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Bifrost致力于为公共链的PoS机制提供流动性解决方案。因为在Bifrost平台上,用户可以低价购买运行PoS节点所需的投票权。因此,我们需要考虑购票行为对PoS公链安全性的影响。我们以波尔卡多为例进行科学分析。

首先,回顾区块链共识机制的发展历史。PoW作为最早的共识机制,是随着比特币的出现而出现的。到目前为止,只有BTC和ETH1.0等少数几个成功的项目,原因是全球计算能力资源有限。当大部分计算能力都集中在比特币上的时候,其他的PoW型公链就很难安全启动了。由于网络无法吸引足够的计算能力,其安全性易受攻击,比特币网络大矿工掌握的计算能力足以对一些较小的PoW网络发动51%的攻击。

后来,人们发明了PoS机制,依靠自己有价值的令牌作为抵押品来维护网络安全,使得共识过程不再需要与其他项目争夺计算能力。然而,PoS并没有完全摆脱PoS面临的困境,因为维护一个PoS网络需要基本的安全支出。当货币价格过低,价值捕捉能力不足时,高通胀会导致网络走向死亡螺旋。虽然PoS网络不像PoW网络那样直接竞争计算能力资源。但在特定的时间点,市场上支撑货币价格的购买力是一定的。放大来说,世界经济总值也是一定的,不同货币之间的货币价格还是有一定竞争力的。对于货币价格低的创业项目,他们的网络安全极其不可靠。这仍然阻碍着区块链领域的创新。

面对这样的问题,博卡提出了“共享安全”的概念。通过中继链的并行链架构,博卡可以重用博卡的安全性,而不是由并行链本身提供安全性。所以作为一个Poka并行链项目,可以专注于开发自己的业务逻辑。此外,Boca还提供了安全的跨链互操作性,并行链之间的跨链消息传输可以通过中继链安全进行,不需要额外的信任机制。

共享安全的实现及问题

在讨论Polkadot并行链的安全性之前,我们可以简单回顾一下Polkadot的架构设计:Polkadot采用RelayChain和ParaChain的系统架构,Relay  Chain的Validators为并行链提供块有效性和可用性验证,采用擦除码为并行链提供块和有效性证明数据(PoV)排序器负责构建并行链的块和分类帐,为外部用户提供更专业的服务。

在并行链排序器运行期间,中继链会根据一定的规则随机分配多个验证器来验证排序器提交的块和PoV,因此并行链的安全性和可用性很大程度上取决于中继链的整体安全性和验证器的安全性。如果分配给一个并行链的验证者有一半以上串通作恶,那么这个并行链将在一段时间内不可用,尽管这些邪恶节点将受到中继链本身的惩罚。我们可以从数学上分析这种情况的概率。

问题描述:

假设Polkadot系统有1000个验证器和100个并行链槽,每个并行链平均可以得到10个随机分配的验证器。如果恶意节点超过5个,就可以成功对并行链发起攻击。如果1000个Validators中有20个恶意节点,如何计算一次分配中有5个以上的恶意节点被分配到同一个并行链(记录为事件e)的概率?

这是一个很有趣的排列组合和概率计算的问题。首先继续简化这个问题,等同于这个场景:N=20(坏样本),K=100(盒子和容器),完全随机分配。六个或六个以上的不良样本进入同一个盒子(记录为事件e)的概率有多大?这个问题本质上是正整数的条件加性分解。


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