصويت في الاستفتاء الكامل؛ يمكن إدارة هذا داخليًا ولكن من المرجح أن يتم وضعها في الخارج عقد الاستفتاء من أجل تسهيل إعادة الاستخدام بموجب المزيد من مكونات الحوكمة العامة. المعلمات ل متطلبات التصويت (على سبيل المثال، أي نصاب قانوني مطلوب، الأغلبية مطلوب) لتسجيل سلاسل إضافية وغيرها، سيتم تحديد ترقيات النظام الأقل رسمية في ملف "master الدستور" ولكن من المرجح أن يتبعوا دستورًا تقليديًا إلى حد ما المسار، على الأقل في البداية. الصياغة الدقيقة خارج نطاق العمل الحالي، ولكن على سبيل المثال. أغلبية الثلثين لتمرير أكثر من ثلث إجمالي النظام قد يكون التصويت على الحصة بشكل إيجابي نقطة انطلاق معقولة. وتشمل العمليات الإضافية تعليق وإزالة المظلات. ونأمل أن التعليق أبدا يحدث ذلك، إلا أنه مصمم ليكون أقل ضمانًا هناك بعض المشاكل المستعصية في نظام التحقق من صحة سلسلة الباراتشين. المثال الأكثر وضوحا حيث قد يكون ذلك ما يلزم هو وجود اختلاف حاسم بالإجماع بين التطبيقات التي تؤدي إلى عدم قدرة validators على الاتفاق عليها صلاحية أو كتل. سيتم تشجيع المصادقين على استخدامها تطبيقات العميل المتعددة حتى يتمكنوا من ذلك لاكتشاف مثل هذه المشكلة قبل مصادرة السندات. وبما أن التعليق هو إجراء طارئ، فإنه سيكون كذلك تحت رعاية الديناميكية validator- التصويت بالأحرى من الاستفتاء. إعادة التثبيت ستكون ممكنة على حد سواء من validators أو الاستفتاء. إن إزالة المظلات تمامًا لن تأتي إلا بعد الاستفتاء والذي سيكون مطلوبا أ فترة سماح كبيرة للسماح بالانتقال المنظم إلى إما سلسلة مستقلة أو أن تصبح جزءًا من سلسلة أخرى نظام الإجماع. من المحتمل أن تكون فترة السماح من ترتيب الأشهر ومن المرجح أن يتم تحديده على أساس كل سلسلة في سجل الباراشين من أجل أن تكون مختلفة يمكن أن تتمتع سلاسل المظلات بفترات سماح مختلفة وفقًا لـ حاجتهم. 6.4. ختم كتل التتابع. يشير الختم، في جوهره، إلى عملية تحديد المعايير القانونية؛ وهذا هو، البيانات الأساسية تحويل الذييرسم الأصل إلى شيء فريد وذو معنى بشكل أساسي. تحت سلسلة PoW، الختم هو بشكل فعال مرادف للتعدين. في حالتنا، يتضمن جمع البيانات الموقعة من validators حول صحة وتوافر وقانونية ملف كتلة سلسلة تتابع معينة وكتل المظلة ذلك إنه يمثل. إن آليات خوارزمية الإجماع BFT الأساسية خارج نطاق العمل الحالي. سوف نقوم بذلك بدلاً من ذلك وصفها باستخدام بدائية والتي تفترض أ آلة الدولة التي تخلق الإجماع. في النهاية نتوقع للاستلهام من عدد من الإجماع الواعد BFT الخوارزميات في القلب؛ Tangaora [9] (أ BFT متغير من الطوافة [16])، النعناع [11] وعسل الغريرBFT [14]. سيتعين على الخوارزمية التوصل إلى اتفاق بشأن سلاسل مظلات متعددة بالتوازي، وبالتالي تختلف عن المعتاد blockchain آليات الإجماع. نحن نفترض ذلك مرة واحدة وبعد التوصل إلى الإجماع، أصبحنا قادرين على تسجيل الإجماع في دليل قاطع يمكن أن يقدمه أي من المشاركين إليها. ونحن نفترض أيضا أن سوء السلوك ضمن البروتوكول يمكن عموما تخفيضها إلى صغيرة مجموعة تحتوي على مشاركين يسيئون التصرف لتقليلها 8. الأضرار الجانبية عند تطبيق العقوبة يتم وضع الدليل، الذي يأخذ شكل بياناتنا الموقعة، في رأس كتلة سلسلة التتابع معًا مع بعض المجالات الأخرى، ليس أقلها جذر Statetrie لسلسلة الترحيل وجذر محاولة المعاملة. ال الختم عملية يأخذ مكان تحت أ واحد توليد الإجماع آلية معالجة على حد سواء ال كتلة سلسلة التتابع وكتل المظلات التي تصنعها جزء من محتوى التتابع: لا يتم "ارتكاب" المظلات بشكل منفصل من قبل مجموعاتها الفرعية ثم يتم تجميعها في وقت لاحق. يؤدي هذا إلى عملية أكثر تعقيدًا لسلسلة الترحيل، ولكنه يسمح لنا بإكمال إجماع النظام بأكمله في مرحلة واحدة، مما يقلل من زمن الوصول ويسمح لمتطلبات توافر البيانات المعقدة للغاية والتي مفيدة لعملية التوجيه أدناه. 8إن مخططات الإجماع القائمة على إثبات الحصة (PoS) BFT مثل Tendermint BFT وSlasher الأصلي تفي بهذه التأكيدات.

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 12 قد تكون حالة آلة الإجماع الخاصة بكل مشارك يمكن تصميمه على شكل جدول بسيط (ثنائي الأبعاد). كل مشارك (validator) لديه مجموعة من المعلومات في النموذج من البيانات الموقعة ("الأصوات") من المشاركين الآخرين، فيما يتعلق بكل مرشح كتلة سلسلة المظلات وكذلك مرشح كتلة سلسلة التتابع. مجموعة المعلومات مكونة من قطعتين من البيانات: التوفر: هل هذا validator لديك الخروج معلومات ما بعد المعاملة من هذه الكتلة لذلك هل هم قادرون على التحقق بشكل صحيح من صحة مرشحي الباراشين في الكتلة التالية؟ يمكنهم التصويت إما 1 (معروف) أو 0 (غير معروف بعد). مرة واحدة التصويت 1، وهم ملتزمون بالتصويت بالمثل بقية هذه العملية. الأصوات في وقت لاحق التي لا تفعل ذلك احترام هذا هو سبب للعقاب. الصلاحية: هل الكتلة المظلية صالحة وهي كلها البيانات المرجعية خارجيًا (على سبيل المثال. المعاملات) متاح؟ هذا ينطبق فقط على validator المعينين لسلسلة الباراشين التي يصوتون عليها. يمكنهم التصويت إما بـ 1 (صالح)، أو -1 (غير صالح) أو 0 (لم يعرف بعد). بمجرد أن يصوتوا بغير الصفر، فإنهم ملتزمون بالتصويت بهذه الطريقة لبقية هذه العملية. الأصوات اللاحقة التي لا تحترم هذا هي أسباب للعقاب. يجب على جميع validators تقديم الأصوات؛ ويجوز إعادة تقديم الأصوات، المؤهلة بموجب القواعد المذكورة أعلاه. تطور يمكن صياغة الإجماع على أنه خوارزميات إجماع قياسية متعددة BFT على كل سلسلة باراشين تحدث بالتوازي. نظرًا لأنه من المحتمل أن يتم إحباطها نسبيًا أقلية صغيرة من الجهات الفاعلة الخبيثة تتركز فيها مجموعة باراشين واحدة، يوجد إجماع عام على ذلك إنشاء مساندة، مما يحد من السيناريو الأسوأ طريق مسدود إلى واحد أو أكثر من كتل المظلة الفارغة (و جولة عقابية للمسؤولين). القواعد الأساسية لصحة الكتل الفردية (التي تسمح بوصول إجمالي مجموعة validators ككل الإجماع على أن يصبح المرشح الفريد من نوعه ليتم الرجوع إليها من التتابع الكنسي): • يجب أن يكون تصويت ثلثي validators على الأقل إيجابيًا وعدم تصويت أي منهم سلبيًا؛ • يجب أن يحصل أكثر من ثلث validator على تصويت إيجابي على توفر معلومات قائمة انتظار الخروج. إذا كان هناك صوت إيجابي واحد على الأقل وصوت سلبي واحد على الأقل بشأن الصلاحية، يتم إنشاء حالة استثنائية ويجب على مجموعة validators بأكملها التصويت لتحديد ذلك إذا كانت هناك أطراف كيدية أو إذا كان هناك حادث عرضي شوكة. فإلى جانب الصحيح والباطل، هناك نوع ثالث من الأصوات مسموح بها، أي ما يعادل التصويت لكليهما، وهذا يعني ذلك العقدة لديها آراء متضاربة. قد يكون هذا بسبب يقوم مالك العقدة بتشغيل تطبيقات متعددة والتي تقوم بذلك لا أتفق، مما يشير إلى الغموض المحتمل في البروتوكول. بعد احتساب جميع الأصوات من مجموعة validator الكاملة، إذا الرأي الخاسر له على الأقل نسبة صغيرة (إلى تكون ذات معلمات؛ على الأكثر النصف، وربما أقل بكثير) من أصوات الرأي الفائز، فيفترض ذلك يكون شوكة المظلة عرضية ويتم تعليق المظلة تلقائيًا من عملية الإجماع. وإلا فإننا نفترض أنه عمل خبيث ونعاقب عليه الأقلية الذين صوتوا للرأي المخالف. والختام عبارة عن مجموعة من التوقيعات الدالة الكنسية. قد يتم بعد ذلك إغلاق كتلة سلسلة الترحيل وبدأت عملية إغلاق الكتلة التالية. 6.5. تحسينات لختم كتل التتابع. بينما تعطي طريقة الختم هذه ضمانات قوية على تشغيل النظام، ولا تتوسع بشكل جيد نظرًا لأن المعلومات الأساسية لكل سلسلة باراشين يجب أن تحتوي على معلوماتها الخاصة التوفر مضمون بأكثر من ثلث جميع validators. وهذا يعني أن كل validator له بصمة المسؤولية ينمو مع إضافة المزيد من السلاسل. بينما توفر البيانات ضمن شبكات الإجماع المفتوحة هي في الأساس مشكلة لم يتم حلها، وهناك طرق لتخفيف الحمل الموضوع على العقد validator. واحدة بسيطة الحل هو إدراك أنه بينما يجب على validators تحمله يتحملون مسؤولية توفر البيانات، فهم لا يحتاجون فعليًا إلى تخزين البيانات أو توصيلها أو تكرارها بأنفسهم. صوامع البيانات الثانوية، ربما تتعلق بـ (أو حتى ذات الصلة). نفسه) يمكن للمجمعين الذين يقومون بتجميع هذه البيانات إدارة مهمة ضمان التوفر مع validators الذين يقدمون جزءًا من فوائدهم/دخلهم في الدفع. ومع ذلك، في حين أن هذا قد يشتري بعض قابلية التوسع المتوسطة، إلا أنه لا يزال لا يساعد في حل المشكلة الأساسية؛ منذ ذلك الحين ستتطلب إضافة المزيد من السلاسل بشكل عام validators إضافية، وينمو استهلاك موارد الشبكة المستمر (خاصة فيما يتعلق بعرض النطاق الترددي) مع مربع الالسلاسل، خاصية لا يمكن الدفاع عنها على المدى الطويل. في نهاية المطاف، من المرجح أن نستمر في ضرب رؤوسنا ضد القيد الأساسي الذي ينص على ذلك شبكة توافقية تعتبر آمنة ومتاحة متطلبات النطاق الترددي المستمر هي في حدود الإجمالي validators مرات إجمالي معلومات الإدخال. هذا يرجع إلى عدم قدرة شبكة غير موثوقة على توزيع مهمة تخزين البيانات بشكل صحيح عبر العديد من العقد، والتي تقع بصرف النظر عن مهمة المعالجة القابلة للتوزيع بشكل بارز. 6.5.1. تقديم الكمون. إحدى وسائل تخفيف هذا القاعدة هي تخفيف فكرة الفورية. من خلال المطالبة بنسبة 33%+1 validators للتصويت على التوفر فقط في نهاية المطاف، وليس على الفور، يمكننا الاستفادة بشكل أفضل من نشر البيانات الأسية والمساعدة في تجاوز الذروة في تبادل البيانات. مساواة معقولة (على الرغم من عدم إثباتها) قد يكون: (1) الكمون = المشاركين × السلاسل في ظل النموذج الحالي، يتم تغيير حجم النظام مع عدد السلاسل للتأكد من أن المعالجة موزعة؛ نظرًا لأن كل سلسلة ستتطلب validator واحدًا على الأقل ونصلح شهادة التوفر إلى ثابت نسبة validators، ثم ينمو المشاركون بالمثل مع عدد السلاسل ننتهي بـ: (2) الكمون = الحجم 2 وهذا يعني أنه مع نمو النظام، يصبح النطاق الترددي المطلوب وزمن الوصول حتى التوفر معروفًا عبر الشبكة الشبكة، والتي يمكن أيضًا وصفها بالرقم من الكتل قبل النهاية، يزيد مع مربعها. هذا هو عامل نمو كبير وقد يتحول إلى عائق ملحوظ ويجبرنا على اتباع نماذج "غير مسطحة" مثل إنشاء عدة "Polkadotes" في تسلسل هرمي لتوجيه المشاركات متعدد المستويات من خلال شجرة من سلاسل التتابع.

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 13 6.5.2. المشاركة العامة. اتجاه آخر ممكن هو تجنيد المشاركة العامة في العملية من خلال أ نظام الشكاوى الصغيرة. على غرار الصيادين، هناك يمكن أن تكون أطرافًا خارجية لضبط validators الذين يطالبون التوفر. وتتمثل مهمتهم في العثور على شخص يبدو غير قادر على إثبات هذا التوافر. في القيام بذلك هم يمكنه تقديم شكوى صغيرة إلى validators الآخرين. إثبات العمل أو يمكن استخدام السندات المرصعة للتخفيف من هجوم سيبيل الأمر الذي من شأنه أن يجعل النظام عديم الفائدة إلى حد كبير. 6.5.3. ضمانات التوفر. سيكون الطريق النهائي هو قم بترشيح مجموعة ثانية من validators المستعبدة كـ "مدى التوفر الضامنين”. سيتم ربطها تمامًا كما هو الحال مع validators العادية، وقد يتم أخذها من نفس المجموعة (على الرغم من أنه إذا كان الأمر كذلك، فسيتم اختيارهم على مدى فترة طويلة، على الأقل لكل جلسة). على عكس validators العادية، فهي لن يقوم بالتبديل بين المظلات بل سيفعل ذلك قم بتشكيل مجموعة واحدة للتأكيد على توفر جميع البيانات المهمة بين السلاسل. وهذا له ميزة تخفيف التكافؤ بين المشاركين والسلاسل. في الأساس، يمكن للسلاسل Grow (مع مجموعة السلسلة الأصلية validator)، بينما يمكن للمشاركين، وعلى وجه التحديد أولئك الذين يشاركون في اختبار توافر البيانات، أن يظلوا على الأقل خطيًا فرعيًا وربما ثابت. 6.5.4. تفضيلات المنسق. جانب واحد مهم من هذا النظام هو التأكد من وجود اختيار صحي لل يقوم المجمعون بإنشاء الكتل في أي سلسلة معينة. إذا أ سيطر المنسق الفردي على المظلة ثم بعض الهجمات تصبح أكثر جدوى نظرا لاحتمال عدم وجود سيكون توافر البيانات الخارجية أقل وضوحًا. أحد الخيارات هو وزن كتل المظلات بشكل اصطناعي آلية شبه عشوائية من أجل تفضيل مجموعة واسعة من المجمعات. في الحالة الأولى، سوف نطلب كجزء من آلية الإجماع التي يفضلها validator تم تحديد مرشحي كتلة المظلة على أنهم "أثقل". وبالمثل، يجب علينا تحفيز validators لمحاولة القيام بذلك يقترحون الكتلة الأثقل التي يمكنهم العثور عليها، وقد تكون هذه هي الكتلة يتم ذلك من خلال جعل جزء من مكافأتهم يتناسب مع وزن مرشحهم. لضمان حصول المحصلين على عادلة معقولة فرصة اختيار مرشحهم على أنه الفائز المرشح بالإجماع، فإننا نحدد الوزن المحدد لـ أ يتم تحديد مرشح كتلة المظلة على وظيفة عشوائية متصلة بكل أداة تجميع. على سبيل المثال، أخذ قياس مسافة XOR بين عنوان المُجمِّع وبعض الأرقام العشوائية الزائفة الآمنة تشفيرًا يتم تحديدها بالقرب من نقطة الكتلة التي يتم إنشاؤها ("التذكرة الفائزة" الافتراضية). وهذا يعطي كل منهما بشكل فعال المُجمِّع (أو، بشكل أكثر تحديدًا، عنوان كل مُجمِّع) أ فرصة عشوائية لفوز كتلة مرشحيهم جميع الآخرين. للتخفيف من هجوم سيبيل الذي يقوم به مُجمِّع واحد "ينقب" عن عنوان قريب من التذكرة الفائزة، وبالتالي مفضلًا لكل كتلة، سنضيف بعض القصور الذاتي إلى عنوان المجمّع. قد يكون هذا بسيطًا مثل طلبهم للحصول على مبلغ أساسي من الأموال في العنوان. أكثر سيكون النهج الأنيق هو وزن القرب من التذكرة الفائزة بمبلغ الأموال المتوقفة في العنوان المعني. في حين لم يتم بعد النمذجة، فمن الممكن تماما أن هذه الآلية تمكن حتى جدا أصحاب المصلحة الصغار للمساهمة كمجمع. 6.5.5. كتل الوزن الزائد. إذا تم اختراق مجموعة validator، فيمكنهم إنشاء واقتراح كتلة بالرغم من ذلك صالحة، وتستغرق قدرا هائلا من الوقت للتنفيذ و التحقق من صحة. هذه مشكلة نظرًا لأن مجموعة validator يمكنها ذلك تشكيل كتلة بشكل معقول والتي تستغرق وقتًا طويلاً جدًا التنفيذ ما لم تكن بعض المعلومات المعينة معروفة بالفعل مما يسمح بالاختصار، على سبيل المثال. التخصيم كبير رئيس الوزراء. إذا كان أحد المتعاونين يعرف هذه المعلومات، إذن سيكون لديهم ميزة واضحة في الحصول على ميزة خاصة بهم تم قبول المرشحين طالما كان الآخرون مشغولين بمعالجة الكتلة القديمة. نحن نسمي هذه الكتل الوزن الزائد. الحماية ضد validator التي تقوم بإرسال هذه الكتل والتحقق من صحتها تقع إلى حد كبير تحت نفس المظهر كما في كتل غير صالحة، ولكن مع تحذير إضافي: منذ ذلك الحين الوقت المستغرق لتنفيذ الكتلة (وبالتالي حالتها الوزن الزائد) أمر شخصي، النتيجة النهائية للتصويت على سوف ينقسم سوء السلوك إلى ثلاثة معسكرات أساسية. واحد الاحتمال هو أن الكتلة بالتأكيد ليست زائدة الوزن - وفي هذه الحالة يعلن أكثر من الثلثين أنهم قادرون على ذلك تنفيذ الكتلة ضمن حد معين (على سبيل المثال، 50% من إجمالي الوقت المسموح به بين الكتل). آخر هو أن الكتلة هي دزيادة الوزن بالتأكيد - سيكون هذا إذا كان أكثر من يعلن الثلثان أنهم لا يستطيعون تنفيذ الكتلة ضمن الحد المذكور. هناك احتمال أخير وهو متساوٍ إلى حد ما انقسام في الرأي بين validators. في هذه الحالة يجوز لنا اختيار القيام ببعض العقوبة المتناسبة. للتأكد من أن validators يمكنها التنبؤ بموعد حدوثها باقتراح كتلة ذات وزن زائد، قد يكون من المعقول أن نطلب منهم نشر معلومات عن أدائهم لكل كتلة. وعلى مدى فترة زمنية كافية، وهذا من شأنه أن يسمح لهم بتحديد سرعة المعالجة الخاصة بهم مقارنة بأقرانهم الذين سيحكمون عليهم. 6.5.6. التأمين المجمع. تبقى مشكلة واحدة لـ validators: على عكس شبكات إثبات العمل (PoW)، للتحقق من المجمّع من أجل الصلاحية، يجب عليهم تنفيذ المعاملات فيه فعليًا. يمكن للمجمعين الضارين تغذية كتل غير صالحة أو زائدة الوزن إلى validators مما يسبب لهم الحزن (إهدار مواردهم) وفرض تكلفة فرصة كبيرة محتملة. للتخفيف من هذا، نقترح استراتيجية بسيطة على جزء من validators. أولاً، تم إرسال مرشحي كتلة الباراشين يجب التوقيع على validators من حساب سلسلة الترحيل بالأموال إذا لم تكن كذلك، فيجب أن ينخفض validator ذلك على الفور. ثانيًا، ينبغي ترتيب هؤلاء المرشحين حسب الأولوية من خلال مجموعة (مثل الضرب) من مبلغ الأموال في الحساب يصل إلى بعض الحد الأقصى، و عدد الكتل السابقة التي اقترحها المُجمِّع بنجاح في الماضي (ناهيك عن أي كتل سابقة العقوبات)، وعامل القرب من الفوز تذكرة كما نوقش سابقا. يجب أن يكون الغطاء هو نفسه مثل التعويضات الجزائية المدفوعة إلى validator في هذه القضية منهم إرسال كتلة غير صالحة. لتثبيط المتعاونين من إرسال مرشحي الكتلة غير الصالحين أو ذوي الوزن الزائد إلى validators، يجوز لأي validator ضع في الكتلة التالية معاملة تتضمن الكتلة المخالفة التي تدعي سوء التصرف مع تأثير تحويل بعض أو كل الأموال الموجودة في المتعاقد الذي يسيء التصرف حساب للمتضرر validator. يقوم هذا النوع من المعاملات بتشغيل أي معاملات أخرى للتأكد من عدم قدرة المُجمِّع على ذلك إزالة الأموال قبل العقوبة. كمية الأموال المحولة كتعويضات هي معلمة ديناميكية حتى الآن

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 14 ليتم تصميمها ولكن من المحتمل أن تكون نسبة من مكافأة الكتلة validator لتعكس مستوى الحزن الناتج. ل منع validators الخبيثة من مصادرة أموال المتعاونين بشكل تعسفي، يجوز للمنسق استئناف قرار validator أمام هيئة محلفين مكونة من validators تم اختيارها عشوائيًا في المقابل لوضع وديعة صغيرة. إذا وجدوا في صالح validator، فسيتم استهلاك الوديعة من قبلهم. إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن يتم إرجاع الوديعة ويتم تغريم validator (منذ validator في وضع مقبب أكثر بكثير، الإرادة الجميلة من المرجح أن تكون ضخمة إلى حد ما). 6.6. إنترشين الصفقة التوجيه. إنترشين يعد توجيه المعاملات أحد أعمال الصيانة الأساسية مهام سلسلة التتابع وvalidators. هذا هو المنطق الذي يحكم كيفية تحول المعاملة المنشورة (التي غالبًا ما يتم اختصارها إلى "نشر") إلى ناتج مرغوب من سلسلة باراتشين مصدر واحد إلى مدخلات غير قابلة للتفاوض لسلسلة باراتشين وجهة أخرى دون أي ثقة المتطلبات. نختار الصياغة أعلاه بعناية؛ ولا سيما نحن لا تتطلب أن تكون هناك معاملة في المصدر Parachain قد وافق صراحة على هذا المنصب. الوحيد القيود التي نضعها على نموذجنا هي تلك المظلات يجب توفيرها وتعبئتها كجزء من الكتلة الشاملة الخاصة بها معالجة الإخراج، والمشاركات التي هي نتيجة تنفيذ الكتلة. تم تنظيم هذه المنشورات على هيئة عدة قوائم انتظار FIFO؛ ال يُعرف عدد القوائم بقاعدة التوجيه وقد يكون كذلك حوالي 16. والجدير بالذكر أن هذا الرقم يمثل الكمية من المظلات التي يمكننا دعمها دون الحاجة إلى اللجوء إليها التوجيه متعدد المراحل. في البداية، Polkadot سيدعم هذا نوع من التوجيه المباشر، ولكننا سنحدد واحدًا ممكنًا عملية توجيه متعددة المراحل ("التوجيه الفائق") كوسيلة من التوسع إلى ما هو أبعد من المجموعة الأولية من المظلات. نحن نفترض ذلك الكل المشاركين أعرف ال مجموعات فرعية للكتلتين التاليتين n، n + 1. باختصار، يتبع نظام التوجيه هذه المراحل: • CollatorS: اتصل بأعضاء V alidators[n][S] • المتعاونون: لكل مجموعة فرعية: تأكد من ذلك عضو واحد على الأقل من V alidators[n][s] على اتصال • المقارنات: لكل مجموعة فرعية: نفترض الخروج [n −1] [s] [S] متاح (جميع المشاركات الواردة البيانات إلى 'S' من الكتلة الأخيرة) • المقارنات: إنشاء مرشح الكتلة b لـ S: (b.header، b.ext، b.proof، b.receipt، b.egress) • المقارنات: أرسل دليل معلومات إثبات [S] = (b.header، b.ext، b.proof، b.receipt) إلى أدوات تعديل V [ن] [S] • CollatorS: ضمان بيانات المعاملات الخارجية b.ext أصبح متاحًا للمجمعين وvalidators الآخرين • المقارنات: ل لكل منهما مجموعة فرعية الصورة: أرسل الخروج معلومات الخروج [ن] [S] [ق] = (b.header، b.receipt، b.egress[s]) ل ال تلقي المجموعة الفرعية أعضاء من التالي كتلة أدوات تعديل V[n + 1][s] • V alidatorV: قم بتوصيل جميع أعضاء المجموعة نفسها مسبقًا للكتلة التالية: Let N = Chain[n + 1][V ]; الاتصال جميع validators v بحيث تكون السلسلة[n + 1][v] = N • الإضافة الخامسة : جمع كافة إدخال البيانات لهذا الغرض كتلة: ل لكل منهما مجموعة فرعية الصورة: استرداد egress[n −1][s][Chain[n][V ]]، احصل عليه من validators v الأخرى بحيث Chain[n][v] = Chain[n][V ]. من المحتمل أن يتم المرور عبر validators أخرى تم اختيارها عشوائيًا لإثبات المحاولة. • الإضافة الخامسة : قبول البراهين المرشحة لهذا إثبات الكتلة [سلسلة [ن] [V ]]. صلاحية كتلة التصويت • الإضافة الخامسة : قبول بيانات خروج المرشح ل الكتلة التالية: بالنسبة لكل مجموعة فرعية، اقبل الخروج [ن] [ق] [ن]. توفر مخرج كتلة التصويت؛ إعادة النشر بين المهتمين validators v هكذا السلسلة[n + 1][v] = السلسلة[n + 1][V ]. • المصادقة الخامسة: حتى يتم الإجماع حيث: الخروج [ن] [من] [إلى] هو قائمة انتظار الخروج الحالية معلومات للمشاركات التي تنتقل من Parachain "من"، إلى المظلة "إلى" في الكتلة رقم "ن". CollatorS عبارة عن أداة تجميع لـ parachain S. V alidators[n][s] هي مجموعة validators لـ parachain s عند الكتلة رقم n. على العكس من ذلك، Chain[n][v] هي المظلة التي تم تعيين validator v لها على الكتلة رقم n. block.egress[to] هو الخروج قائمة انتظار المشاركات من بعض كتلة المظلة التي الوجهة باراشين هو. نظرًا لأن المجامعين يجمعون رسوم (المعاملة) بناءً على ذلك تصبح كتلهم أساسية ويتم تحفيزهم عليها تأكد من أنه بالنسبة لكل وجهة للكتلة التالية، فإن المجموعة الفرعية يتم إبلاغ الأعضاء بقائمة انتظار الخروج من الحاضر كتلة. يتم تحفيز المصادقين فقط لتشكيل إجماع على كتلة (المظلة)، وبالتالي فإنهم لا يهتمون بها كثيرًا والتي تصبح كتلة المترجم في النهاية أساسية. في من حيث المبدأ، يمكن لـ validator أن يشكل ولاءً مع أحد المتعاونين ويتآمر لتقليل فرص المتعاونين الآخرين تصبح الكتل أساسية، ولكن هذا أمر صعب للترتيب بسبب الاختيار العشوائيإجراء validators لـ ويمكن الدفاع ضد سلاسل المظلات من خلال تخفيض الرسوم المستحقة على كتل المظلات التي تصمد عملية الإجماع. 6.6.1. توفر البيانات الخارجية. ضمان المظلة تعتبر البيانات الخارجية المتوفرة بالفعل مشكلة دائمة الأنظمة اللامركزية التي تهدف إلى توزيع عبء العمل عبر الشبكة. في قلب المشكلة هو التوفر المشكلة التي تنص على أنه لأنه ليس من الممكن تقديم دليل غير تفاعلي على التوفر ولا من أي نوع دليل على عدم التوفر، لنظام BFT للعمل بشكل صحيح التحقق من صحة أي انتقال تعتمد صحته على توافر بعض البيانات الخارجية، والحد الأقصى لعددها من العقد البيزنطية المقبولة، بالإضافة إلى واحدة، من النظام يجب أن تشهد على البيانات المتاحة. لكي يتم توسيع نطاق النظام بشكل صحيح، مثل Polkadot، هذا يدعو إلى مشكلة: إذا كانت نسبة ثابتة من validators يجب أن يشهد على توافر البيانات، وعلى افتراض أن validators سيرغب في تخزين البيانات فعليًا قبل التأكد من توفرها، فكيف نتجنب مشكلة زيادة عرض النطاق الترددي/متطلبات التخزين مع حجم النظام (وبالتالي عدد validators)؟ إحدى الإجابات المحتملة هي أن يكون لديك مجموعة منفصلة من validators (ضامني التوفر)، الذين ينمو طلبهم خط فرعي بحجم Polkadot ككل. هذا هو الموصوفة في 6.5.3. لدينا أيضًا خدعة ثانوية. كمجموعة، لدى المجمعين حافز جوهري للتأكد من أن جميع البيانات صحيحة متاح للمظلة التي اختاروها لأنه بدونها غير قادرين على تأليف المزيد من الكتل التي يمكنهم منها جمع رسوم المعاملات. يشكل المتعاونون أيضًا مجموعة تتنوع عضويتها (بسبب الطبيعة العشوائية). Parachain validator مجموعات) غير تافهة للدخول وسهلة

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 15 لإثبات. لذلك يُسمح للمجمعين الجدد (ربما من الآلاف القليلة الأخيرة من الكتل) بإصدار تحديات توافر البيانات الخارجية لسلسلة معينة كتلة إلى validators لسندات صغيرة. يجب على المصادقين الاتصال بأولئك الذين ينتمون إلى المجموعة الفرعية validator التي أدلت بشهادتها على ما يبدو، وإما الحصول على البيانات وإعادتها إلى المتعاون أو تصعيد الأمر الأمر من خلال الشهادة على عدم التوفر (الرفض المباشر لتقديم البيانات يعتبر جريمة تستلزم مصادرة السندات، وبالتالي فإن سوء التصرف validator من المرجح أن يكون مجرد قم بإسقاط الاتصال) والاتصال بـ validators الإضافيين لإجراء نفس الاختبار. وفي الحالة الأخيرة، سند المجمع يتم إرجاعها. بمجرد اكتمال النصاب القانوني المكون من validator الذين يمكنهم تقديم شهادات عدم التوفر هذه، يتم إطلاق سراحهم، تتم معاقبة المجموعة الفرعية التي تسيء التصرف، ويتم إرجاع الحظر. 6.6.2. توجيه المشاركات. يتضمن كل رأس باراشين خروج-جذر-جذر؛ هذا هو جذر المحاولة التي تحتوي على ملف صناديق قاعدة التوجيه، كل حاوية عبارة عن قائمة متسلسلة من مراكز الخروج. قد يتم توفير أدلة ميركل عبر Parachain validators لإثبات أن Parachain معينة تحتوي الكتلة على قائمة انتظار خروج معينة لسلسلة Parachain لوجهة معينة. في بداية تجهيز كتلة المظلة لكل منها قائمة انتظار الخروج الخاصة بـ Parachain الأخرى المرتبطة بالكتلة المذكورة هي تم دمجها في قائمة انتظار الدخول الخاصة بالكتلة الخاصة بنا. نحن نفترض قوية، ربما CSPR9، ترتيب الكتلة الفرعية لتحقيق عملية حتمية لا تقدم أي محاباة بين أي الاقتران كتلة المظلة. يقوم Collators بحساب قائمة الانتظار الجديدة وتصريف طوابير الخروج حسب المظلة المنطق. تتم كتابة محتويات قائمة انتظار الدخول بشكل صريح في كتلة المظلة. وهذا له غرضين رئيسيين: أولاً، هذا يعني أنه يمكن مزامنة المظلات بشكل موثوق بمعزل عن المظلات الأخرى. ثانيا، إنه يبسط لوجستيات البيانات في حالة الدخول بالكامل لا يمكن معالجة قائمة الانتظار في كتلة واحدة؛ validators والمجمعون قادرون على معالجة الكتل التالية دون الحاجة إلى مصدر بيانات قائمة الانتظار بشكل خاص. إذا كانت قائمة انتظار دخول الباراشين أعلى من العتبة المبلغ في نهاية معالجة الكتلة، ثم يتم وضع علامة عليه مشبعة على سلسلة التتابع ولا يجوز إرسال رسائل أخرى تسليمه إليها حتى يتم تطهيرها. البراهين ميركل هي تستخدم لإثبات دقة عملية المجمع في دليل كتلة المظلة. 6.6.3. نقد. عيب بسيط يتعلق بهذا الأساسي الآلية هي هجوم ما بعد القنبلة. هذا هو المكان الذي كل شيء ترسل سلاسل المظلات أكبر عدد ممكن من المشاركات إلى باراشين معين. في حين أن هذا يربط الهدف قائمة انتظار الدخول مرة واحدة، ولا يحدث أي ضرر أكثر من ذلك هجوم DoS القياسي للمعاملات. تعمل بشكل طبيعي، مع مجموعة من متزامنة بشكل جيد و أدوات تجميع غير ضارة وvalidators، لسلاسل N parachains، إجمالي N × M validators وL لكل مظلة، نحن يمكن تقسيم إجمالي مسارات البيانات لكل كتلة إلى: المدقق: M −1+L+L: M −1 للـ validators الأخرى في مجموعة المظلة، L لكل مُجمِّع يوفر كتلة باراشين مرشحة وL ثاني لكل مُجمِّع من الكتلة التالية التي تتطلب حمولات الخروج من الكتلة السابقة. (الأخير هو في الواقع أشبه بأسوأ الحالات العملية لأنه من المحتمل أن يشاركها المجمعون البيانات.) Collator: M +kN: M للاتصال بكل ذي صلة كتلة المظلة validator، كيلو نيوتن لبذر حمولات الخروج إلى مجموعة فرعية من كل مجموعة المظلة validator لـ الكتلة التالية (وربما بعض المجمّعات المفضلة). على هذا النحو، تنمو طرق مسار البيانات لكل عقدة بشكل خطي مع التعقيد العام للنظام. بينما هذا معقول، مع توسع النظام إلى مئات أو آلاف المظلات، قد يكون هناك بعض الكمون في الاتصالات استيعابها في مقابل معدل نمو أقل تعقيدا. في هذه الحالة، يمكن استخدام خوارزمية توجيه متعددة المراحل من أجل تقليل عدد المسارات اللحظية على حساب إدخال مخازن التخزين المؤقتة وزمن الوصول. 6.6.4. توجيه المكعب الفائق. توجيه المكعب الفائق عبارة عن آلية يمكن إنشاؤها في الغالب كامتداد لـ آلية التوجيه الأساسية الموضحة أعلاه. في الأساس، بدلاً من زيادة اتصال العقدة بعدد المظلات وعقد المجموعة الفرعية، فإننا ننمو فقط باستخدام لوغاريتم المظلات. قد تنتقل المشاركات بين العديد من طوابير المظلات في طريقهم إلى التسليم النهائي. التوجيه في حد ذاته أمر حتمي وبسيط. نبدأ بها الحد من عدد الصناديق في طوابير الدخول/الخروج؛ بدلاً من أن تكون العدد الإجمالي للمظلات، فهي هيقاعدة التوجيه (ب). سيتم تثبيت هذا كرقم من التغييرات في المظلات، مع رفع أس التوجيه (e) بدلاً من ذلك. وفي ظل هذا النموذج، حجم رسالتنا ينمو مع O(be)، مع بقاء المسارات ثابتة والكمون (أو عدد الكتل المطلوبة للتسليم) مع يا (ه). نموذج التوجيه الخاص بنا هو عبارة عن مكعب زائد ذو أبعاد e، مع وجود كل جانب من جوانب المكعب ب مواقع محتملة. في كل كتلة، نقوم بتوجيه الرسائل على طول محور واحد. نحن قم بتبديل المحور بطريقة دائرية، وبالتالي ضمان وقت تسليم الكتل الإلكترونية في أسوأ الحالات. كجزء من تجهيز الباراشين، متجهة إلى الخارج يتم توجيه الرسائل الموجودة في قائمة انتظار الدخول على الفور إلى حاوية قائمة انتظار الخروج المناسبة، نظرًا لـ رقم الكتلة الحالي (وبالتالي بُعد التوجيه). هذا تتطلب العملية نقل بيانات إضافية لكل قفزة على طريق التسليم، ولكن هذه مشكلة في حد ذاتها والتي يمكن تخفيفها باستخدام بعض الوسائل البديلة تسليم حمولة البيانات بما في ذلك مرجع فقط، بدلاً من الحمولة الكاملة للمنشور في مرحلة ما بعد المحاولة. مثال على توجيه المكعب الفائق لنظام ما مع 4 سلاسل، b = 2 و e = 2 يمكن أن تكون: المرحلة 0، في كل رسالة M: • sub0: إذا كان Mdest ∈{2, 3} ثم أرسل إلى(2) وإلا احتفظ به • sub1: إذا كان Mdest ∈{2, 3} ثم أرسل إلى(3) وإلا احتفظ به • sub2: إذا كان Mdest ∈{0, 1} ثم أرسل إلى(0) وإلا احتفظ به • sub3: إذا كان Mdest ∈{0, 1} ثم أرسل إلى(1) وإلا احتفظ به المرحلة 1، في كل رسالة م: • sub0: إذا كان Mdest ∈{1, 3} ثم أرسل إلى(1) وإلا احتفظ به • sub1: إذا كان Mdest ∈{0, 2} ثم أرسل إلى(0) وإلا احتفظ به • sub2: إذا كان Mdest ∈{1, 3} ثم أرسل إلى(3) وإلا احتفظ به • sub3: إذا كان Mdest ∈{0, 2} ثم أرسل إلى(2) وإلا احتفظ به من السهل رؤية البعدين هنا باعتبارهما البعد الأول قطعتين من فهرس الوجهة؛ للكتلة الأولى، ويتم استخدام البت ذو الترتيب الأعلى وحده. صفقات الكتلة الثانية مع البت ذو الترتيب المنخفض. بمجرد حدوث كلاهما (بشكل تعسفي الطلب) ثم سيتم توجيه المنشور. 9. آمن بشكل عشوائي زائف

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 16 6.6.5. تعظيم الصدفة. تعديل واحد من الأساسي سيشهد الاقتراح إجماليًا ثابتًا قدره c2 -c validators، مع c−1 validators في كل مجموعة فرعية. كل كتلة، بدلا من هناك إعادة تقسيم غير منظمة لـ validators بين المظلات، بدلاً من ذلك لكل مجموعة فرعية من المظلات، سيتم تعيين كل validator إلى فريد ومختلف المجموعة الفرعية المظلية على الكتلة التالية. هذا من شأنه يؤدي إلى الثابت الذي بين أي كتلتين، لأي اثنين من أزواج المظلة، يوجد اثنان من validators لقد تبادلنا مسؤوليات الباراشين. في حين لا يمكن استخدام هذا للحصول على ضمانات مطلقة بشأن التوفر (سوف ينقطع اتصال validator واحد أحيانًا، حتى لو كان خيرية)، ومع ذلك يمكنها تحسين الحالة العامة. وهذا النهج لا يخلو من التعقيدات. إن إضافة المظلة ستتطلب أيضًا إعادة التنظيم من المجموعة validator. علاوة على ذلك، فإن عدد validators، مرتبط بمربع عدد المظلات، سيبدأ في البداية صغيرًا جدًا وينمو في النهاية بعيدًا سريع جدًا، وأصبح لا يمكن الدفاع عنه بعد حوالي 50 مظلة. ولا تعتبر أي من هذه المشاكل أساسية. في الحالة الأولى، إعادة تنظيم مجموعات validator أمر لا بد منه القيام به بانتظام على أي حال. فيما يتعلق بحجم validator المحددة، عندما تكون صغيرة جدًا، قد يتم تعيين عدة validators إلى نفس المظلة، مع تطبيق عامل عدد صحيح على الإجمالي الإجمالي validators. آلية التوجيه متعددة المراحل مثل Hypercube Routing، التي تمت مناقشتها في 6.6.4 ستكون كذلك تخفيف متطلبات عدد كبير من validators عندما يكون هناك عدد كبير من السلاسل. 6.7. التحقق من صحة الباراشين. الغرض الرئيسي لـ validator هو أن يشهد، كممثل جيد الارتباط، أن باراشين الكتلة صالحة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، أي انتقال للحالة، وأي معاملات خارجية متضمنة، وتنفيذ أي مشاركات انتظار في قائمة انتظار الدخول والحالة النهائية من صف الخروج. العملية نفسها بسيطة إلى حد ما. بمجرد إغلاق validator للكتلة السابقة، يصبحون أحرارًا لبدء العمل على توفير كتلة المظلة المرشحة مرشح للجولة القادمة من الإجماع. في البداية، يجد validator مرشحًا لكتلة باراشين من خلال مُجمِّع باراشين (الموصوف لاحقًا) أو واحد من validators المشتركة. بيانات المرشح كتلة Parachain يتضمن رأس الكتلة، ورأس الكتلة السابقة، تم تضمين أي بيانات إدخال خارجية (بالنسبة لـ Ethereum وBitcoin، ستتم الإشارة إلى هذه البيانات على أنها معاملات، ولكن من حيث المبدأ قد تتضمن هياكل بيانات عشوائية لأغراض عشوائية)، وبيانات قائمة انتظار الخروج والبيانات الداخلية لإثبات صحة انتقال الحالة (لـ Ethereum سيكون هذا هو عقد محاولة الحالة/التخزين المختلفة المطلوبة لتنفيذ كل معاملة). تُظهر الأدلة التجريبية مجموعة البيانات الكاملة هذه لكتلة Ethereum حديثة أن تكون على الأكثر بضع مئات من الكي بايت. في الوقت نفسه، إذا لم يتم ذلك بعد، فسيكون validator محاولة استرجاع المعلومات المتعلقة بانتقال الكتلة السابقة، مبدئيًا من الكتلة السابقة validators والإصدارات الأحدث من جميع validators الموقعة على توافر البيانات. بمجرد أن يتلقى validator كتلة المرشح هذه، ثم يقومون بالتحقق من صحتها محليًا. تم تضمين عملية التحقق من الصحة ضمن وحدة validator الخاصة بفئة الباراشين، أ وحدة برمجية حساسة للإجماع والتي يجب كتابتها لأي تنفيذ لـ Polkadot (على الرغم من أنه من حيث المبدأ يمكن للمكتبة التي تحتوي على C ABI تمكين مكتبة واحدة من ذلك أن تكون مشتركة بين التطبيقات مع المناسب انخفاض في السلامة يأتي من وجود تطبيق "مرجعي" واحد فقط). تأخذ العملية رأس الكتلة السابقة وتتحقق من هويتها من خلال سلسلة الترحيل المتفق عليها مؤخرًا الكتلة التي يجب تسجيل hash بها. بمجرد التأكد من صحة الرأس الأصلي، يتم استخدام سلسلة الباراشين المحددة يمكن استدعاء وظيفة التحقق من صحة الفصل. هذه وظيفة واحدة تقبل عددًا من حقول البيانات (تقريبًا تلك المقدمة سابقًا) وإرجاع قيمة منطقية بسيطة إعلان صلاحية الكتلة. ستقوم معظم وظائف التحقق هذه أولاً بالتحقق من حقول الرأس التي يمكن استخلاصها مباشرة من الكتلة الأصلية (على سبيل المثال الأصل hash، الرقم). متابعة هذا، وسوف يقومون بملء أي هياكل البيانات الداخلية كما ضرورية لمعالجة المعاملات و/أو المشاركات. بالنسبة لسلسلة تشبه Ethereum، فإن هذا يصل إلى ملء ملف حاول قاعدة البيانات مع العقد التي ستكون مطلوبة لـ التنفيذ الكامل للمعاملات. قد يكون هناك أنواع أخرى من السلسلة أخرى صآليات تعويضية. بمجرد الانتهاء من ذلك، ستكون منشورات الدخول والمعاملات الخارجية (أو ما تمثله البيانات الخارجية). سنت ومتوازنة وفقا لمواصفات السلسلة. (أ قد يكون الافتراضي المعقول هو المطالبة بجميع مشاركات الدخول تتم معالجتها قبل خدمة المعاملات الخارجية، ولكن هذا يجب أن يقرره منطق سلسلة المفاتيح.) من خلال هذا التشريع، سيتم إنشاء سلسلة من نقاط الخروج تم إنشاؤها وسيتم التحقق من تطابقها بالفعل مرشح المجمع. وأخيرا، المأهولة بالسكان بشكل صحيح سيتم فحص الرأس مقابل رأس المرشح. مع كتلة مرشح تم التحقق من صحتها بالكامل، validator يمكنه بعد ذلك التصويت لصالح hash لرأسه وإرسال كافة معلومات التحقق المطلوبة إلى المشاركين في validators في مجموعته الفرعية. 6.7.1. كولاتور باراشين. مُجمعو Parachain هم مشغلون غير مقيدين يقومون بمعظم مهام عمال المناجم على شبكات blockchain الحالية. فهي محددة إلى باراشين معين. لكي تعمل يجب عليهم الحفاظ على كل من سلسلة التتابع والمزامنة الكاملة المظلة. سيعتمد المعنى الدقيق لعبارة "متزامن بالكامل" على فئة سلسلة Parachain، على الرغم من أنه سيتضمن دائمًا الحالة الحالية لقائمة انتظار دخول سلسلة Parachain. في حالة Ethereum، يتضمن الأمر أيضًا الصيانة على الأقل قاعدة بيانات Merkle-tree للكتل القليلة الأخيرة، ولكن ربما تشمل أيضًا العديد من هياكل البيانات الأخرى بما في ذلك Bloom مرشحات لوجود الحساب والمعلومات العائلية والتسجيل المخرجات وجداول البحث العكسي لرقم الكتلة. بالإضافة إلى الحفاظ على تزامن السلسلتين، فإنه يجب أيضًا "البحث" عن المعاملات عن طريق الاحتفاظ بقائمة انتظار المعاملات وقبول المعاملات التي تم التحقق من صحتها بشكل صحيح من الشبكة العامة. مع قائمة الانتظار والسلسلة، هو عليه قادر على إنشاء كتل مرشحة جديدة لـ validators المختارة في كل كتلة (التي تعرف هويتها منذ مزامنة سلسلة التتابع) وإرسالها مع المعلومات المساعدة المختلفة مثل إثبات الصلاحية، عبر شبكة الأقران. ولمشكلتها، فإنها تقوم بجمع كافة الرسوم المتعلقة بالمعاملات التي تتضمنها. وتدور اقتصاديات مختلفة حول هذا الأمر الترتيب. في سوق تنافسية للغاية حيث هناك هو فائض من المجمعين، فمن الممكن أن الصفقة تتم مشاركة الرسوم مع سلسلة Parachain validators للتحفيز إدراج كتلة مجمعة معينة. بصورة مماثلة،

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 17 قد يقوم بعض المجمعين برفع الرسوم المطلوبة التي تحتاجها ليتم دفعها من أجل جعل الكتلة أكثر جاذبية ل validators. وفي هذه الحالة، يجب أن يتشكل سوق طبيعي مع المعاملات التي تدفع رسومًا أعلى تتخطى قائمة الانتظار وإدراجها بشكل أسرع في السلسلة. 6.8. الشبكات. التواصل على blockchains التقليدية مثل Ethereum وBitcoin لها متطلبات بسيطة إلى حد ما. يتم بث جميع المعاملات والكتل في ثرثرة بسيطة غير موجهة. التزامن أكثر مشاركة، على وجه الخصوص مع Ethereum ولكن في الواقع تم تضمين هذا المنطق في استراتيجية النظير بدلاً من البروتوكول نفسه الذي يتم حله حول عدد قليل من أنواع رسائل الطلب والإجابة. بينما أحرز Ethereum تقدمًا في عروض البروتوكول الحالية باستخدام بروتوكول devp2p، والذي سمح للكثيرين يتم مضاعفة البروتوكولات الفرعية عبر اتصال نظير واحد وبالتالي يكون لها نفس تراكب النظير الذي يدعم العديد من البروتوكولات الفرعية بروتوكولات p2p في وقت واحد، الجزء Ethereum من لا يزال البروتوكول بسيطًا نسبيًا ولا يزال بروتوكول p2p بروتوكول لفترة من الوقت لا يزال غير مكتمل مع المهم وظائف مفقودة مثل دعم جودة الخدمة. للأسف، هناك رغبة في إنشاء بروتوكول "ويب 3" أكثر انتشارًا إلى حد كبير فشل، والمشاريع الوحيدة التي تستخدمه هي تلك صراحة تم تمويله من عملية البيع الجماعي Ethereum. تعتبر متطلبات Polkadot أكثر أهمية. بدلاً من ذلك شبكة موحدة تمامًا، Polkadot لديه عدة أنواع من المشاركين لكل منهم متطلبات مختلفة فيما يتعلق بتركيبة أقرانهم والعديد من الشبكات "الطرق" التي يميل المشاركون إلى التحدث عنها بيانات معينة. وهذا يعني تراكب شبكة أكثر تنظيماً إلى حد كبير - وبروتوكول يدعم ذلك - من المرجح أن يكون ضروريا. علاوة على ذلك، قد تكون قابلية التوسعة لتسهيل الإضافات المستقبلية مثل الأنواع الجديدة من "السلسلة". تتطلب نفسها بنية تراكب جديدة. في حين مناقشة متعمقة لكيفية التواصل قد يبدو البروتوكول خارج نطاق هذه الوثيقة، إلا أن تحليل بعض المتطلبات معقول. نستطيع قم بتقسيم المشاركين في شبكتنا تقريبًا إلى مجموعتين (سلسلة التتابع، المظلات) كل من ثلاث مجموعات فرعية. نستطيع أذكر أيضًا أن كل من المشاركين في الباراشين هم فقط مهتمون بالتحدث فيما بينهم بدلاً من المشاركون في المظلات الأخرى: • المشاركون في سلسلة التتابع: • المصادقون: P، مقسمة إلى مجموعات فرعية P[s] لكل منها المظلة • الجهات الضامنة للتوفر: أ (قد يتم تمثيلها بواسطة جهات المصادقة في الشكل الأساسي للبروتوكول) • عملاء سلسلة الترحيل: م (ملاحظة أعضاء كل مجموعة المظلة سوف تميل أيضًا إلى أن تكون أعضاء M) • المشاركون في الباراشين: • مُجمّعات المظلات: C[0], C[1], . . . • صيادو المظلات: F[0], F[1], . . . • عملاء Parachain: S[0], S[1], . . . • عملاء المظلة الخفيفة: L[0]، L[1]، . . . بشكل عام، نقوم بتسمية فئات معينة من الاتصالات تميل إلى أن تتم بين أعضاء هذه المجموعات: • ف | أ <-> ف | ج: ال كامل مجموعة من validators/الضامنون يجب يكون على اتصال جيد ل تحقيق الإجماع. • P[s] <-> C[s] | P[s]: كل validator كعضو في مجموعة باراشين معينة سوف يميل إلى النميمة مع غيرهم من الأعضاء وكذلك المتعاونين من تلك المظلة لاكتشاف ومشاركة مرشحي الكتلة. • أ <-> P[s] | ج | ج: كل ضامن للتوافر سوف تحتاج إلى جمع سلسلة عبر سلسلة حساسة للإجماع البيانات من validators المخصصة لها؛ المجامع قد يؤدي أيضًا إلى تحسين فرصة التوصل إلى توافق في الآراء بشأنها قم بالحظر عن طريق الإعلان عنه أمام الجهات الضامنة للتوافر. بمجرد حصولهم عليها، سيتم صرف البيانات إلى ضامنون آخرون لتسهيل التوصل إلى توافق في الآراء. • P[s] <-> A | P[s']: المظلة validators سوف تحتاج إلى جمع بيانات إدخال إضافية من المجموعة السابقة من validators أو الجهات الضامنة للتوفر. • F[s] <-> P: عند الإبلاغ، يجوز للصيادين أن يضعوا مكانهم مطالبة مع أي مشارك. • م <-> م | ف | ج: يقوم عملاء سلسلة الترحيل العامة بتوزيع البيانات من validators والجهات الضامنة. • S[s] <-> S[s] | ص[ق] | ج: يقوم عملاء Parachain بتوزيع البيانات من validator/الضامنين. • L[s] <-> L[s] | S[s]: عملاء ضوء المظلة صرف البيانات من العملاء الكاملين. لضمان آلية نقل فعالة، "مسطحة" شبكة التراكب - مثل devp2p الخاص بـ Ethereum - حيث كل منها العقدة لا (بشكل غير تعسفي) تفرق بين صلاحيتها من غير المرجح أن يكون الأقران مناسبين. قابلة للتوسعة بشكل معقول من المحتمل أن تحتاج آلية اختيار الأقران واكتشافهم ليتم تضمينها في البروتوكول وكذلك العدوانية التخطيط للمستقبل لضمان النوع المناسب من الأقران هي "بالصدفة" conneCT في الوقت المناسب. ستكون الإستراتيجية الدقيقة لتكوين الأقران مختلفة لكل فئة من المشاركين: من أجل توسيع نطاقها بشكل صحيح متعددة السلاسل، سوف تحتاج المجمعات إما إلى أن تكون بشكل مستمر إعادة الاتصال بـ validators المنتخب وفقًا لذلك، أو سوف بحاجة إلى اتفاقيات مستمرة مع مجموعة فرعية من validators للتأكد من عدم فصلها خلال الغالبية العظمى من الوقت بحيث تكون غير مجدية لذلك validator. ومن الطبيعي أيضًا أن يحاول المُجمِّعون الحفاظ على واحدة أو اتصالات أكثر استقرارًا في ضامن التوفر تم تعيينها لضمان النشر السريع لتوافقها الحساس data. يهدف ضامنو التوفر في الغالب إلى الحفاظ على اتصال مستقر ببعضها البعض وبـ validators (للإجماع وبيانات الباراشين الحاسمة للإجماع التي يشهدون)، وكذلك لبعض المتعاونين (للباراشين البيانات) وبعض الصيادين والعملاء الكاملين (للتفريق المعلومات). سوف يميل المدققون إلى البحث عن validators أخرى، وخاصة تلك الموجودة في نفس المجموعة الفرعية وأي منها المقارنات التي يمكنها تزويدهم بمرشحات كتلة المظلات. الصيادين، فضلا عن سلسلة التتابع العامة والمظلة سيهدف العملاء عمومًا إلى إبقاء الاتصال مفتوحًا لـ validator أو الضامن، ولكن هناك الكثير من العقد الأخرى المشابهة لأنفسهم غير ذلك. سيهدف عملاء Parachain Light بالمثل إلى أن يكونوا متصلين بالعميل الكامل لـ Parachain، إن لم يكن فقط عملاء ضوء المظلة الآخرين. 6.8.1. مشكلة عنف الأقران. في مقترح البروتوكول الأساسي، تتغير كل مجموعة من هذه المجموعات الفرعية باستمرار بشكل عشوائي مع كل كتلة حيث تم تعيين validators للتحقق يتم اختيار التحولات المظلية بشكل عشوائي. هذا يمكن تكون مشكلة يجب أن تحتاج إليها العقد المتباينة (غير النظيرة). تمرير البيانات بين بعضها البعض. يجب على المرء إما الاعتماد على شبكة نظير موزعة إلى حد ما ومتصلة بشكل جيد

بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 18 تأكد من أن مسافة القفزة (وبالتالي زمن الوصول في أسوأ الحالات) تنمو فقط مع لوغاريتم حجم الشبكة (قد يساعد البروتوكول المشابه لـ Kademlia [13] هنا)، أو لا بد من ذلك تقديم أوقات حظر أطول للسماح بإجراء مفاوضات الاتصال اللازمة للحفاظ على مجموعة نظير يعكس احتياجات الاتصال الحالية للعقدة. لا يعد أي من هذين الحلين رائعًا: أوقات الحظر الطويلة قد يؤدي فرضها على الشبكة إلى جعلها عديمة الفائدة تطبيقات وسلاسل معينة. حتى عادلة تماما والشبكة المتصلة ستؤدي إلى هدر كبير من عرض النطاق الترددي لأنه يتوسع بسبب وجود العقد غير المهتمة لإعادة توجيه البيانات غير المفيدة لهم. وفي حين أن كلا الاتجاهين قد يشكلان جزءاً من الحل، سيكون التحسين المعقول للمساعدة في تقليل زمن الوصول يكون لتقييد تقلبات هذه المظلات validator مجموعات، إما إعادة تعيين العضوية فقط بين سلسلة من الكتل (على سبيل المثال، في مجموعات مكونة من 15 شخصًا، والتي في 4 ثوانٍ وقت الحظر يعني تغيير الاتصالات مرة واحدة فقط في كل مرة دقيقة) أو عن طريق تناوب العضوية بطريقة تدريجية، على سبيل المثال. يتغير بواسطة عضو واحد في كل مرة (على سبيل المثال، إذا كان هناك تم تخصيص 15 validators لكل مظلة، ففي المتوسط ستكون دقيقة كاملة بين فريدة تمامًا مجموعات). من خلال الحد من مقدار تقلب الأقران، والتأكد من إجراء اتصالات مفيدة مع الأقران بشكل جيد التقدم من خلال القدرة على التنبؤ الجزئي للباراشين مجموعات، يمكننا المساعدة في ضمان احتفاظ كل عقدة بشكل دائم اختيار الصدفة من أقرانهم. 6.8.2. المسار إلى بروتوكول الشبكة الفعال. من المحتمل أن ستركز جهود التطوير الأكثر فعالية ومعقولة على استخدام بروتوكول موجود مسبقًا بدلاً من التدوير منطقتنا. توجد العديد من البروتوكولات الأساسية من نظير إلى نظير يجوز لنا استخدام أو تعزيز ما يتضمنه Ethereum من أدوات تطوير devp2p [22]، libp2p الخاص بـ IPFS [1] وGNUnet الخاص بـ GNU [4]. مراجعة كاملة لهذه البروتوكولات وأهميتها لبناء أ شبكة نظيرة معيارية تدعم ضمانات هيكلية معينة وتوجيه ديناميكي نظير وبروتوكولات فرعية قابلة للتوسيع يتجاوز نطاق هذه الوثيقة بكثير ولكنه سيكون بمثابة خطوة مهمة في تنفيذ Polkadot. 7. الجوانب العملية للبروتوكول 7.1. دفع المعاملات Interchain. بينما عظيم يتم اكتساب قدر من الحرية والبساطة من خلال إسقاط الحاجة إلى إطار شامل لمحاسبة الموارد الحسابية مثل غاز Ethereum، وهذا يثير سؤالًا مهمًا: بدون غاز، كيف يمكن لسلسلة واحدة أن تعمل تجنب Parachain آخر من إجبارها على القيام بالحساب؟ بينما يمكننا الاعتماد على قائمة انتظار الدخول بعد المعاملة المخازن المؤقتة لمنع إحدى السلاسل من إرسال بريد عشوائي إلى أخرى بيانات المعاملات، لا توجد آلية مكافئة يوفرها البروتوكول لمنع إرسال البريد العشوائي أثناء معالجة المعاملات. هذه مشكلة متروكة للمستوى الأعلى. منذ السلاسل لهم الحرية في إرفاق دلالات تعسفية بالوارد بيانات ما بعد المعاملة، يمكننا التأكد من أن الحساب يجب أن يتم دفع ثمنها قبل البدء. وعلى نفس المنوال النموذج الذي يتبناه Ethereum الصفاء، يمكننا أن نتخيله عقد "اقتحام" ضمن سلسلة Parachain يسمح بـ validator لضمان الدفع مقابل توفير حجم معين من موارد المعالجة. ويمكن قياس هذه الموارد بشيء مثل الغاز، ولكن يمكن أيضًا أن يكون نموذجًا جديدًا تمامًا مثل وقت التنفيذ الشخصي أو نموذج الرسوم الثابتة الذي يشبه Bitcoin. هذا في حد ذاته ليس مفيدًا جدًا لأننا لا نستطيع أن نفترض بسهولة أن المتصل خارج السلسلة متاح لهم مهما كانت آلية القيمة التي يتم التعرف عليها من خلال الاقتحام العقد. ومع ذلك، يمكننا أن نتخيل عقد "اختراق" ثانوي في سلسلة المصدر. سيشكل العقدان معًا جسرًا، يعترف كل منهما بالآخر توفير معادلة القيمة. (التكديس-tokens، متاح لـ يمكن استخدام كل منها لتسوية ميزان المدفوعات.) إن الاتصال بسلسلة أخرى من هذا القبيل يعني التوكيل من خلال هذا الجسر الذي من شأنه أن يوفر وسائل التفاوض على نقل القيمة بين السلاسل من أجل ادفع مقابل موارد الحساب المطلوبة في سلسلة Parachain الوجهة. 7.2. إضافية سلاسل. بينما ال إضافة من أ تعتبر عملية الباراشين عملية رخيصة نسبيًا، وليست مجانية. المزيد من المظلات يعني عددًا أقل من validators لكل مظلة وفي النهاية، عدد أكبر من validators لكل منها علامة انخفاض متوسط السندات. في حين يتم تخفيف مسألة تكلفة الإكراه الأصغر لمهاجمة سلسلة المظلة الصيادين، مجموعة validator المتنامية تجبر بشكل أساسي على أ درجة أعلى من الكمون بسبب آليات الإجماع الأساسيthod. علاوة على ذلك كل مظلة يجلب معه احتمالية الحزن validators بـ خوارزمية التحقق المرهقة. على هذا النحو، سيكون هناك بعض "السعر" الذي validators و/أو سيقوم مجتمع أصحاب المصلحة بالاستخراج من أجل إضافة مظلة جديدة. هذا السوق للسلاسل سوف ربما نرى إضافة إما: • السلاسل التي من المحتمل أن يكون صافي المساهمة فيها صفرًا (من حيث الحبس أو الحرق staking tokens) التي سيتم جعلها جزءًا (على سبيل المثال، سلاسل الكونسورتيوم، سلاسل دوجي، سلاسل خاصة بالتطبيق)؛ • السلاسل التي تقدم قيمة جوهرية للشبكة من خلال إضافة وظائف معينة صعبة للوصول إلى مكان آخر (على سبيل المثال، السرية، وقابلية التوسع الداخلي، وارتباطات الخدمة). في الأساس، سيحتاج مجتمع أصحاب المصلحة إلى ذلك سيتم تحفيزهم لإضافة سلاسل فرعية - إما ماليًا أو من خلال الرغبة في إضافة سلاسل مميزة إلى التتابع. ومن المتصور أن السلاسل الجديدة المضافة سيكون لها جدا فترة إشعار قصيرة للإزالة، مما يسمح بسلاسل جديدة يتم تجربتها دون أي خطر للمساومة عرض القيمة المتوسطة أو الطويلة الأجل. 8. الاستنتاج لقد حددنا الاتجاه الذي يمكن للمرء أن يتخذه للمؤلف أ بروتوكول متعدد السلاسل قابل للتطوير وغير متجانس مع إمكانية أن يكون متوافقًا مع الإصدارات السابقة لبعض البروتوكولات الموجودة مسبقًا blockchain الشبكات. وبموجب هذا البروتوكول، المشاركين العمل من أجل المصلحة الذاتية المستنيرة لإنشاء نظام شامل يمكن توسيعه بطريقة مجانية بشكل استثنائي ودون تكلفة نموذجية للمستخدمين الحاليين يأتي من تصميم قياسي blockchain. لقد قدمنا مخطط تقريبي للهندسة المعمارية التي ستستغرقها بما في ذلك طبيعة المشاركين وحوافزهم الاقتصادية والعمليات التي يجب أن يشاركوا فيها. لدينا حددت التصميم الأساسي وناقشت نقاط قوته و القيود؛ وفقا لذلك لدينا المزيد من التوجيهات التي قد يخفف هذه القيود ويؤدي إلى مزيد من التقدم نحو حل blockchain قابل للتطوير بالكامل.بولكادوت: رؤية لإطار عمل متعدد السلاسل غير متجانس المسودة 1 19 8.1. المواد المفقودة والأسئلة المفتوحة. يعد تفرع الشبكة دائمًا احتمالًا من خلال التطبيقات المتباينة للبروتوكول. التعافي من مثل هذا لم تتم مناقشة حالة استثنائية. نظرًا لأن الشبكة سيكون لها بالضرورة فترة غير صفرية من الانتهاء، لا ينبغي أن يكون التعافي من تشعب سلسلة الترحيل مشكلة كبيرة، ولكنه سيتطلب دمجًا دقيقًا فيها بروتوكول الإجماع. وقد تم توفير مصادرة السندات والمكافأة على العكس من ذلك لم يتم استكشافها بعمق. في الوقت الحاضر نحن نفترض المكافآت يتم توفيرها على أساس أن الفائز يأخذ كل شيء: وهذا قد لا يكون كذلك تقديم أفضل نموذج تحفيزي للصيادين. ومن شأن عملية الكشف عن الالتزام قصيرة المدة أن تسمح للعديد من الصيادين للمطالبة بالجائزة مع توزيع أكثر عدالة للمكافآت، ومع ذلك، قد تؤدي هذه العملية إلى زمن انتقال إضافي في اكتشاف سوء السلوك. 8.2. شكر وتقدير. الشكر الجزيل لجميع المراجعين الذين ساعدوا في الحصول على هذا بشكل غامض شكل جيد. وعلى وجه الخصوص، بيتر تشابان، بيورن فاغنر، وكين كابلر، وروبرت هابرماير، وفيتاليك بوتيرين، وريتو ترينكلر، وجاك بيترسون. شكرا للجميع الأشخاص الذين ساهموا بالأفكار أو البدايات ولذلك يستحق ماريك كوتيويتز وإيرون بوكانان إشارة خاصة. والشكر للجميع على مساعدتهم على طول الطريق. كل الأخطاء هي بلدي. أجزاء من هذا العمل، بما في ذلك البحث الأولي في تم تمويل خوارزميات الإجماع جزئيًا من قبل البريطانيين الحكومة في إطار برنامج Innovate UK.

プロトコルの詳細

プロトコルは大きく 3 つに分類できます。 部分: コンセンサスメカニズム、パラチェーンインターフェイス そしてチェーン間トランザクションルーティング。 6.1.リレーチェーン 操作。の リレーチェーン するだろう おそらく、Ethereum とほぼ同様のチェーンである可能性があります。 アドレスをアカウントにマッピングする状態を伴う状態ベースです 情報、主に残高と(リプレイを防ぐため) トランザクションカウンター。ここにアカウントを配置することで、アイデンティティが持つアカウントを提供するという 1 つの目的が達成されます。 システム内のステークの量。7 ただし、顕著な違いがあります。 • コントラクトはトランザクションを通じて展開できません。リレーチェーン上のアプリケーション機能を回避したいという要望から、それは行われません。 契約の公的展開をサポートします。 • コンピューティング リソースの使用量 (「ガス」) は考慮されません。 公的に使用できる唯一の機能であるため、 ガス会計の背後にある理論的根拠は修正されるでしょう もう成立しません。そのため、定額料金が適用されます すべてのケースで、より高いパフォーマンスを可能にします。 動的コードの実行が必要になる場合があります よりシンプルなトランザクション形式。 • リストされたコントラクトでは、自動実行とネットワークメッセージ出力を可能にする特別な機能がサポートされています。 リレーチェーンに VM があり、それが EVM をベースにしているため、最大限の簡素化を実現するために多くの変更が加えられています。 おそらく 多くの組み込みコントラクトがあります ( Ethereum のアドレス 1 ~ 4) を使用して、プラットフォーム固有の コンセンサス契約を含む管理すべき義務、 validator コントラクトとパラチェーン コントラクト。 EVM でない場合は、WebAssembly [2] (wasm) バックエンドが最も可能性の高い代替手段です。この場合は全体的に 構造は似ていますが、その必要はありません Wasm が実行可能なターゲットである組み込みコントラクトの場合 未熟な言語ではなく汎用言語向け EVM の言語は限定されています。 現在の Ethereum プロトコルからのその他の逸脱も十分に考えられます。たとえば、 同じブロック内で競合しないトランザクションを並列実行できるトランザクション受信形式。 Serenity シリーズの変更で提案されているとおりです。 可能性は低いですが、セレニティのようなものである可能性があります。 「純粋な」チェーンをリレー チェーンとして展開できるため、 staking token のようなものを管理するための特定の契約 それを基本的な部分にするのではなく、バランスを取る チェーンのプロトコル。現時点では、その可能性は低いと考えています 十分に優れたプロトコルの簡素化を提供します。 さらなる複雑さと不確実性が伴う価値がある それを開発する上で。 7 特定の保有者がシステム全体のセキュリティに対して責任を負う金額を表す手段として、これらのステーク アカウントは、 必然的に何らかの経済的価値をエンコードします。ただし、このような値を使用する意図はありませんので、ご理解ください。 いかなる方法であっても、現実世界の商品やサービスと交換することを目的とする場合、token を次のものに喩えるものではないことに注意してください。 通貨であるため、リレーチェーンはアプリケーションに関する虚無的な哲学を保持しています。POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 10 コンセンサス メカニズム、validator セット、検証メカニズム、およびパラチェーンを管理するために必要な機能の小さな部分が多数あります。これら モノリシックプロトコルの下で一緒に実装できます。ただし、モジュール性を高めるため、これらをリレーチェーンの「契約」と呼びます。これは、 それらはオブジェクトであることを意味すると解釈されます(という意味で) オブジェクト指向プログラミング)はリレーチェーンのコンセンサスメカニズムによって管理されますが、必ずしもそうではありません これらは、EVM のようなオペコードのプログラムとして定義されていません。 たとえそれらが アカウントシステム。 6.2.ステーキング契約。このコントラクトは validator セットを維持します。以下を管理します。 • 現在 validator であるアカウント。 • 短くするとvalidatorsになる可能性があります 気づいてください。 • どのアカウントが指名権を賭けているか validator; • staking ボリューム、許容可能なペイアウト率とアドレス、および短期 (セッション) ID を含むそれぞれのプロパティ。 アカウントがなりたいという願望を登録できるようになります。 結合された validator (その要件とともに)、何らかのアイデンティティを指名し、既存の結合された validator がこのステータスを終了する希望を登録します。それも 検証および正規化メカニズムのための機構自体が含まれています。 6.2.1.ステーク - token 流動性。一般的に望ましいのは、 合計 staking token をできるだけ多くする ネットワーク保守業務に関与して以来 これは、ネットワーク セキュリティを staking token 全体の「時価総額」に直接結び付けることになります。これは簡単にできます 通貨を吊り上げ、validator として参加する人に収益を分配することでインセンティブが与えられます。ただし、これを行うと問題が発生します。token 減額の罰を受けてステーキングコントラクトに固定されているのに、どうすればかなりの部分が十分に残るのでしょうか 価格発見を可能にするために液体を使用しますか? これに対する 1 つの答えは、単純なデリバティブ契約を許可し、基礎となるステーク済み token 上で代替可能な token を確保することです。これを信頼性のない方法で手配するのは困難です。 さらに、これらのデリバティブ token は、異なるユーロ圏政府の債券が代替不可能であるのと同じ理由で同等に扱うことができません。 原資産が故障して、 無価値。ユーロ圏各国政府では、 デフォルト。 validator でステーキングされた token では、validator が 悪意を持って行動し、罰せられます。 私たちの理念に従い、すべての token を賭けるわけではないという最も単純な解決策を選択します。これはつまり、 token の一部 (おそらく 20%) は強制的に液体のままになります。これはセキュリティの観点からは不完全ですが、根本的な違いを生む可能性は低いです。 ネットワークのセキュリティ。保釈金没収によって可能な賠償金の80%はまだ支払えるだろう 100% staking の「完璧なケース」と比較します。 ステーキングされたtokenとリキッドtokenの比率は、リバース オークション メカニズムを通じて非常に簡単に目標とすることができます。 基本的に、token 保有者は、validator になることに興味があります。 それぞれが、staking 契約に次のようなオファーを投稿します。 要求される最低ペイアウト率 部分。 各セッションの開始時 (セッションは 定期的に、おそらく 1 時間に 1 回程度の頻度で発生します) validator スロットは、それぞれの希望に応じて埋められます validator の賭け金とペイアウト率。考えられるアルゴリズムの 1 つ というのは、これは最低のオファーを持った人たちを採用することになるからです。 目標とする合計賭け金を超えない賭け金を表す スロット数で割った値であり、その半分の下限以上となります。スロットが埋まらない場合は、 下限は、満足するために、何らかの係数によって繰り返し削減される可能性があります。 6.2.2.指名する。信頼性の高い指名が可能 staking token をアクティブな validator に与えます。 validator の職務の責任。作品のノミネート 承認投票システムを通じて。各推薦者候補者は、staking 契約に指示を投稿できます。 1 つ以上の validator アイデンティティを表現し、その下に 彼らは自分たちの絆を託す用意があるという責任を持っています。 各セッションでは、推薦者の絆が分散されます。 1 つ以上の validator で表されます。分散アルゴリズムは、合計が等しい validator のセットを最適化します。 絆。指名者の債券は、validator a の有効な責任の下に置かれます。利息を得るか、苦しむか それに応じて刑罰も軽減される。 6.2.3.保証金の没収/バーニング。特定のvalidator行動により、懲罰的に絆が減らされます。もし ボンドが許容最小値を下回った場合、 セッションが途中で終了し、別のセッションが開始されました。罰せられるvalidatorの不正行為のリストはすべてではありませんが、次のとおりです。 • パラチェーングループの一員であるため、提供できない パラチェーンブロックの有効性についてのコンセンサス。 • 無効なファイルの有効性を確認するために積極的に署名する。 パラチェーンブロック。 • 以前は出力ペイロードを提供できなかった 利用可能として投票しました。 • 合意プロセス中の非アクティブ。 • 競合するフォーク上のリレーチェーンブロックを検証する。 不正行為の一部のケースでは、ネットワークの完全性が脅かされ(無効なパラチェーン ブロックへの署名やフォークの複数の側面の検証など)、その結果、ボンドの全体的な削減を通じて実質的な追放が発生します。で その他、それほど深刻ではないケース (例: コンセンサスにおける不活動) プロセス)、または責任を正確に割り当てることができない場合(非効率なグループの一員である場合)、ごく一部 代わりに、債券の全額に罰金が課される場合があります。後者の場合、これは サブグループのチャーンとうまく連携して、悪意のある行為が確実に行われるようにします。 ノードは、巻き添えで被害を受けた善良なノードよりも大幅に多くの損失を被ります。 場合によっては (マルチフォーク検証や無効な場合など) サブブロック署名) validator は定期的に検証されるため、互いの不正行為をそれ自体で簡単に検出できません。 各パラチェーンブロックの作成は非常に困難な作業になります。ここ 社外の関係者の支援を得る必要がある そのような不正行為を検証して報告するための検証プロセス。当事者は、そのような活動を報告すると報酬を受け取ります。彼らの「漁師」という言葉は、ありそうもないことに由来しています。 そのような報酬の。 通常、これらの事件は非常に深刻であるため、私たちは、没収された保証金から報酬が簡単に支払われることを想定しています。 一般に、燃焼のバランスをとることを好みます。 (つまり、ゼロに減らす) ではなく、再割り当てを使用します。 大規模な再配分を試みています。これには次のような効果があります

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 11 token の全体的な値を増やし、 特定のネットワークではなく、ある程度のネットワーク全般 発見に関与した当事者。 これは主に安全のためです メカニズム: 大量のものが関与するため、すべてが揃った場合、極端かつ急性の行動の奨励につながる可能性があります。 単一の対象に与えられます。 一般に、報酬は、ネットワークにとって検証を価値のあるものにするのに十分な額であることが重要ですが、ネットワークのフロントにかかるコストを相殺できるほど大きくないことが重要です。 資金力があり、巧妙に組織された「業界レベル」の犯罪者 不運な validator に対してハッキング攻撃を行い、不正行為を強制します。 このようにして、請求額は通常、ゼロになるはずです。 誤ったvalidatorの直接結合より大きい。 不正行為をしたり、報奨金を得るために自分自身を報告したりすることによって生じる倒錯的なインセンティブ。これは明示的に対処できます になるための最低直接債券要件を通じて validator または、保証金がほとんど預けられていない validator には大きなインセンティブがないことを推薦者に教育することによって暗黙的に 行儀よく振る舞うこと。 6.3.パラチェーンレジストリ。各パラチェーンは次のように定義されます。 このレジストリ。これは比較的単純なデータベースのような構造であり、静的情報と動的情報の両方を保持します。 各チェーン。 静的情報には、チェーン インデックス (単純な 整数)、検証プロトコル ID とともに、 異なるクラスを区別する手段 パラチェーンを使用することで、正しい検証アルゴリズムを実現できます。 有効な候補者を推薦するよう委託されたvalidatorsによって運営されています。最初の概念実証では、配置に焦点を当てます。 新しい検証アルゴリズムがクライアント自体に組み込まれるため、事実上、毎回プロトコルのハードフォークが必要になります。 チェーンの追加クラスが追加されました。結局のところ、 検証アルゴリズムを指定できる場合があります。 クライアントが安心して利用できるよう、厳密かつ効率的な方法です。 新しいパラチェーンを効果的に操作できる ハードフォーク。これに対する考えられる手段の 1 つは、次のように指定することです。 十分に確立されたパラチェーン検証アルゴリズム、 WebAssembly など、ネイティブにコンパイルされたプラットフォームに依存しない言語。判断するには追加の調査が必要です これが本当に実現可能かどうかはわかりませんが、もし可能であれば、 これにより、ハードフォークを排除するという大きな利点が得られます 永遠に。 動的情報には、グローバルな合意が必要なトランザクション ルーティング システムの側面が含まれます。 パラチェーンの入力キューとして(セクション6.6で説明)。 レジストリにはパラチェーンのみを追加できます 国民投票の完全な投票を通じて。これはなんとかなるだろう 内部に配置されますが、外部に配置される可能性が高くなります。 再利用を容易にするための住民投票契約 より一般的なガバナンスコンポーネント。パラメータは 投票要件 (例: 必要な定足数、過半数 必須)追加チェーンの登録など、 あまり正式ではないシステムのアップグレードは「マスター」で規定されます。 憲法」に従うが、かなり伝統的なものに従う可能性が高い 少なくとも最初はパス。正確な配合はできていない 現在の作業の範囲ですが、例:システム全体の 3 分の 1 以上で可決する 3 分の 2 の圧倒的多数 積極的に投票することが賢明な出発点かもしれません。 追加の操作には、パラチェーンの一時停止と削除が含まれます。 サスペンションは願わくば決してないでしょう しかし、それは最低限の安全策として設計されています パラチェーンの検証システムには解決しがたい問題があります。それが起こる可能性がある最も明白な例は、 必要なのは、実装間のコンセンサスが重要な違いであるため、validator は同意できない 有効性またはブロック。バリデーターは使用することをお勧めします。 複数のクライアント実装を可能にするために 保釈金を没収される前にそのような問題を発見すること。 停止は緊急措置なので、 むしろ動的なvalidator投票の後援の下で 住民投票よりも。再インストールはどちらも可能です validators または住民投票から。 パラチェーンの完全な除去は、 国民投票の後、それに伴い、 ~への秩序ある移行を可能にするための実質的な猶予期間 スタンドアロンのチェーンか、他のチェーンの一部になるかのどちらか コンセンサスシステム。 猶予期間はおそらく次のとおりです 数か月のオーダーで、異なる順序でパラチェーン レジストリにチェーンごとに設定される可能性があります。 パラチェーンは、以下に応じてさまざまな猶予期間を楽しむことができます。 彼らの必要性。 6.4.リレーブロックの密閉。シーリングとは、本質的には、 正規化のプロセスへ。つまり基礎データです どれを変換するオリジナルを根本的に特異で意味のあるものにマッピングします。 PoW チェーンの下では、 封印は事実上採掘と同義です。私たちの場合、 これには、validators からの、有効性、可用性、正規性に関する署名付きステートメントの収集が含まれます。 特定のリレーチェーン ブロックとパラチェーン ブロック それは表します。 基礎となる BFT コンセンサス アルゴリズムの仕組みは、現在の作業の範囲外です。 させていただきます 代わりに、を想定するプリミティブを使用してそれを記述します。 合意形成ステートマシン。最終的に私たちが期待するのは、 多くの有望なBFTコンセンサスに触発される コア内のアルゴリズム。 Tangaora [9] (BFT の亜種) ラフト [16])、テンダーミント [11]、ハニーバジャーBFT [14]。 アルゴリズムは複数のパラチェーンで並行して合意に達する必要があるため、通常のアルゴリズムとは異なります。 blockchain コンセンサス メカニズム。一度は コンセンサスに達した場合、そのコンセンサスを記録することができます 以下のいずれかによって提供できる反駁できない証拠において 参加者はそれに参加します。不正行為も想定されます プロトコル内では通常、小さな値に減らすことができます。 不正行為を行った参加者を含むグループを最小限に抑える 罰を与える際の巻き添え被害。8 私たちの署名済みステートメントの形式をとった証明は、リレーチェーンブロックのヘッダーに一緒に配置されます 他の特定のフィールド、特にリレーチェーンのステートトライルートとトランザクショントライルート。 の 封印 プロセス かかります 場所 下 ある 独身 合意形成 仕組み アドレス指定 両方 の リレーチェーンのブロックとパラチェーンのブロック リレーのコンテンツの一部: パラチェーンはサブグループによって個別に「コミット」されてから照合されるわけではありません 後で。これにより、リレーチェーンのプロセスがより複雑になりますが、システム全体のコンセンサスを 1 つの段階で完了できるため、遅延が最小限に抑えられ、 非常に複雑なデータ可用性要件に対応します。 以下のルーティング プロセスに役立ちます。 8 Tendermint BFT やオリジナルの Slasher などの既存の PoS ベースの BFT コンセンサス スキームは、これらの主張を満たしています。

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 12 各参加者のコンセンサスマシンの状態は、 単純な (2 次元) テーブルとしてモデル化できます。各参加者 (validator) は、次の形式で一連の情報を持っています。 各パラチェーン ブロック候補およびリレーチェーン ブロック候補に関する他の参加者からの署名付きステートメント (「投票」) の合計。情報のセットは 2 つです データの: 可用性: あります これ validator 持っています 出口 このブロックからのトランザクションポスト情報なので、 次のブロックのパラチェーン候補を適切に検証できますか?彼らは投票するかもしれない 1 (既知) または 0 (まだ不明)。かつて彼らは 1 票を投じる場合、彼らは同様に投票することを約束します。 このプロセスの残りの部分。そうでない後の投票 これが処罰の理由であることを尊重してください。 有効性: パラチェーン ブロックは有効であり、すべて有効です。 外部参照データ (例: 取引) 利用可能ですか?これは、投票しているパラチェーンに割り当てられている validator にのみ関係します。 1 (有効)、-1 (無効)、または 0 のいずれかに投票できます。 (まだ知られていません)。一度非ゼロに投票すると、 残りの期間もこの方法で投票することを約束します プロセス。これを尊重しない後の投票 が処罰の根拠となります。 すべての validator は投票を提出する必要があります。投票は上記のルールに従って再提出することができます。の進行状況 コンセンサスは、各パラチェーン上で並行して発生する複数の標準 BFT コンセンサス アルゴリズムとしてモデル化できます。これらは相対的な要因によって潜在的に妨げられるため、 少数の悪意のある攻撃者が集中している 単一のパラチェーン グループでは、全体的なコンセンサスが存在します。 バックストップを確立し、最悪のシナリオを制限します。 1 つまたは複数の無効なパラチェーン ブロックのみでデッドロック (および 責任者には一連の懲罰を科す)。 個々のブロックの有効性に関する基本規則 (これにより、validator の合計セットが全体として次のようになります) 独自のパラチェーン候補となることで合意 正規リレーから参照されます): • validator の少なくとも 3 分の 2 が肯定的に投票し、否定的に投票する人がいない必要があります。 • 出力キュー情報の利用可能性に肯定的に投票している validator が 3 分の 1 を超えている必要があります。 有効性に関して少なくとも 1 つの肯定的な投票と少なくとも 1 つの否定的な投票がある場合、例外条件が作成されます。 validator のセット全体が投票して決定する必要があります 悪意のある当事者がいる場合、または事故があった場合 フォーク。有効・無効以外の第三の投票 これは両方に投票することと同等です。つまり、 ノードには矛盾した意見があります。この原因として考えられるのは、 ノードの所有者は複数の実装を実行しています。 一致しない場合は、プロトコルに曖昧さがある可能性があることを示しています。 すべての投票が完全な validator セットからカウントされた後、次の場合 負けた意見は少なくともある程度の割合を占める( パラメータ化される。多くても半分、おそらく大幅に少ない) 勝利意見の投票のうち、次のように仮定されます。 偶発的にパラチェーンがフォークされた場合、パラチェーンはコンセンサスプロセスから自動的に一時停止されます。そうでない場合は、悪質な行為とみなし、処罰します。 反対意見に投票した少数派。 結論は、次のことを示す一連の署名です。 正規性。その後、リレーチェーンブロックを密閉することができます そして次のブロックを封印するプロセスが始まりました。 6.5.シールリレーブロックの改良。その間 このシール方法はシステムの動作を強力に保証しますが、スケールアウトはあまりうまくいきません すべてのパラチェーンの鍵情報には、 すべての validator の 3 分の 1 以上で可用性が保証されています。 これは、すべての validator の責任の足跡が チェーンが追加されると増加します。 オープンコンセンサスネットワーク内でのデータの可用性 これは本質的に未解決の問題ですが、validator ノードにかかるオーバーヘッドを軽減する方法はあります。シンプルな 1 つの 解決策は、validators が負担しなければならないことを認識することです データの可用性に対して責任を負うため、データ自体を実際に保存、通信、複製する必要はありません。 セカンダリ データ サイロ。おそらく関連する (あるいは、まさに 同じ)このデータを編集する照合者は、 validator が利息/収入の一部を支払いとして提供することで、利用可能性を保証するというタスク。 ただし、これによりある程度の中間的なスケーラビリティは得られるかもしれませんが、それでも根本的な問題の解決にはなりません。それ以来 チェーンを追加するには、通常、追加の validator が必要となり、継続的なネットワーク リソースの消費 (特に帯域幅の点で) は の 2 乗で増加します。 の鎖は長期的には維持できない性質です。 結局のところ、我々は頭を打ち続けることになるだろう という基本的な制限に反して、 安全に利用できるとみなされるコンセンサスネットワーク、 継続的な帯域幅要件は合計のオーダーに相当します validators 倍の合計入力情報。これは次の理由によるものです 信頼できないネットワークでは、データ ストレージのタスクを多くのノードに適切に分散できず、 処理という非常に分散可能なタスクは別として。 6.5.1.レイテンシーの紹介。これを和らげる一つの手段 ルールは、即時性の概念を緩和することです。 可用性に関して 33%+1 validators の投票をすぐにではなく最終的にのみ要求することで、指数関数的なデータ伝播をより効果的に活用し、データ交換のピークを平準化することができます。 合理的な平等(証明されていないが) 次のようになります: (1) レイテンシ = 参加者 × チェーン 現在のモデルでは、システムのサイズが拡大します 処理が確実に行われるようにチェーンの数を設定します。 配布された。各チェーンには少なくとも 1 つの validator が必要であり、可用性証明書を定数に固定するためです。 validator の割合が増加すると、参加者も同様に増加します チェーンの数で。最終的には次のようになります。 (2) レイテンシ = サイズ2 つまり、システムが成長するにつれて、必要な帯域幅と可用性が得られるまでの遅延がシステム全体で判明します。 ネットワーク。番号としても特徴付けられます。 ファイナリティ前のブロックの数は、その二乗に応じて増加します。これは これは実質的な成長要因であるが、それが顕著な障害となり、私たちを「非フラット」パラダイムに追い込む可能性がある 複数の「Polkadot」を階層に構成するなど リレーチェーンのツリーを介したポストのマルチレベルルーティング用。

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 13 6.5.2.一般参加。もう一つ考えられる方向性 それは、プロセスへの一般の参加を求めることです。 マイクロクレームシステム。漁師と同じように、 主張するvalidatorを取り締まる外部の関係者である可能性があります 可用性。 彼らの任務は、そのような能力を証明できないと思われる人物を見つけることです。 そうすることで彼らは 他の validator に対してマイクロ苦情を申し立てることができます。捕虜か シビル攻撃を軽減するためにステーキングボンドが使用される可能性があります そうなるとシステムはほとんど役に立たなくなります。 6.5.3.可用性の保証者。最終的なルートは次のとおりです 結合された validator の 2 番目のセットを「可用性」として指名します。 保証人」。これらは通常の validator と同様に結合され、同じセットから取得されることもあります (ただし、その場合、少なくともセッションごとに、長期にわたって選択されることになります)。通常の validator とは異なり、 パラチェーン間で切り替えるのではなく、 すべての重要なチェーン間データの可用性を証明するために単一のグループを形成します。 これには、参加者とチェーン間の等価性が緩和されるという利点があります。 基本的に、チェーンは次のことができます。 (元のチェーン validator セットとともに) 成長しますが、 参加者、特にデータ可用性の証明に参加する人々は、少なくとも準線形性を維持できます。 そしておそらく一定です。 6.5.4.照合者の設定。この重要な側面の 1 つは、 このシステムは、健全な選択が行われることを保証することを目的としています。 特定のパラチェーンでブロックを作成するコレーター。もし 単一の照合者がパラチェーンを支配し、その後いくつかの攻撃を行った が不足する可能性が高いため、より実現可能になります。 外部データの利用可能性はそれほど明らかではありません。 1 つのオプションは、パラチェーン ブロックに人工的に重み付けすることです。 さまざまな照合者を優先するための擬似ランダム メカニズム。まず第一に、次のようにします。 validators が支持するコンセンサス メカニズムの一部として パラチェーンブロック候補は「より重い」と判定されました。 同様に、validator に次のことを試みるよう奨励する必要があります。 見つけられる最も重いブロックを提案します。これはおそらく これは、報酬の一部を候補者の体重に比例させることで行われます。 照合者に合理的な公平性が与えられるようにするため 彼らの候補者が勝利者として選ばれる可能性 候補者が合意に達した場合、私たちは特定の重要性を決定します。 パラチェーンブロック候補は、各照合器に接続されたランダム関数で決定されます。 たとえば、 照合者の住所間の XOR 距離測定値 および暗号的に安全な擬似乱数 ブロックが作成されるポイントの近くで決定される (概念的な「当たりチケット」)。これにより、それぞれに効果的な効果が得られます。 照合者 (より具体的には、各照合者の住所) 候補ブロックが「勝つ」ランダムな確率 他のすべて。 単一の照合者によるシビル攻撃を軽減するために、当選チケットに近いアドレスを「マイニング」し、 各ブロックをお気に入りにするには、照合者のアドレスに慣性を追加します。これは、それらを要求するのと同じくらい簡単かもしれません アドレスにベースライン金額の資金が含まれていること。さらに エレガントなアプローチは、 に駐車した金額の当選チケット 問題のアドレス。まだモデリングは終わっていないのですが、 このメカニズムにより、非常に 小規模な利害関係者が照合者として貢献します。 6.5.5.太り過ぎのブロック。 validator セットが侵害された場合、ブロックを作成して提案する可能性がありますが、 有効ですが、実行に膨大な時間がかかり、 検証します。 validator グループは次のような可能性があるため、これは問題です。 非常に長い時間がかかるブロックを合理的に形成する ショートカットを許可する特定の情報がすでにわかっている場合を除き、実行します。大きな因数分解 プライム。 もし 1 人の照合者がその情報を知っていたとしたら、 彼らは自分たちで手に入れたほうが明らかに有利だろう 他の候補者は、古いブロックの処理で忙しい限り受け入れられました。これらのブロックをオーバーウェイトと呼びます。 これらのブロックの送信と検証を行う validator に対する保護は、主に、 無効なブロックですが、追加の警告があります: ブロックの実行にかかった時間 (およびそのステータス) 太りすぎ)は主観的なものであり、投票の最終結果は 不正行為は基本的に 3 つのグループに分類されます。 1 つ 可能性としては、ブロックが明らかに太りすぎではないということです。 この場合、3分の2以上が「できる」と宣言している。 ある制限内でブロックを実行します (例: ブロック間に許可される合計時間の 50%)。 もう一つは、 ブロックはdです間違いなく太りすぎです。これは、以下の場合に当てはまります。 3 分の 2 がブロックを実行できなかったと宣言 上記制限内で。 最後の可能性はほぼ等しいです validator の間で意見が分かれています。この場合、私たちは、 相応の罰を与えることを選択します。 validator がいつそうなるかを確実に予測できるようにするため オーバーウェイトブロックを提案する場合、各ブロックのパフォーマンスに関する情報を公開するよう要求するのが賢明かもしれません。十分な期間を経て、 これにより、処理速度のプロファイリングが可能になるはずです 彼らを判断するであろう仲間と比較して。 6.5.6.コレーター保険。 validators には次の問題が 1 つ残っています。 PoW ネットワークとは異なり、照合者の 有効性を確保するためにブロックを作成するには、実際にその中でトランザクションを実行する必要があります。悪意のある照合者は、無効なブロックや重量超過のブロックを validator にフィードして、彼らを苦しめる (無駄な) 可能性があります。 彼らのリソース)、潜在的にかなりの機会費用がかかることになります。 これを軽減するために、私たちは、 validator の一部。まず、パラチェーンブロック候補が送信されました validator へはリレー チェーン アカウントから署名する必要があります 資金を使って。そうでない場合は、validator がドロップされるはずです それはすぐに。第二に、そのような候補は、次の組み合わせ(乗算など)によって優先順位を付ける必要があります。 アカウント内の資金の量が一定の上限まで、 照合者が過去に提案に成功した以前のブロックの数 (以前のブロックは言うまでもありません) 罰)、および勝利への近接要因 前述したようにチケット。キャップも同じはず この事件でvalidatorに支払われた懲罰的損害賠償金として うちは無効なブロックを送信しています。 照合者が無効または過大なブロック候補を validator に送信することを妨げるために、validator は次のことを行うことができます。 次のブロックに、不正行為を主張する問題ブロックを含むトランザクションを配置し、不正行為を行った照合者の資金の一部または全部を転送する 被害を受けたvalidatorにアカウントを送信します。 このタイプのトランザクションは、照合者が確実に実行できないように、他のトランザクションよりも優先して実行されます。 処罰の前に資金を削除してください。の量 損害賠償として送金される資金はまだ動的パラメータです

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 14 モデル化される予定ですが、引き起こされた悲しみのレベルを反映するvalidatorブロック報酬の割合になる可能性があります。へ 悪意のある validator が照合者の資金を恣意的に没収するのを防ぐため、照合者はその代わりにランダムに選ばれた validator からなる陪審を招いて validator の決定に対して上訴することができます 少額の入金のため。 彼らが validator に有利であると判断した場合、デポジットは彼らによって消費されます。そうでない場合は、 デポジットは返還され、validator には罰金が科せられます( validator ははるかにアーチ型の位置にあり、罰金は おそらくかなり重いでしょう)。 6.6.インターチェーン トランザクション ルーティング。インターチェーン トランザクション ルーティングは重要なメンテナンスの 1 つです リレーチェーンのタスクとそのvalidator。 これは、 投稿されたトランザクション (多くの場合、単に「投稿」と短縮される) が望ましい出力になるまでの過程を制御するロジック あるソースパラチェーンから、信頼を持たない別の宛先パラチェーンの交渉不可能な入力になるまで 要件。 上記の文言は慎重に選択しています。特に私たちは ソース内にトランザクションが存在する必要はありません parachain はこの投稿を明示的に承認しました。唯一の 私たちがモデルに課す制約は、パラチェーンです。 ブロック全体の一部としてパッケージ化して提供する必要があります 処理出力、その結果である投稿 ブロックの実行。 これらのポストは、複数の FIFO キューとして構造化されています。の リストの数はルーティング ベースとして知られており、 およそ 16。注目すべきことに、この数字は数量を表します。 に頼ることなくサポートできるパラチェーンの数 マルチフェーズルーティング。当初、Polkadot はこれをサポートします 一種の直接ルーティングですが、考えられる 1 つの概要を説明します。 手段としてのマルチフェーズ配線プロセス (「ハイパー配線」) パラチェーンの初期セットをはるかに超えてスケールアウトします。 私たち 仮定する それ すべて 参加者 知っています の 次の 2 つのブロック n、n + 1 のサブグループ化。要約すると、 ルーティング システムは次の段階に従います。 • CollatorS: Validators[n][S] のメンバーに連絡します。 • CollatorS: サブグループごとに: で確認します。 V alidators[n][s] の少なくとも 1 人のメンバーが接触中 • コレーター: 各サブグループについて: 仮定する egress[n −1][s][S] が利用可能です (すべての受信ポスト 最後のブロックから「S」へのデータ) • コレーター: S のブロック候補 b を構成します。 (b.header、b.ext、b.proof、b.receipt、b.egress) • コレーター: 送信 証拠 情報 proof[S] = (b.header、b.ext、b.proof、b.receipt) から バリデーター[n][S] • CollatorS: 外部トランザクション データ b.ext を保証します。 他の照合者とvalidatorが利用できるようになります • コレーター: のための それぞれ サブグループ s: 送信 出口 情報 出口[n][S][s] = (b.header、b.receipt、b.egress[s]) に の 受信 サブグループの メンバー の 次へ ブロック バリデータ[n + 1][s] • ValidatorV : すべての同じセットのメンバーを事前接続します 次のブロックの場合: N = Chain[n + 1][V ]; とします。接続する Chain[n + 1][v] = N となるすべての validators v • バリデーター V : このためのすべてのデータ入力を照合します ブロック: のための それぞれ サブグループ s: 取得 egress[n −1][s][Chain[n][V ]]、Chain[n][v] = Chain[n][V ] となるように他の validators v から取得します。 おそらく、試みの証拠として、ランダムに選択された他の validator を経由します。 • バリデーター V : これに対する候補証明を受け入れる ブロックプルーフ[Chain[n][V ]]。投票ブロックの有効性 • バリデーター V : の候補出力データを受け入れる 次のブロック: サブグループごとに、受け入れます 出口[n][s][N]。投票ブロック出力の可用性。関心のある validator 間で再公開します。 チェーン[n + 1][v] = チェーン[n + 1][V ]。 • ValidatorV : コンセンサスが得られるまで ここで: egress[n][from][to] は現在の出力キューです。 パラチェーン「from」から~への投稿に関する情報 ブロック番号「n」のパラチェーン「to」。 Collat​​orS は、パラチェーン S の照合器です。V alidators[n][s] は、ブロック番号 n のパラチェーンの validator のセットです。逆に、 Chain[n][v] は、ブロック番号 n で validator v が割り当てられるパラチェーンです。 block.egress[to] は出口です パラチェーンブロックからの投稿のキュー。 パラチェーンの目的地は です。 照合者は以下に基づいて(取引)手数料を徴収するため、 彼らのブロックが正規化されることを奨励されている 次のブロックの宛先ごとに、サブグループの メンバーには現在からの出力キューが通知されます ブロック。バリデーターは、(パラチェーン)ブロックに関する合意形成のみを目的としており、それ自体はほとんど気にしません。 どの照合者のブロックが最終的に正規となるのか。で 原則として、validator は照合者と同盟を結び、他の照合者が犯罪に関与する可能性を減らすために共謀する可能性があります。 ブロックが正規化されますが、これは両方とも困難です ランダムセレのため手配しますvalidator のアクション パラチェーンは、持続するパラチェーンブロックに支払われる手数料を削減することで防御できる可能性があります。 コンセンサスプロセス。 6.6.1.外部データの可用性。パラチェーンの確保 外部データが実際に利用できるかどうかは、永続的な問題です ワークロードを分散することを目的とした分散型システム ネットワーク。問題の中心は可用性です どちらも不可能であるため、 非インタラクティブな可用性の証明などを作成する BFT システムが適切に利用できないことの証明 正確さが依存する遷移を検証します。 一部の外部データの利用可能性、最大数 許容可能なビザンチン ノードの数とシステムの 1 つ データが利用可能であることを証明する必要があります。 Polkadot のように、システムが適切にスケールアウトするには、これ 問題が発生します: validators の割合が一定の場合 データの可用性を証明する必要があり、次のように仮定します。 validators は、データが利用可能であると主張する前に実際にデータを保存したいと考えている場合、どうすれば回避できますか? システムのサイズ (したがって validator の数) に応じて増加する帯域幅/ストレージ要件の問題はありますか?考えられる答えの 1 つは、別のセットを用意することです。 validator 件 (在庫保証者)、注文は増加中 全体として Polkadot のサイズでサブリニアに。これは 6.5.3 で説明されています。 二次的なトリックもあります。 グループとしての照合者には、すべてのデータが確実に収集されるようにするという本質的なインセンティブがあります。 選択したパラチェーンがなければ利用可能です。 それ以上のブロックを作成できません。 取引手数料を徴収します。照合者もグループを形成しますが、そのメンバーは (ランダムな性質のため) 様々です。 パラチェーン validator グループ) 入力は簡単ではありません

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 15 証明するために。したがって、最近の照合者 (おそらく最後の数千ブロック) は、 特定のパラチェーンの外部データの利用可能性 小規模な結合の場合は validators までブロックします。 検証者は、明らかに違反している validator サブグループの証言者に連絡し、データを取得して照合者に返すか、検証をエスカレーションする必要があります。 利用可能性が欠如していることを証言することで問題を解決する (データの提供を直接拒否することは保釈金没収犯罪としてカウントされるため、不正行為を行った validator はおそらくただの罪になるだろう) 接続を切断します)、追加の validator に連絡します 同じテストを実行します。後者の場合、担保保証金 が返されます。 このような利用不能の証言を行うことができる validator の定足数に達すると、解放され、 不正行為をしたサブグループは罰せられ、ブロックは元に戻されます。 6.6.2.投稿ルーティング。各パラチェーンヘッダーには、 出口トライルート;これは、を含むトライのルートです。 ルーティングベースのビン。各ビンは連結されたリストです 出口ポストの数。 マークル証明はさまざまな場所で提供される可能性があります parachain validators は、特定のパラチェーンの ブロックには、特定の宛先パラチェーンに対する特定の出力キューがありました。 パラチェーンブロックの処理の開始時に、それぞれの 当該ブロックに向かう他のパラチェーンの出力キューは ブロックの入力キューにマージされました。私たちは強いと仮定しますが、 おそらく CSPR9、サブブロックの順序付けにより、どのサブブロックにも優先順位が与えられない決定論的な操作を実現します。 パラチェーンブロックペアリング。照合者は新しいキューを計算します パラチェーンに従って出力キューを排出します ロジック。 入力キューの内容は明示的に書き込まれます。 パラチェーンブロックに入れます。 これには主に次の 2 つの目的があります。 まず、これはパラチェーンが他のパラチェーンから独立してトラストレスに同期できることを意味します。第二に、 イングレス全体が発生した場合のデータロジスティクスを簡素化します。 キューを単一のブロックで処理することはできません。 validator と照合者は次のブロックを処理できます キューのデータを特別に取得する必要はありません。 パラチェーンの入力キューがしきい値を超えている場合 ブロック処理の終了時に量がマークされる リレーチェーン上で飽和状態になり、それ以上のメッセージは送信できなくなります クリアされるまで配信されます。 マークル証明は、 照合者の操作の忠実性を実証するために使用されます。 パラチェーンブロックの証拠。 6.6.3.批評。この基本に関する小さな欠陥が 1 つあります メカニズムは爆弾後攻撃です。 ここがすべての場所です パラチェーンは可能な限り最大量の投稿を送信します 特定のパラチェーンに。これによりターゲットが拘束される一方で、 キューを一度に入力しても、何度繰り返してもダメージはありません 標準的なトランザクション DoS 攻撃。 正常に動作しており、十分に同期されており、 悪意のないコレーターと validator (N 個のパラチェーンの場合)、 パラチェーンごとに合計 N × M validator と L 個の照合器があり、 ブロックごとの合計データ経路を次のように分類できます。 バリデータ: M −1+L+L: 他の validator の場合は M −1 パラチェーン セットでは、候補パラチェーン ブロックを提供する各コレーターに L、各コレーターに 2 番目の L 前のブロックの出力ペイロードを必要とする次のブロックの。 (後者は実際には最悪のケースに近いです) 照合者がそのようなものを共有する可能性が高いため、 データです。) Collator: M +kN: M (関連するそれぞれへの接続用) パラチェーン ブロック validator、各パラチェーン validator グループのサブセットに出力ペイロードをシードするための kN 次のブロック (およびおそらくお気に入りの照合者)。 そのため、ノードごとのデータ パスウェイは直線的に増加します。 システム全体の複雑さによります。これがある間、 システムが数百または数千のパラチェーンにスケールアップされると、ある程度の通信遅延が発生する可能性があるのは当然です。 複雑さの増加率を下げる代わりに吸収されます。 この場合、マルチフェーズルーティングアルゴリズムが使用される可能性があります。 瞬間的な経路の数を減らすため その代償として、ストレージ バッファとレイテンシが発生します。 6.6.4.ハイパーキューブルーティング。ハイパーキューブ ルーティングは、主に、 上で説明した基本的なルーティング メカニズム。 本質的には、 パラチェーンやサブグループノードの数に応じてノード接続を増やすのではなく、 パラチェーンの対数。投稿は次の間を通過する可能性があります 最終配送に向かういくつかのパラチェーンのキュー。 ルーティング自体は決定的でシンプルです。まずは、 入力/出力キュー内のビンの数を制限します。 パラチェーンの総数ではなく、 はルーティングベース (b) 。これは数値として固定されます パラチェーンの変更が行われ、代わりにルーティング指数 (e) が増加します。このモデルでは、メッセージ量は O(be) とともに成長し、経路は一定のまま およびレイテンシー (または配信に必要なブロック数) O(e)で。 私たちのルーティング モデルは e 次元の超立方体です。 立方体の各側面には b 個の可能な位置があります。 各ブロックでは、単一の軸に沿ってメッセージをルーティングします。私たち ラウンドロビン方式で軸を交互に切り替えることで、ブロックの最悪の場合の配信時間が保証されます。 パラチェーン処理の一部として、外部バインド 入力キューで見つかったメッセージは、適切な出力キューのビンに直ちにルーティングされます。 現在のブロック番号 (および配線次元)。これ このプロセスではホップごとに追加のデータ転送が必要になります 配送ルート上だが、それ自体が問題 何らかの代替手段を使用することで軽減できる可能性があります データ ペイロード配信の、参照のみを含む、 ポストトライのポストの完全なペイロードではなく。 システムのハイパーキューブ ルーティングの例 パラチェーンが 4 つある場合、b = 2 および e = 2 は次のようになります。 フェーズ 0、各メッセージ M: • sub0: if Mdest ∈{2, 3} then sendTo(2) else keep • sub1: if Mdest ∈{2, 3} then sendTo(3) else keep • sub2: if Mdest ∈{0, 1} then sendTo(0) else keep • sub3: if Mdest ∈{0, 1} then sendTo(1) else keep フェーズ 1、各メッセージ M: • sub0: if Mdest ∈{1, 3} then sendTo(1) else keep • sub1: if Mdest ∈{0, 2} then sendTo(0) else keep • sub2: if Mdest ∈{1, 3} then sendTo(3) else keep • sub3: if Mdest ∈{0, 2} then sendTo(2) else keep ここでの 2 つの次元は、最初に見るのが簡単です。 宛先インデックスの 2 ビット。最初のブロックでは、 上位ビットのみが使用されます。 2 番目のブロックの取引 下位ビットを使用します。両方が発生すると(任意で) 順序)、投稿はルーティングされます。 9暗号的に安全な擬似ランダム

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 16 6.6.5.セレンディピティを最大化する。基本的なものを1つ変更すると、 プロポーザルでは、固定合計 c2 −c validators が表示されます。 各サブグループに c−1 validator 個。各ブロックではなく、 validator の非構造化再パーティション化が存在します パラチェーン間ではなく、パラチェーンのサブグループごとに、 各 validator は、一意の異なる名前に割り当てられます。 次のブロックのパラチェーン サブグループ。これは 任意の 2 つのブロック間の不変式を導出します。 パラチェーンの 2 つのペアには、2 つの validator が存在します。 パラチェーンの責任を交換しました。これを使用して可用性を絶対に保証することはできませんが、 (単一の validator は、たとえ 有益)、それでも一般的なケースを最適化できます。 このアプローチには複雑さが伴います。パラチェーンの追加には再組織化も必要になる validator セットの。さらに、validator の数はパラチェーンの数の 2 乗に関連付けられ、 最初は非常に小さく始まり、最終的には大きく成長します 速すぎて、約 50 パラチェーンを超えると維持できなくなります。 これらはいずれも根本的な問題ではありません。最初のケースでは、 validator セットの再編成は必ず実行する必要があります。 とにかく定期的に行われます。 validatorのサイズについて 設定が小さすぎる場合、複数の validator が割り当てられる可能性があります 同じパラチェーンに整数係数を適用します。 全体の合計は validator です。 6.6.4 で説明したハイパーキューブ ルーティングなどのマルチフェーズ ルーティング メカニズムは、次のようになります。 多数の validator の要件を軽減します チェーン数が多い場合。 6.7.パラチェーンの検証。 validator の主な目的 絆の強い俳優として、パラチェーンの ブロックは有効です。これには、状態遷移、含まれる外部トランザクション、実行が含まれますが、これらに限定されません。 入力キュー内の待機中のポストと最終状態 出力キューの。 プロセス自体は非常に簡単です。 validator が前のブロックを封印すると、それらは解放されます パラチェーンブロックの候補を提供する作業を開始する 次のコンセンサスラウンドの候補者。 最初に、validator は、パラチェーン コレーター (次に説明します) または 1 つのパラメーターを通じてパラチェーン ブロック候補を見つけます。 その共同validatorの。パラチェーンブロック候補データ ブロックのヘッダー、前のブロックのヘッダー、 含まれる外部入力データ (Ethereum および Bitcoin の場合、そのようなデータはトランザクションと呼ばれますが、原則として任意の目的のための任意のデータ構造が含まれる場合があります)、出力キュー データおよび状態遷移の妥当性を証明する内部データ (Ethereum の場合) これは、各トランザクションを実行するために必要なさまざまな状態/ストレージ トライ ノードになります)。 実験的証拠は、最近の Ethereum ブロックのこの完全なデータセットを示しています 最大でも数百 KiB です。 同時に、まだ完了していない場合は、validator が実行されます。 前のブロックの遷移に関する情報を、最初は前のブロックから取得しようとします。 validator 以降、すべての validator が署名しています データの可用性。 validator がそのような候補ブロックを受信すると、 次に、それをローカルで検証します。検証プロセスは、パラチェーン クラスの validator モジュール内に含まれています。 作成する必要があるコンセンサス重視のソフトウェア モジュール Polkadot の実装の場合 (原則的には C ABI を備えたライブラリでは、単一のライブラリで次のことが可能になります。 適切な実装間で共有される 「参照」実装が 1 つだけであることから安全性が低下します)。 このプロセスは前のブロックのヘッダーを取得し、最近合意されたリレーチェーンを通じてそのアイデンティティを検証します。 hash が記録されるブロック。親ヘッダーの有効性が確認されると、特定のパラチェーンが クラスの検証関数が呼び出される可能性があります。これは、多数のデータ フィールドを受け入れる単一の関数です (おおよそ 前に与えられたもの)、単純なブール値を返します ブロックの有効性を宣言します。 このような検証関数のほとんどは、最初に から直接派生できるヘッダーフィールド 親ブロック (例: 親 hash、番号)。フォロー中 これにより、内部データ構造が次のように設定されます。 トランザクションや投稿を処理するために必要です。 Ethereum のようなチェーンの場合、これは に必要なノードを含むデータベースを試してください。 トランザクションの完全な実行。他のチェーンタイプには、 その他のp修復メカニズム。 完了すると、イングレス投稿と外部トランザクション (または外部データが表すもの) は次のようになります。 チェーンの仕様に従って制定され、バランスがとれています。 (A 賢明なデフォルトは、すべての入力ポストを要求することかもしれません 外部トランザクションがサービスされる前に処理されますが、これはパラチェーンのロジックが決定する必要があります。) この制定により、一連の出力投稿は 作成され、これらが実際に一致することが検証されます 照合者の候補者。最後に、適切に設定された ヘッダーは候補者のヘッダーと照合されます。 完全に検証された候補ブロックでは、validator その後、ヘッダーの hash に投票し、必要な検証情報をすべてそのサブグループ内の co-validator に送信できます。 6.7.1.パラチェーンコレーター。パラチェーンの照合者は、マイナーのタスクの多くを実行する、拘束されていないオペレーターです。 現在のblockchainネットワーク上で。それらは具体的です 特定のパラチェーンに。操作するには、次のことを行う必要があります。 リレーチェーンと完全に同期されたものの両方を維持する パラチェーン。 「完全に同期」の正確な意味はパラチェーンのクラスによって異なりますが、パラチェーンの入力キューの現在の状態が常に含まれます。 Ethereum の場合、少なくともメンテナンスも必要です 最後の数ブロックのマークルツリー データベースですが、 ブルームを含む他のさまざまなデータ構造も含まれます アカウントの存在、家族情報、ログ記録用のフィルター ブロック番号の出力と逆引き参照テーブル。 2 つのチェーンの同期を維持するだけでなく、 トランザクションキューを維持し、適切に検証されたトランザクションを受け入れることによって、トランザクションを「フィッシング」する必要もあります パブリックネットワークから。キューとチェーンでは、 各ブロックで選択された validator の新しい候補ブロック (リレーチェーンが同期されているため、その ID がわかっている) を作成し、それらを 有効性の証明などのさまざまな付随情報。 ピアネットワーク。 その厄介な問題として、含まれる取引に関連するすべての手数料を徴収します。これに関してはさまざまな経済学が浮かんでいる アレンジメント。競争の激しい市場では、 担保者が余っているため、取引が行われる可能性があります。 インセンティブを与えるために手数料をパラチェーン validators と共有する 特定の照合者のブロックを含めること。 同様に、

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 17 一部の照合者は、必要な手数料を徴収する場合もあります。 ブロックをより魅力的なものにするために支払われる validator秒。 この場合、自然な市場が形成されるはずです トランザクションはキューをスキップして高い手数料を支払う そして、より早くチェーンに組み込まれるようになります。 6.8.ネットワーキング。従来の blockchain でのネットワーキング Ethereum や Bitcoin などの要件はかなり単純です。 すべてのトランザクションとブロックは、単純な方向性のないゴシップでブロードキャストされます。同期は特に複雑です。 Ethereum を使用していますが、実際には、このロジックは いくつかの要求および応答メッセージ タイプを中心に解決するプロトコル自体ではなく、ピア戦略。 Ethereum は、devp2p プロトコルを使用して現在のプロトコルの提供を進めました。これにより、多くの機能が可能になりました。 サブプロトコルは単一のピア接続上で多重化されるため、同じピア オーバーレイを多数サポートします。 p2p プロトコルと同時に、Ethereum 部分 プロトコルはまだ比較的単純なままであり、p2p 議定書はしばらくの間、重要な作業が完了していないため、 QoS サポートなどの機能がありません。悲しいことに、よりユビキタスな「Web 3」プロトコルを作成したいという願望は主に 失敗しました。明示的に使用しているのはプロジェクトだけです Ethereum クラウドセールから資金を調達しました。 Polkadot の要件はかなり厳密です。完全に均一なネットワークではなく、Polkadot 数種類の参加者がおり、それぞれのピア構成や複数のネットワークに対して異なる要件があります。 参加者が会話する傾向がある「通り」 特定のデータ。これは、実質的により構造化されたネットワーク オーバーレイ、およびそれをサポートするプロトコルを意味します。 おそらく必要になるだろう。さらに、新しい種類の「チェーン」など、将来の追加を容易にする拡張性も備えています。 それら自体には新しいオーバーレイ構造が必要です。 ネットワーキングの仕組みについて徹底的に議論しながら、 プロトコルはこの文書の範囲外であるように見えるかもしれませんが、一部の要件分析は合理的です。できます ネットワーク参加者を大まかに 2 つのセットに分類します (リレーチェーン、パラチェーン) 3 つのサブセットのそれぞれ。できます また、各パラチェーン参加者は、 ではなく、自分たち同士で会話することに興味がある 他のパラチェーンの参加者: • リレーチェーン参加者: • バリデータ: P、それぞれのサブセット P[s] に分割 パラチェーン • 可用性保証者: A (これは、プロトコルの基本形式のバリデーターによって表される場合があります) • リレーチェーンクライアント: M (各メンバーのメンバーに注意してください) パラチェーン セットも M のメンバーになる傾向があります) • パラチェーン参加者: • パラチェーン コレーター: C[0]、C[1]、. 。 。 • パラチェーン漁師: F[0]、F[1]、 。 。 。 • パラチェーン クライアント: S[0]、S[1]、. 。 。 • パラチェーン ライトクライアント: L[0]、L[1]、. 。 。 一般に、私たちはコミュニケーションの特定のクラスに名前を付けます これらのセットのメンバー間で発生する傾向があります。 •P |あ <-> P |答え: の いっぱい セット の validators/保証人 しなければならない なる よくつながっている に コンセンサスを得る。 • P[s] <-> C[s] | P[s]: 特定のパラチェーン グループのメンバーとしての各 validator は噂話をする傾向があります 他の同様のメンバーおよび照合者とともに そのパラチェーンのブロック候補を発見して共有します。 • A <-> P[s] | C | A:各空室保証人 コンセンサスに敏感なクロスチェーンを収集する必要がある validator からのデータが割り当てられています。照合者 また、彼らの合意形成の可能性を最適化する可能性もあります。 可用性保証者に通知することでブロックします。 データを取得すると、データは次の企業に支払われます。 合意を促進するための他のそのような保証人。 • P[s] <-> A | P[s']: パラチェーン validators は 以前の validator セットまたは可用性保証者から追加の入力データを収集する必要があります。 • F[s] <-> P: 漁師は報告する際、 参加者に対するクレーム。 • M <-> M | P | A: 一般的なリレー チェーン クライアントは、validator と保証人からデータを支払います。 • S[s] <-> S[s] | P[s] | A: パラチェーンのクライアントは、validator/保証人からデータを支払います。 • L[s] <-> L[s] | S[s]: パラチェーン ライト クライアント 完全なクライアントからデータを分配します。 効率的な輸送メカニズムを確保するために、「フラット」 オーバーレイ ネットワーク (Ethereum の devp2p など) ノードは、そのノードの適合性を (恣意的にではなく) 区別しません。 同僚が適切である可能性は低いです。適度に拡張可能な ピアの選択と検出のメカニズムが必要になる可能性があります 積極的であると同時にプロトコルに含まれること 適切な種類のピアを確保するための先読みを計画する 偶然にも適切なタイミングで実行されました。 ピアメイクの正確な戦略は、参加者のクラスごとに異なります。 マルチチェーンの場合、照合者は継続的に実行する必要があります。 それに応じて選出された validator に再接続するか、 validator のサブセットとの継続的な契約が必要です validator が役に立たないほとんどの時間で切断されないようにするためです。照合者も当然、その情報を維持しようとします。 または可用性保証者へのより安定した接続 コンセンサスに敏感な情報を迅速に広めることを保証するために設定されています。 データ。 可用性の保証者は主に、 相互および validators への安定した接続 (コンセンサスおよびコンセンサスが重要なパラチェーン データの場合) 彼らは証明します)、そして一部の照合者(パラチェーンの場合)も証明します データ)と一部の漁師と完全な顧客(分散のため) 情報)。バリデーターは、他の validator、特に同じサブグループ内のvalidator を探す傾向があります。 パラチェーンブロック候補を提供できる照合者。 漁師、一般的なリレーチェーン、パラチェーンなど クライアントは通常、接続をオープンな状態に保つことを目的とします。 validator または保証人ですが、他の多くの同様のノード そうでなければ自分自身に。パラチェーンのライトクライアントも同様に、パラチェーンの完全なクライアントに接続することを目指します。 他のパラチェーンライトクライアントだけではないにしても。 6.8.1.ピアチャーンの問題。基本的なプロトコルの提案では、これらの各サブセットは、検証するために割り当てられた validator として各ブロックとともに常にランダムに変化します。 パラチェーン遷移はランダムに選択されます。これはできる 異種 (非ピア) ノードが問題となる可能性があります。 相互にデータを渡します。どちらかに頼らなければなりません 公平に分散され、適切に接続されたピア ネットワーク

POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 18 ホップ距離 (したがって最悪の場合の遅延) がネットワーク サイズの対数に応じてのみ増加するようにする (Kademlia のようなプロトコル [13] がここで役立つかもしれません)、または、次のことを行う必要があります。 ピアセットを維持するために必要な接続ネゴシエーションを実行できるようにするために、より長いブロック時間を導入します。 ノードの現在の通信ニーズを反映します。 どちらも優れた解決策ではありません: ブロック時間が長い ネットワークに強制的にアクセスすると、ネットワークが役に立たなくなる可能性があります。 特定のアプリケーションとチェーン。完全に公平であっても ネットワークに接続すると、かなりの無駄が発生します 関心のないノードにより拡張される帯域幅の減少 彼らにとって役に立たないデータを転送するため。 両方の方向がソリューションの一部を形成する可能性がありますが、 レイテンシーを最小限に抑えるために合理的な最適化を行うと、 これらのパラチェーンのボラティリティを制限するためです validator 一連のブロック間でのみメンバーシップを再割り当てするセット (例: 15 個のグループ、4 秒ごと) ブロック時間は、接続を 1 回につき 1 回だけ変更することを意味します。 分)、またはメンバーシップを段階的にローテーションすることによって(例:一度に 1 人のメンバーによって変更されます (例: 各パラチェーンに 15 validator が割り当てられている場合、完全に一意なパラチェーン間の間隔は平均で丸 1 分になります。 セット)。ピアのチャーンの量を制限し、有利なピア接続が適切に確立されるようにすることで、 パラチェーンの部分的な予測可能性を通じて進歩する セットを使用すると、各ノードが永続的に保持されるようにすることができます。 偶然の仲間選び。 6.8.2.効果的なネットワーク プロトコルへのパス。おそらく、 最も効果的かつ合理的な開発努力は、ローリングではなく既存のプロトコルの利用に焦点を当てます。 私たち自身の。 いくつかのピアツーピアベースプロトコルが存在します。 Ethereum 独自の devp2p を使用または拡張する場合があります [22]、IPFS の libp2p [1]、GNU の GNUnet [4]。これらのプロトコルとその構築との関連性を完全にレビューします。 特定の構造保証、動的ピアステアリング、および拡張可能なサブプロトコルをサポートするモジュラーピアネットワーク この文書の範囲をはるかに超えていますが、 Polkadot の実装における重要なステップ。 7. プロトコルの実用性 7.1.インターチェーントランザクション支払い。素晴らしい一方で、 Ethereum のガスのような総合的な計算リソース アカウンティング フレームワークの必要性をなくすことで、かなりの自由とシンプルさが得られますが、これは重要な疑問を引き起こします。ガスがなければ、パラチェーンはどのように機能するのでしょうか。 別のパラチェーンが強制的に計算を実行するのを避けますか?トランザクション後の入力キューに依存することもできますが、 あるチェーンが別のチェーンにスパム送信するのを防ぐためのバッファー トランザクション データの場合、トランザクション処理のスパムを防止するための同等のメカニズムがプロトコルによって提供されることはありません。 これはより高いレベルに委ねられる問題です。チェーン以来 受信メッセージに任意のセマンティクスを自由に付加できる トランザクション後のデータを使用すると、計算が確実に行われるようになります。 開始前に料金を支払う必要があります。同じような流れで、 Ethereum Serenity が支持するモデル、想像できます パラチェーン内の「侵入」契約により、 validator と引き換えに支払いが保証されます。 特定の量の処理リソースの提供。 これらのリソースはガスのようなもので測定される可能性があります。 しかし、主観的な実行時間や Bitcoin のような定額料金モデルなど、まったく新しいモデルである可能性もあります。 オフチェーンの呼び出し元が利用できるとはすぐには想定できないため、これ自体はあまり役に立ちません。 侵入によって認識されるあらゆる価値メカニズム 契約。ただし、ソースチェーン内に二次的な「ブレイクアウト」コントラクトが存在することは想像できます。 2 つの契約は共に橋を形成し、お互いを認識し、 価値の同等性を提供します。 (ステーキング-tokens、利用可能 それぞれを国際収支の決済に使用できます。) 別のそのようなチェーンを呼び出すことはプロキシを意味します この橋を通って、 チェーン間での価値の移転を交渉して、 宛先パラチェーンで必要な計算リソースの料金を支払います。 7.2.追加 チェーン。その間 の 追加 の ある パラチェーンは比較的安価な操作ですが、無料ではありません。 パラチェーンが増えると、パラチェーンあたりの validator が少なくなります そして最終的には、それぞれが 平均債券の減少。パラチェーンを攻撃するための強制コストが小さいという問題は、次のように軽減されます。 漁師の皆さん、validator セットの成長は本質的に、 基礎となるコンセンサスの仕組みにより、レイテンシが高くなるそーだ。さらに各パラチェーン validators を悲しませる可能性があります。 負担の大きい検証アルゴリズム。 したがって、validator の「価格」が発生することになります。 および/または利害関係者コミュニティが、 新しいパラチェーンの追加。このチェーン市場は、 おそらく次のいずれかが追加されているのがわかります。 • 一部となる可能性が高い(staking tokens のロックアップまたはバーンアウトに関して)正味拠出金の支払いがゼロのチェーン(コンソーシアム チェーンなど) Doge チェーン、アプリ固有のチェーン)。 • ネットワークに本質的な価値を提供するチェーン 特定の機能を追加するのが難しい 他の場所(機密性、内部拡張性、サービス提携など)を取得するため。 基本的に、利害関係者のコミュニティは次のことを行う必要があります。 経済的または経済的に子チェーンを追加するよう奨励される リレーに機能的なチェーンを追加したいという願望を通じて。 新しいチェーンが追加されると、非常に大きな影響を受けることが想定されます。 削除の通知期間が短いため、新しいチェーンを使用できます。 妥協するリスクなしに実験できる 中長期的な価値提案。 8. 結論 私たちは、著者が取ることができる方向性を概説しました。 特定の既存のプロトコルとの下位互換性がある可能性のある、スケーラブルな異種マルチチェーン プロトコル blockchain ネットワーク。このようなプロトコルの下では、参加者は 賢明な自己利益に基づいて、既存ユーザーに通常のコストをかけずに、非常に自由な方法で拡張できるシステム全体を作成します。 標準の blockchain デザインから来ています。私たちは与えました 必要となるアーキテクチャの大まかな概要 参加者の性質、経済的インセンティブ そして彼らが関与しなければならないプロセス。私たちは持っています 基本設計を特定し、その長所について議論し、 制限;したがって、さらなる方向性があります。 これらの制限が緩和され、完全にスケーラブルな blockchain ソリューションに向けてさらに前進する可能性があります。POLKADOT: 異種マルチチェーン フレームワークのビジョン ドラフト 1 19 8.1.不足している資料と未解決の質問。プロトコルの実装が異なる場合、ネットワークの分岐が常に発生する可能性があります。そんな状態からの回復 例外的な状況については議論されなかった。ネットワークには必然的にゼロ以外のファイナライゼーション期間があると仮定すると、 リレーチェーンの分岐から回復することは大きな問題ではありませんが、慎重に統合する必要があります。 コンセンサスプロトコル。 保証金の没収と逆に報酬の提供は、 深くは研究されていません。現時点では報酬を想定しています 勝者総取りの原則に基づいて提供されます。これは当てはまらない場合があります。 漁師に最適な奨励モデルを提供する。短期間のコミットと公開のプロセスにより、多くの漁師が許可されるでしょう。 賞品をより公平に分配して賞品を受け取るため、 ただし、このプロセスにより、追加のレイテンシーが発生する可能性があります。 不正行為の発見。 8.2.謝辞。皆様、本当にありがとうございました これを漠然と理解するのに協力してくれた校正者 存在感のある形状。 特にピーター・ツァバン、ビョルン ワーグナー、ケン・カプラー、ロバート・ハーバマイヤー、ヴィタリック・ブテリン、レト・トリンクラー、ジャック・ピーターソン。 皆さんのおかげで アイデアや始まりに貢献した人々 その中で、マレク・コテヴィッチとアーロン・ブキャナンは特に言及に値する。そして、助けてくれた他の皆さんにも感謝します 途中で。すべての間違いは私自身のものです。 の初期研究を含むこの研究の一部 コンセンサスアルゴリズムの一部は英国によって資金提供されました。 Innovate UK プログラムに基づく政府。