Zilliqa (ZIL) 是与比特币和以太坊竞争的第 1 层区块链。Zilliqa 网络使用分片机制来增强网络的可扩展性和去中心化。

在这个故事中，我将解释关于这个项目你更了解的 8 件事。有关更多信息，您还可以在此处和此处查看项目的官方文档。

#1 — 节点类型

Zilliqa 区块链中有不同类型的节点：

• DS（目录服务）节点：是负责聚合分片宏块并形成交易块的节点。他们还负责在每个 DS 纪元开始时创建 DS 块。DS 委员会将选择这些节点，它们在几个时期内保持相对稳定。DS 节点以 ZIL 代币获得奖励。
• 分片节点：是负责在分片级别提出和验证交易的节点。在每个 epoch，DS 委员会将节点分配给不同的分片。每个分片处理事务的子集。分片节点以 ZIL 代币获得奖励。
• 查找节点：是负责保存区块链数据和分发交易的完整节点。这些节点是负责保持区块链更新的实体。它们也是 DS 委员会、DS 节点和分片节点之间的桥梁。
• 种子节点：类似于查找节点，但它们不负责将任何交易分配给不同的实体。他们捆绑传入的事务并将它们发送到查找节点以进行进一步处理。
• 质押种子节点（SSN）：类似于种子节点，但它们也因努力而获得质押奖励。奖励以 ZIL 代币支付给这些节点。

#2 — 分片机制

在 Zilliqa 区块链中，分片发生在三个不同的层：

• 网络分片：网络的节点被分成不同的分片。然后每个分片将负责处理传入事务的子集。例如，如果有 1000 个节点，那么通过网络分片，Zilliqa 可以将它们分成 10 个不同的分片。在这种情况下，网络可以扩展 10 倍以处理更多事务。
• 交易分片：传入的交易被划分在不同的分片之间。然后每个分片将处理交易并将其发送回负责的节点进行捆绑。根据交易类型（支付、智能合约调用等），分配策略会有所不同。一般来说，分片节点负责处理支付和简单的智能合约交易，而 DS 委员会处理智能合约链的执行。
• 计算分片：这里的想法是划分计算能力来处理节点之间的事务。不幸的是，没有关于此机制细节的文档。

网络分片是这个列表中最重要的模块，因为事务和计算分片是建立在它之上的。

#3——共识机制

Zilliqa 区块链有一个 DS 委员会和 n 个分片。委员会可以被视为负责做出关键决策的超级分片。分片负责处理交易并将其提交到网络。每个分片有 1 个领导者和 k 个参与者（备份）节点。

分片级别的共识机制基于著名的实用拜占庭容错（pBFT）模型。

以下是此 pBFT 的摘要：

1. 预准备阶段：领导者准备一个候选块并将其发送到分片中的所有其他节点。该消息使用“预先准备好的消息”模板发送。
2. 准备阶段：一旦收到预先准备好的消息，节点就会对其进行验证并将其发送给所有其他节点。该消息使用“准备消息”模板发送。
3. 提交阶段：一旦准备好的消息被 2/3 的节点接收到，就会向所有其他节点发送“提交消息”。一旦从大多数节点接收到提交消息，新状态将由每个节点更新。

要阅读有关此过程的更多详细信息，请随时阅读我关于该主题的其他故事。

#4 — Schnorr 签名

Schnorr 签名用于 Zilliqa 区块链的不同模块：

• 共识协议。
• 消息签名。
• 协议中需要签名的任何地方。

这些签名使用基于椭圆曲线的 Schnorr 签名算法 (EC-Schnorr) 作为基本签名算法。

与 ECDSA 等其他签名模型相比，Schnorr 签名具有一些优势：

• 允许多重签名。
• 比 ECDSA 更快。
• 具有较小的签名大小（64 字节）。

使用 Schnorr 签名，攻击者应该很难为相同的消息生成对相应公钥有效的新签名。此外，当消息需要多个签名时，签名大小会减小。最后，Elliptic Curve Schnorr 比 ECDSA 更快，因为后者需要计算大量的反模。但是，Elliptic Curve Schnorr 不需要反演。

#5 — 奖励机制

参与网络的节点在每个时期结束时都会获得 ZIL 代币的奖励。奖励模型如下：

• 基本奖励（20%）：分发给所有 DS 和 Shard 验证节点。
• Cosignature Base Rewards (40%)：根据节点在执行 pBFT 共识时在 TX 时期提交的有效和接受（分片中的前 2/3 签名者）签名的数量进行分配。
• 权益种子节点（40%）：分布在 SSN 节点之间。

所有奖励都在整个 DS 时期合并，并且仅在 vacuous 时期（即 DS 时期的最后一个交易时期）期间分配。

在这里，您可以访问 Zilliqa 奖励计算器。

#6 — 智能合约层

Zilliqa 使用一种名为 Scilla 的编程语言来编写智能合约。Scilla代表智能合同中级水平语言。_ _ _ 它具有一些独特的功能，使其成为开发智能合约的非常安全的选择。

使用 Scilla，计算和通信逻辑可以在智能合约内部分离。在合约中，计算被隔离为独立的原子交易。稍后，如果需要与其他方进行任何通信，将打开一个用于发送和接收消息的专用通道。在计算方面，有效（即，读/写合约字段）和纯（例如，具有原始数据类型和映射的表达式）之间还有另一个层次的分离。为了实现这一点，在 Scilla 中使用了函数式编程原则。

Scilla 还带有一个用 OCaml 编写的解释器。

#7 — 气体会计

为了处理 Zilliqa 区块链上的每笔交易，用户需要发送一些 gas 作为交易费用。这是一项安全措施，可确保网络不会因垃圾邮件而爆炸。它还保证矿工将获得 ZIL 代币的激励。

Zilliqa 协议维持所有矿工都接受的全球最低汽油价格。当前全球最低gas价格为0.002 ZIL。该协议运行一个自动算法来不断调整这个价格。该算法考虑到：

1. 过去几个时期的先前汽油价格。
2. 每个矿工在当前 epoch 愿意接受的最低 gas 价格。
3. 网络拥塞。

网络中基本上有两种类型的交易。

• 支付交易：每笔支付交易消耗 50 个 gas 单位，因此支付交易的 gas 为 0.1 ZIL。
• 智能合约交易：取决于操作的复杂性和所涉及的步骤。 Scilla 带有一个内置的 gas 会计模块，可以跟踪 Scilla 解释器执行合同时消耗的 gas。