波卡协议信息：关于波卡的高级介绍（中）

2023-02-1020:01

PolkaWorld

2023-02-10 20:01

PolkaWorld

2023-02-10 20:01

收藏文章

订阅专栏

“波卡知识图谱”是我们针对波卡从零到一的入门级文章，我们尝试从波卡最基础的部分讲起，为大家提供全方位了解波卡的内容，当然这是一项巨大的工程，也充满了挑战，然而我们希望通过这样的努力让大家能够正确认知波卡，也让不了解波卡的人方便快速掌握波卡相关知识，今天是该栏目的第 79 期，外源和事件是波卡区块中的重要组成部分，通过理解这两个概念有助于我们更加深入的理解波卡的机制以及这些机制背后的设计理念。

波卡在设计之时，以太坊就已经运转多年，以太坊之前的设计所衍生出的问题，也激发了波卡在设计时采取不一样的结构和实现方式。通过对波卡协议进一步的了解，我们可以感受到这些全新的设计背后的原因如何，又带来了怎样的全新效果。本期，我们继续介绍波卡协议中的外源和事件。

区块格式

波卡进行了一次投票，该投票于 2020 年 7 月 27 日结束（区块 888888），在投票中，利益相关者决定重新设定 DOT 通证的货币单位。重新设定并不改变网络中的基本单位（在波卡中称为“plancks”）的数量。唯一的改变是，单个 DOT 通证将是 1e10 plancks，而不是原来的 1e12 plancks。请参阅波卡的博客文章以了解详细信息和投票结果：

一个波卡的区块由区块头和区块体组成。区块体由表示交易概念普遍性的外源（Extrinsics）组成。外源可以包含底层链希望验证和跟踪的任何外部数据。

译者注：Extrinsics 可以理解为外部交易数据，本文用外源来指代。

区块头是一个包含以下 5 种元素的组：

parent_hash：SCALE 编码的父区块头的 32 字节 Blake2b 哈希。
number：表示当前区块在链中的索引的整数。它等于祖先块的数量。创世状态的数字为 0。
state_root：Merkle 树的根，用作系统存储。
extrinsics_root：保留给 Runtime 验证组成区块体的外源完整性的字段。
digest：用于存储任何特定链的辅助数据的字段，这可以帮助轻客户端在不需要访问完整存储的情况下与块进行交互，以及包括块签名在内的共识相关数据。

创建或接收区块的节点必须将该区块广播到网络（即其他节点）。网络中的其他节点将跟踪此通告，并可以请求有关该区块的信息。关于这一过程的更多细节在 Polkadot Spec 中有详细说明：

https://spec.polkadot.network/#sect-msg-block-announce

外源（Extrinsics）

外源是一个 SCALE 编码数组，包含版本号（Version Number）、签名（Signature）和不同的数据类型，指示要调用的 Runtime 函数，包括执行该函数所需的参数。

外源代表来自外部世界的信息，分为三种形式：

固有的
已签名交易
未签名交易

作为基础设施提供者，您几乎只处理已签名的交易，但您会在解码的区块中看到其他外源。详见 Substrate 文档：

https://docs.substrate.io/build/tx-weights-fees/

固有的外源是未签名的，包含无法证明是否为真的信息，但验证者基于某种合理性标准达成一致。例如，时间戳无法证明，但验证者可以同意它与他们系统时钟的差值在一定范围内。固有外源作为生成的区块的一部分广播，而不是作为独立的外源被广播。

已签名交易包含发布交易的账户的签名，并且需要支付费用才能将交易包含在链上。因为在执行前可以识别包含已签名交易的价值，它们可以在网络中的节点之间以低风险的形式传播。已签名交易符合以太坊或比特币中的交易概念。

一些交易不能由支付费用的账户签名以及使用未签名交易。例如，当用户从以太坊 DOT 指示合约中认领其 DOT 到新的 DOT 地址时，新地址没有足够的资金来支付费用。

波卡主机（Polkadot Host）不限制外源的内部细节，这些是由 Runtime 定义和处理的。

交易死亡率

译者注：交易死亡率，即 Transaction Mortality，是指在区块链系统中，一笔交易一旦被广播出去，由于某些原因未被包含在区块中的比率。交易死亡率的高低可以说明区块链系统的效率，以及区块容量和网络负载的状况。较低的交易死亡率通常表明区块链系统稳定性较高，而高交易死亡率则表示系统可能存在瓶颈或其他问题。

外源（Extrinsics）可以是非永久的或永久的。交易有效载荷（Transaction payload）包括交易有效的区块编号和区块哈希检查点，以及表示交易有效的检查点之后的区块数量的有效期（在某些地方也称为“era”）。如果该外源在此有效窗口内未被包含在区块中，则将从交易队列中丢弃。

链只存储了一定数量的先前区块哈希作为参考。您可以从链状态或元数据查询这个称为 BlockHashCount 的参数。该参数在起源处设置为区块 blocks（大约七个小时）。如果有效期大于链上存储的区块数，则交易仅在有区块进行校验时才有效，即有效期和区块哈希计数的最小值。

将区块检查点设置为零，使用起源哈希，并将有效期设置为零，将使交易变为“永久”的。

注意一点，如果一个账户被收回并且用户重新为该帐户注资，那么他们可以重播一个永久的交易。始终默认使用非永久的外源。

外源的唯一标识符

注意，假定交易的哈希是唯一标识符是索引服务和托管人犯的第一个错误。这个错误将对您的用户造成重大问题。请确保您仔细阅读本节。

现有区块链上的许多基础设施提供商，例如以太坊，将交易的哈希视为唯一标识符。在像波卡这样的基于 Substrate 的链中，交易的哈希仅作为交易信息的指纹，有时存在具有相同哈希的两笔交易都是有效的情况。在其中一笔交易无效的情况下，网络会正确处理交易，不向发送方收取交易费用，也不将交易纳入到区块的完整性中。

请想象一个关于被收割账户的编造示例。第一笔和最后一笔交易是相同的，都是有效的。

译者注：被收割的账户是指如果一个账户低于存在存款 ED，它将被收割，即从存储中完全删除并重置 nonce。

此外，并非基于 Substrate 的链中的每个外源都来自作为公钥 / 私钥对的账户；相反，Substrate 具有调度“来源”的概念，它可以从公钥账户创建，但也可以通过其他方式（例如治理）形成。这些来源没有像账户那样与它们相关联的随机数。例如，治理可能会多次使用相同的参数分派相同的调用，例如“将验证者集增加 10%”。这个调度信息（因此它的哈希）将是相同的，并且该哈希将是调用的可靠代表，但它的执行会产生不同的效果，具体取决于调度时链的状态。

在基于 Substrate 的链上唯一识别外源的正确方法是使用区块 ID（高度或哈希）和外源的索引。Substrate 将一个区块定义为一个区块头和一个外源的数组；因此，数组中处于规范高度的索引将始终唯一识别一次交易。这种方法反映在 Substrate 代码库本身中。

活动

外源（Extrinsics）代表来自外部世界的信息，而活动（Events）代表来自链的信息。外源可以触发事件。例如，例如，当领取抵押奖励时，Staking 模块会发出一个 Reward 事件，告诉用户账户被存入了多少。

如果您想监控地址的存款，请注意，几笔交易可以启动余额转移（例如 balances.transferKeepAlive 和带有内部转账的 utility.batch）。仅监控 balances.transfer 交易是不够的。请确保您监视每个区块中的事件，以查找包含您感兴趣的地址的事件。监控事件而不是交易名称，以确保您可以正确记入存款。

费用

波卡使用基于权重（weight）的费用，与 gas 不同，它是在发起前收取的。用户还可以添加“提示 tip”以在拥塞期间提高交易优先级。有关详细信息，请参阅交易费用页面：

https://wiki.polkadot.network/docs/learn-transaction-fees

编码

Parity 的集成工具应该允许您处理解码数据。如果您想绕过它们并直接与链数据交互或实现您自己的编解码器，波卡使用 SCALE 编解码器对区块和交易数据进行编码。SCALE 编解码器相关页面：

https://docs.substrate.io/reference/scale-codec/

波卡在设计时就考虑了之前的一些公链走的弯路。于是有了许多全新的设计，比如在交易费方面就与以太坊体系的 gas 费设计思路不同，采用了全新的 weight 权重来计算。此外，传统公链会遇到的一个严重的问题就是升级需要硬分叉，这一点波卡也有创新的设计，最终实现了无硬分叉就可以升级的功能，关于 Runtime 更多的信息，将在我们下一期的科普中为大家详细介绍。

波卡网络蓬勃发展，生态项目层出不穷，波卡生态研究院聚焦波卡生态动向，把握当前趋势。回复【日报】，获取波卡生态每日最新消息汇总。

欢迎大家加入我们 Polkadot 生态研究院的电报：

https://t.me/polkadot_eri

欢迎大家访问波卡生态研究院的 Mirror 地址：

https://mirror.xyz/0x9A259b3a2316281Cc948cE2Cf1Ac610a79844f05

精选文章