區塊鏈:金色觀察｜NEAR的分片原理_比特幣

分片是layer1區塊鏈項目擴容的主要思路之一，以太坊2.0、Solana、Cosmos、Polkadot、NEAR是基于分片系統建立的網絡，本文中，我們將NEAR網絡的分片原理整理如下，希望可以用最簡單的資料弄懂NEAR的分片。

關鍵要素：

分片：NEAR通過跨多個并行化分片分布計算來水平和近乎無限地擴展。

共識：NEAR使用Nightshade算法在構成分片的網絡運營節點上達成共識。

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跨分片通信

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在一條鏈里做分片一定會面臨跨鏈和跨分片通信，這是最終狀態形成的關鍵步驟。

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NEAR使用帶回滾的信標鏈完成跨分片的狀態最終確定性：信標鏈使用一小部分驗證器驗證所有其他鏈的狀態轉換，如果檢測到問題，所有鏈都會回滾。

此外，每個分片的驗證器可以每天輪換以幫助增加一層安全性。

相比來說，其他協議會使用了一個較小的委員會，委員會輪換得更快（例如每隔幾分鐘）并跨分片進行驗證。為了讓這個較小的委員會在不必下載每個分片的整個狀態（這在這個時間范圍內無法完成）的情況下執行他們的驗證，他們可以只下載相關的那部分狀態。

這就是NEAR的Nightshade分片方法。

Nightshade 修改了典型的分片抽象模型，假設所有分片組合在一起以產生單個塊。無論每個單獨的分片是否在每個區塊高度生成了“塊”，該區塊高度的塊都以常規節奏生成。

此時，會分配了一個驗證器來生成每個分片的塊。該驗證器必須將固定時間段內把每個片的塊組裝到該總周期的塊中。這個驗證器的在現有驗證器集（例如 100 個驗證器）中輪換。這個驗證其不接受交易處理，只接受塊。

對于每個單獨的分片和出塊周期，分配一個驗證器來生成其塊。如果該驗證器不存在，則分片將在該時間段內停止。每個分片都有自己的較小的驗證器池，這些驗證器從主池中提取。分片驗證者的與整體塊驗證者以相同的方式輪換選擇。如果缺少單個驗證器并且分片塊停止一段時間，則下一個驗證器可能會出現以在下一個時間段繼續鏈的操作。

隱藏驗證器

為了提供額外的安全性，NEAR還使用了隱藏驗證器。這些來自是每個分片（平均100個驗證者）的小型委員會，他們驗證每個塊。驗證者通過可驗證隨機函數 (VRF) 選擇一組分片id來單獨計算出他們的分配，且這個分配在區塊鏈上不對所有參與者公開可見。通過這種方式，每個單獨的驗證者都知道他們必須驗證哪些分片。但不公開可見。

此外，分配給特定塊的隱藏驗證器的數量也是隨機確定的。這可以防止對手確切地知道需要破壞多少隱藏驗證器才能成功發起攻擊。

漁夫

除了被分配為每個分片提供安全性的隱藏驗證器之外，任何其他節點操作員都可以作為所謂的“漁夫”無需許可地參與。這個第三方節點可以提供與隱藏驗證器相同的證明，因此它們也可以啟動削減和回滾的過程。

這意味著，即使對手成功破壞了整個隱藏的驗證者池，也不能保證不會被漁夫發現而繼續攻擊。

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