解析平行链：实现过程、技术难点、未来发展方

小编：记得关注哦

来源：PolkaWorld

• 平行链是如何从研究论文，变成代码实现的？
• 平行线程、嵌套中继链等，未来将如何发展？
• 平行链可扩展性的极限在哪里？

在 2021 Polkadot Decoded 的圆桌讨论 “解析平行链：谁做了平行链？平行链是什么？为什么要有平行链？”中，研究员 Jeff、代码实现者 Rob 和主持人 Joe 一起讨论了一些对于平行链发展很重要的问题。PolkaWorld 在本文中总结了该圆桌主要内容。

Jeff：Jeff Burdges，W3F 密码学研究员，做了很多平行链开发方面的研究

Rob：Robert Habermeier，波卡联合创始人/Parity 核心开发者，带领实现团队让平行链能够在实际中运行起来

Joe：Joe Petrowski，W3F 技术集成负责人，本场圆桌主持人

Joe：大约一年半以前，Jeff 带领着一个团队发表了一篇关于可用性和有效性的论文。在实现时，这个方案已经改变了很多。Jeff，你可以简单谈一谈这篇论文的想法是如何产生的吗？

Jeff：我们从以太坊生态那里获得了一些想法，比如使用纠删码的想法。但是围绕这些想法的一些具体的东西，比如如何优化分片，都没有正式确定下来。

在 2019 年末，我们决定要把这些想法正式化，提出更精确的方法。一般来说，我们设计复杂协议的方式是，我会写下所有可能的设计选项，然后用排除法。

在 2020 年初，我写下了这个设计，并且和大家讨论，我们注意到了一些问题，我想出了一个叫 “Two-phase inclusion” 的技巧。也就是说在真正开始之前，平行链中继链必须知道一个区块，验证人必须说这个区块是有效的。

之后我们开始做纠删码，然后开始做真正的检查它的工作。这样做的好处之一是，因为有人在这个过程中投入了很多切身利益，从而会限制其可以尝试的次数。从而做到如果你要攻击它，那么你也会毁掉你自己。它不是加密学安全性，而是分布式系统安全性，但是是合理的。

Joe：对于不熟悉分片的人来说刚刚说的可能有点抽象。其实就是，我们有一千个验证人，当你想要包含这些平行链区块中的一个时，你其实需要把数据块发给所有验证人，涉及到费用、复杂性、网络、存储等，让所有人都得处理这个消息，所以你想要真正确保这些消息是有效消息，而且是有理由的。

Jeff：是的。纠删码其实挺老了，有不同类型的纠删码。不过一般来说当如果你用密码学的话，一般是使用一些基于拉格朗日插值法或者里德-所罗门码之类的。原因是它的阈值很陡峭，所以我们可以从任何三分之一的碎片，来恢复全貌。

那我们怎么做呢？我们有平行链区块，叫做候选区块，我们有 3f+1 个验证人。那么我们把这些东西纠删码为 3f+1 个碎片，你只要有了任何的 f+1 个碎片，就可以重构原始区块。也就是说只要比 1/3 多一点点的碎片，你就可以重构原始区块。

这是一种很古老的数学方法，实际上是让我们的速度更快。根据我们目前的验证人数量，我们必须找到一些比较新的论文，来进行优化。这就是我们今年做的事 —— 去大大优化纠删码。我们让它的运行速度快了 400 倍，渐进地看其实更快。从 O(N2) 算法到了 O(log n) 算法。这让计算变得没有那么的有负担。之后我们可能还会做得更好。这是我们最近的一个突破，当然了如果我们能在更早就解决的话就好了哈哈哈。

Joe：把这些研究变成代码，其实也是很大的挑战。我们去年年中上线了 Rococo 测试网，Rob 可以谈谈这个协议的实现早期遇到的一些挑战吗？

Rob：我记得第一次跟平行链相关的代码提交是在 2018 年下半年，2019 年中有了我们所说的 V0 协议的初稿，在最初的几年中，我们更多地投入在 BABE、GRANDPA 共识上，也就是出块和区块确认方面，那时候其实还没有真的深入研究平行链的东西，因为平行链的部分更复杂，需要更多的开发时间。

从 2019 年中后期到 2020 年初左右，事情有了很大的进展，就像刚刚 Jeff 提到的，研究团队开始真正把协议确定下来了，像是可用性确保了平行链区块仍然存在，以便其他人可以检查它们，来进行额外的检查，从而确保安全性。

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