随机数|读懂Dfinity：去中心化云计算平台+高性能区块链网络( 四 )

*注 3重点：超快的最终确认。DFINITY 的共识是按轮次进行的，每一轮共识的开始与结束的标志，都是观察到随机数信标产生新的随机数，而这个随机数是系统聚合签名产生公证的同时更新的。因此这 DFINITY 的区块高度必须与轮次一致，每一轮中生产的区块，必须是引用了上一轮的公证签名，不然视为非法。同时公正组只会签名本轮产生的区块，不会对之前轮次的区块签名。总结为两个强制：
只有本轮发布的区块才能被公证；
只有引用上一轮被公证的本轮区块才是合法的；

这保证了出块与公证两个过程，都没法被恶意扣留，因此攻击者没办法偷偷来准备一条比主链更长的影子链，来做双花攻击，因为从影子链的第一个区块起就不合法了。因为存在上述「验证者组单独签名，系统聚合签名产生公证」的公证过程，因此每一轮后基本可以做出唯一性的确认。但也有会出现两个或以上区块同时通过公证的情况，因此一轮结束后还不能做到最终确认，这时就需要在下一轮中继续判断。此时等待出块过程完成，因为出块者可能选择在上一轮同时被公证的区块后面继续生产，所以同时存在几条分叉。验证者会计算权重来判断唯一区块，权重高的一条链就作为唯一确认链，然后验证者才会对他进行签名。因此当本轮出现了新随机数时，也就意味着分叉已经被剪除，而上一轮的区块，包括其中的交易，都获得了最终的确认。快速确认不仅提高了性能，剪除了分叉，降低了系统的冗余度，并且可以让客户端不用存储全部要历史区块数据，任何一个新加入的区块，只要从最近的确认区块开始即可。

*注 4重点：弹性拓展性能。优秀的随机数给 DFINITY 的网络带来近乎无限的扩展可能性，因为整个随机数的产出，包括出块与公证，都是由固定数目的委员会组来执行的，客户端新节点的加入不会影响到运行的速度。DFINITY 随机产生多个阀值组的，因此多组间并行运行，从而实现分片，是相当轻松的。以太坊 2.0 的分片方式也非常近似。但是 Dfinity 的存储和网络拓展性也是需要拓展的，这方面上节点与节点、存储之间的传输也是有损耗的，带宽未必受得了，如果这个方面无法扩展，仅仅是做到分片的话可能只是表面的优化。

计算与存储应用架构

文章插图
从底层开始：P2P 层 (收集分发数据) → 共识层 (整理消息，验证后写入区块) → 消息路由层 (传输信息到目的地) → 应用执行层 (通过 WASM 安全沙盒环境进行计算)
开发阶段，Dfinity 的开发者工具都会把各个层级抽象出来，复制给开发者一个本地版来方便开发。
应用运行机制代码编译为 WASM 模块，部署到 ICP 的 Canister 容器 (容器中包括了程序本身、状态、用户交互记录) 中。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/372441370
Canister类似以太坊中的智能合约，除了运行环境是 WASM 的沙盒以外本质上没有其他大区别。正如之前提到的，一个很重要的特点就是 ICP 作为一个类似 Serverless 的服务提供商，上面的应用相比以太坊应用是需要具有更高的实时性的，比如 ICP 版抖音，因此 Canister 需要做更多的交互，同时也要保证不宕机、不拥挤卡顿。
存储ICP 的应用状态是存储在内存里的，通过共识阶段来进行管理和确认修改。
在 Dfinity 的博客上有个经常被提及的词就是正交持久性 (orthogonal persistence)。它所指的依然是 Serverless 的特点，开发者不用担心数据丢失，不用担心数据存在哪里。这就说明 ICP 和中心化的云平台是类似的，也有容灾备份等操作。