IPSE 2.0中共識算法GRANDPA的原理是什么

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IPSE“星際搜索”是一個面向IPFS網絡的搜索引擎，幫助用戶快速搜索分布式網絡上的文件，并快速訪問。在IPSE的挖礦模型中，用戶完成分發、存儲等任務，為哈希內容添加語義標簽，數據安全存儲到IPFS網絡，獲得挖礦獎勵。其token發行和轉賬依賴于EOS網絡。由于區塊鏈網絡之間的互操作已經不可避免，數字資產的轉換需要一個跨鏈通道，IPSE開啟了2.0計劃。

在現有基礎上，IPSE將打造應用鏈，經過跨鏈系統，實現與其它區塊鏈網絡的互通，之后會完成資產映射，使效率提升。IPSE 2.0網絡將基于現有的Substrate進行開發設計，連通Polkadot等網絡。Polkadot是一個異構的多鏈架構，其本身也使用Substrate，而在底層，Polkadot使用到了IPFS協議棧的Libp2p協議。

IPFS（星際文件系統）作為一種分布式的超媒體傳輸協議，目的是構建一個去中心化結構的互聯網，這和Substrate/Polkadot的愿景一致。

Polkadot愿景是為互操作性、安全性、可擴展性和創新提供最強大的平臺。Polkadot的目標是在2019年底之前發布一條中繼鏈和幾條平行鏈以啟動創世塊。此后，網絡將增加到大約100條平行鏈。IPSE將會使用到平行鏈技術，進行2.0網絡的設計。為保證IPSE平行鏈和Polkadot系統的中繼鏈的狀態一致性，利用了混合共識機制，分別是BABE和GRANDPA。

GRANDPA：一個值得信賴的共識算法

比特幣的工作量證明或其它協議有一個問題，即它們不提供異步安全性，這意味著足夠大的攻擊可能導致全網混亂。Polkadot為了實現異步安全，將區塊的生成和確認進行分開。

Polkadot使用其原始的GRANDPA（基于GHOST的Recursive Ancestor Deriving Prefix Agreement）共識來建立一個更安全，更有彈性的網絡。

在良好的網絡條件下，GRANDPA幾乎可以瞬間完成分塊。在糟糕的網絡條件下，比如網絡分區，GRANDPA可以在分區解析時一次性完成大量的塊(理論上是數百萬個)。

GRANDPA背后的關鍵是將區塊鏈的結構納入共識算法。當考慮一個區塊是否有效時，依賴于要考慮該區塊的父塊的有效性。此區塊有效即父塊有效，依此類推。另外，參與者不對單個區塊進行投票，而是讓參與者對他們認為有效的最高區塊進行投票，并且GRANDPA算法將利用表決的方式將投票應用到之前所有的區塊。之后GRANDPA算法將確定投票數量大于2/3的最佳區塊，并生成最終證明(proof-of-finality)。最終證明是通過獲得多數票并將它們捆綁在一起成為一條消息來構造的。

換句話說，只要有超過2/3的驗證人證明鏈種包含了某個特定區塊，所有和該區塊的相聯的區塊也就獲得最終確認。

那么擁有投票權的驗證人會作弊嗎？首先，驗證人運行的時全節點，負責驗證和增加區塊到 中繼鏈中，2/3保障只有符合全網大多數節點的利益的事物才會被確認。其次，在網絡中還有提名人和校對人（釣魚人）角色，驗證人作弊將受到校對人的制約，并將失去提名人的信任。

總體上，BABE算法負責出塊，GRANDPA算法負責確認，在2/3遞歸確定原則的進行下，區塊整體效率就獲得質的提升。中繼鏈是Polkadot網絡的核心，它確保平行鏈和平行鏈之間傳遞信息。信息可以是 交易或任何類型數據。IPSE 2.0平行鏈構建之后，在BABE+GRANDPA混合共識算法的作用下，將獲得高的消息傳遞效率，并同時能共享共識安全。

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