区块链:金色观察｜NEAR的分片原理

分片是layer1区块链项目扩容的主要思路之一，以太坊2.0、Solana、Cosmos、Polkadot、NEAR是基于分片系统建立的网络，本文中，我们将NEAR网络的分片原理整理如下，希望可以用最简单的资料弄懂NEAR的分片。

关键要素：

分片：NEAR通过跨多个并行化分片分布计算来水平和近乎无限地扩展。

共识：NEAR使用Nightshade算法在构成分片的网络运营节点上达成共识。

金色晨讯 | 12月9日隔夜重要动态一览:21:00-7:00关键词：强制性KYC、渣打银行、灰度、波卡平行链

1.外媒：法国将对所有加密交易施加强制性KYC规则；

2.外媒：渣打银行将为机构投资者推出加密货币交易；

3.俄亥俄州允许政府使用区块链的法案已通过州众议院；

4.灰度CEO疑似承认正在2万美元以下积累比特币；

5.GavinWood：波卡平行链大概分为七个上线顺序；

6.前CFTC主席：政府与私营部门应就数字货币进行紧密合作；

7.灰度资产管理总规模降至126亿美元，GBTC较前日下跌6.59%；

8.江卓尔：若Coinbase隐瞒丢币 灰度投资者将购买虚假BTC；

9.花旗银行下调MicroStrategy股票评级 因其对比特币“过度关注”；

10.比特币夜间大幅下跌，日内最低跌至18181.45美元，主流币普遍下跌。[2020/12/9 14:38:34]

跨分片通信

金色实力派 | 汪树明：能源经济与区块链有着天然结合的特点:金色财经报道，在今日举行的金色实力派直播中，针对“光伏市场在区块链领域的机遇如何？”的问题，前天合光能浙江区VP汪树明表示，疫情过后，全球会加大对可再生能源的投资以拉动经济增长。国际能源署（IEA）认为，受新冠肺炎疫情影响，全球各国电力消费都出现大幅下降，能源需求总量预计将创下近 70 年来的最大跌幅，但可再生能源将会成为 2020 年唯一需求正增长的能源方式。同时，二十国集团能源部长会议表示将在 9 月评估对新冠肺炎疫情的应对情况，以及更广泛的二十国集团更清洁、可持续的能源系统转型议程。我们认为本次疫情过后，以光伏为代表的可再生能源将会有更大的发展机遇。能源经济与区块链有着天然结合的特点，因为无论是传统发电方式还是光伏发电，电始终都是以数据的形式体现在我们面前。而区块链技术恰好是帮助数据更好的产生价值。比如说能源的产出、传输乃至交易，都可以在链上进行。[2020/5/28]

在一条链里做分片一定会面临跨链和跨分片通信，这是最终状态形成的关键步骤。

金色相对论 | 比太钱包文浩：大节点必须设计良好的架构来确保安全:在本期金色相对论之“闪电网络：Hello，TPS”上，金色财经合伙人佟扬对话比太钱包创始人文浩，针对有人说加入闪电网络后，会出现中心化安全风险，这样是否会降低钱包的安全性的问题，文浩表示，安全永远是相对的概念，哪怕钱包账户是去中心化的，对于用户来说仍然需要根据自己的资产特点来设计适合自己的安全存储资产的方案。对于钱包的安全性来说，闪电网络本身并不增加安全风险，当然由于会增加技术复杂度（比如说通道状态的记录等），因此提供服务时要做好充分的测试，以确保资产安全。另外，随着闪电网络应用的发展，未来必然会出现大节点，这类的大节点会为很多用户提供通道的建立和关闭以及通道状态的维护等服务。此类大节点面临一个问题，就是当其为大量的用户提供闪电网络节点服务时，不得不在通道里压大量的币，这就必须考虑安全性，因为大量的通道内的币都是处于热钱包状态，节点必须要设计良好的架构来确保安全。总之，闪电网络是革命性的，将大大颠覆传统币圈链圈的生态模式，从这个角度上讲，每一个业内参与者都理应对其引起足够的重视。[2019/3/7]

NEAR使用带回滚的信标链完成跨分片的状态最终确定性：信标链使用一小部分验证器验证所有其他链的状态转换，如果检测到问题，所有链都会回滚。

此外，每个分片的验证器可以每天轮换以帮助增加一层安全性。

相比来说，其他协议会使用了一个较小的委员会，委员会轮换得更快（例如每隔几分钟）并跨分片进行验证。为了让这个较小的委员会在不必下载每个分片的整个状态（这在这个时间范围内无法完成）的情况下执行他们的验证，他们可以只下载相关的那部分状态。

这就是NEAR的Nightshade分片方法。

Nightshade 修改了典型的分片抽象模型，假设所有分片组合在一起以产生单个块。无论每个单独的分片是否在每个区块高度生成了“块”，该区块高度的块都以常规节奏生成。

此时，会分配了一个验证器来生成每个分片的块。该验证器必须将固定时间段内把每个片的块组装到该总周期的块中。这个验证器的在现有验证器集（例如 100 个验证器）中轮换。这个验证其不接受交易处理，只接受块。

对于每个单独的分片和出块周期，分配一个验证器来生成其块。如果该验证器不存在，则分片将在该时间段内停止。每个分片都有自己的较小的验证器池，这些验证器从主池中提取。分片验证者的与整体块验证者以相同的方式轮换选择。如果缺少单个验证器并且分片块停止一段时间，则下一个验证器可能会出现以在下一个时间段继续链的操作。

隐藏验证器

为了提供额外的安全性，NEAR还使用了隐藏验证器。这些来自是每个分片（平均100个验证者）的小型委员会，他们验证每个块。验证者通过可验证随机函数 (VRF) 选择一组分片id来单独计算出他们的分配，且这个分配在区块链上不对所有参与者公开可见。通过这种方式，每个单独的验证者都知道他们必须验证哪些分片。但不公开可见。

此外，分配给特定块的隐藏验证器的数量也是随机确定的。这可以防止对手确切地知道需要破坏多少隐藏验证器才能成功发起攻击。

渔夫

除了被分配为每个分片提供安全性的隐藏验证器之外，任何其他节点操作员都可以作为所谓的“渔夫”无需许可地参与。这个第三方节点可以提供与隐藏验证器相同的证明，因此它们也可以启动削减和回滚的过程。

这意味着，即使对手成功破坏了整个隐藏的验证者池，也不能保证不会被渔夫发现而继续攻击。

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