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什麼是 NEAR Protocol?無狀態驗證

Crypto Wiki|Jul 24, 2026|4.5 (500 人評分)
AI 摘要

Learn what NEAR Protocol is, how Nightshade sharding works, and what stateless validation means for validators and decentralization.

NEAR 協議已完成其作為 Nightshade 第 2 階段的無狀態驗證升級,此項變革對網路中的每一位參與者都有不同的影響。正在評估將 NEAR 作為智能合約平台的開發者,需要瞭解該架構的實際運作方式。評估 NEAR 技術路線圖的投資者想知道,無狀態驗證是否代表一項有意義的進展。正在規劃基礎設施的驗證者需要瞭解營運上的 Delta:哪些部分發生了變化、哪些保持不變,以及這對硬體意味著什麼。

本文涵蓋了所有三個面向,從 NEAR 的定義開始,深入探討無狀態驗證的運作方式、何謂狀態見證者(state witness)、區塊碎片驗證者(chunk validators)與區塊碎片生產者(chunk producers)如何分配職責,以及在無狀態驗證奠定基礎後,第三階段動態分片(dynamic resharding)旨在實現的目標。


內容

NEAR 協議是什麼?

NEAR Protocol 是一個 Layer-1 權益證明型 區塊鏈,專為高可擴展性、低交易成本和開發者易用性而設計。NEAR 區塊鏈使用一種名為 Nightshade 分片的分片架構,將網路劃分為平行處理通道,並已將無狀態驗證部署為其 Nightshade 第二階段的升級,以實現去中心化、高吞吐量的交易處理。NEAR Protocol(該區塊鏈網路)使用 NEAR(原生代幣)來支付交易費用和進行質押。

NEAR 協議由伊利亞·波洛蘇欣(2017 年《Attention Is All You Need》論文的共同作者,該論文引入了現代大型語言模型基礎的 Transformer 架構)和亞歷克斯·斯基丹諾夫(曾任微軟軟體工程師,以及 Nightshade 分片設計的共同架構師)共同創辦。

NEAR Protocol 的主要特色:

  • Nightshade 劃分: 跨多個分片進行平行交易處理,每個分片產生一個稱為區塊片段 (chunk) 的分片級區塊片段。
  • 無狀態驗證(第二階段,已上線): 區塊片段驗證者無需儲存本地分片狀態,而是使用狀態見證來驗證交易。
  • WebAssembly (Wasm) 運行時: 智慧合約編譯為 Wasm,支援 Rust 和 JavaScript 作為開發語言。
  • 人類可讀的帳戶名稱: 帳戶遵循命名格式(例如,yourname.near),而非原始的加密地址。
  • 低交易費用: NEAR 的費用模型旨在確保網路吞吐量透過劃分擴展時,費用保持可預測性。
  • 開發者補助金: NEAR 基金會分發生態系統資金,以支持與協議相關的項目。

NEAR 使用閾值權益證明(一種變體,驗證者是根據最低質押門檻而非嚴格的前 N 名排名來選拔)。這使得 NEAR 的共識機制與標準的委託權益證明(DPoS)有所區別。NEAR 每個週期大約有 100 名活躍驗證者,且 NEAR 代幣持有者無需運行自己的節點,即可將質押委託給驗證者。

NEAR 的 WebAssembly (Wasm) 運行時,以一種沙盒化、確定性、語言無關的格式執行智能合約。開發者以 Rust 或 JavaScript 編寫合約(這兩種都是擁有龐大現有社群的主流語言),並將其編譯為 Wasm 以供執行。確定性執行對於無狀態驗證尤為重要:鑑於透過狀態見證提供的相同狀態輸入,每個驗證者都會產生相同的輸出,使無狀態驗證在數學上穩健。對於正在評估 NEAR 的開發者,請參閱 NEAR 無狀態驗證是什麼? 章節,了解此架構如何影響網路運行。

NEAR 用於智能合約、去中心化應用程式 (dApps)、DeFi 協議、NFT 平台、遊戲應用程式,以及透過 Aurora 生態系統專案與以太坊進行跨鏈互動。

NEAR 解決的問題

區塊鏈設計者面臨一種被廣泛接受的拉鋸關係,稱為擴展性三難困境(scalability trilemma):建立一個同時具備可擴展性、安全性與去中心化的網路非常困難,因為優化其中任何兩項特性往往會損害第三項。這個由以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 提出的框架,與其說是絕對的限制,不如說是設計上的權衡,但它描述了每個主要區塊鏈都以不同方式應對的真實取捨。

以太坊歷史上一直將安全性和去中心化放在首位,接受了交易吞吐量限制,這在網路壅塞期間導致了高額的 Gas 費用。Solana 則透過單一分片、高硬體要求的架構優先處理交易吞吐量和安全性,這使得驗證者參與集中在那些能負擔所需基礎設施的營運商之間。在龐大負載下,這兩種方法都無法同時滿足這三種屬性。

NEAR 的 Nightshade 分片架構與無狀態驗證升級旨在解決這三個面向:分片透過分散交易處理來提高吞吐量;無狀態驗證降低了驗證者的硬體要求,以支持更廣泛的參與;且整體設計在整個過程中保持了加密安全性。NEAR 是否能在實際的大規模應用中實現此目標,目前仍是一個未知數。進一步擴展此模型的階段 3 動態分片目前仍在開發中。

NEAR 運作原理:Nightshade 分片技術解析

Nightshade 分片是 NEAR Protocol 用於並行交易處理的架構。它將區塊鏈拆分為稱為分片(同時處理網絡交易子集的並行處理通道)的獨立處理通道。每個分片對區塊的貢獻稱為 chunk(區塊的分片級部分;每個分片在每個區塊間隔產生一個 chunk)。驗證者在每個 epoch 被分配到特定分片,而產生的 chunk 會被組合成一個最終區塊。(Nightshade 分片部落格文章)

將 Nightshade 想像成多車道高速公路,而非單一車道。在單一車道系統中,每個交易都必須在其他交易後面等待。Nightshade 建立的是平行車道:每個分片 (shard) 都是一條車道,而每個區塊 (chunk) 則是該車道在給定區塊間隔內處理的總流量的一部分。從技術角度來看:NEAR 維持一個邏輯鏈,該鏈在物理上劃分為多個分片。每個分片處理自己的交易集,生成一個區塊,然後由區塊生產者將這些區塊合併成一個統一的區塊。

NEAR Protocol 的分片運作方式:

["傳入交易會被導向至負責發送者帳戶的分片。","每個分片與所有其他分片並行處理其被分配的交易。","每個分片的驗證者集合會產生一個包含其已處理交易的分塊。","分塊驗證者會驗證每個分塊中的交易是否有效。","區塊生產者將所有分片的區塊彙整成一個最終區塊。","該最終區塊會被加入鏈中,並計算驗證者獎勵。"]

驗證者分片指派在每個時期邊界都會變更。在無狀態驗證之前,輪換到一個新分片需要下載並同步該分片的完整狀態,這是一項耗時且 I/O 密集的操作。無狀態驗證改變了這一點,如下方 The Nightshade Roadmap 表格所述。

Nightshade 路線圖

Nightshade 是一個多階段的升級過程。每個階段都以前一個階段為基礎,而無狀態驗證是三個計劃階段中的第二個階段。

階段名稱關鍵功能狀態
階段 1擁堵控制協議層級的跨分片收據流量限制,防止分片過載對整個網路產生級聯影響已上線
階段 2無狀態驗證區塊片段驗證者使用狀態見證人驗證交易,而無需存儲本地分片狀態已上線
階段 3動態重分片網路根據即時交易需求自動拆分或合併分片計劃中

最後驗證日期:2025 年。請前往 near.org 查看目前的路線圖狀態。

第 1 階段引入了擁塞控制機制來管理跨分片交易流,確保分片超載不會對整個網路產生連鎖反應。第 2 階段(無狀態驗證)是本文深入探討的即時升級。第 3 階段(動態再分片)已在計劃中;請參閱 動態再分片:無狀態驗證之後是什麼 以了解為何第 2 階段是第 3 階段的前置條件。

什麼是 NEAR 無狀態驗證?

NEAR 無狀態驗證 是一種區塊鏈架構模型,其中分片驗證者在不儲存分片狀態的本地副本的情況下驗證分片交易。相反,驗證者會收到一個狀態見證(由分片生產者生成的簡潔密碼學證明),其中僅包含驗證特定分片所需的狀態數據。這是 Nightshade Phase 2,已作為即時協議升級部署。(Nightshade Phase 2 部落格文章)

在無狀態驗證之前,每個被分配到分片的驗證者都必須維護該分片狀態的持續更新本地跟單。存儲分片內每個帳戶的所有帳戶餘額、智能合約存儲值以及其他狀態條目是核心的硬體義務。當驗證者在 Epoch 邊界輪換到新的分片分配時,他們必須在開始驗證之前下載並同步新分片的整個狀態,這個過程通常需要數小時的 I/O 工作。

無狀態驗證完全消除了區塊片段驗證者的這項要求。區塊片段生產者是一個維護完整分片狀態的有狀態節點,它在生成每個區塊片段的同時也會生成一個狀態見證,並將兩者廣播給區塊片段驗證者。區塊片段驗證者無需任何本地狀態存儲,即可根據該見證來驗證區塊片段。有關狀態見證包含的內容及其生成方式的精確解釋,請參閱 什麼是狀態見證?

這兩種模型之間的實際差異:

維度有狀態驗證 (之前)無狀態驗證 (第 2 階段)
需狀態儲存是:於本地維護完整的分片狀態否:透過狀態見證 (State Witness) 按區塊交付狀態
硬體需求需要高 SSD 容量以儲存狀態降低;無需持久性狀態儲存
分片輪換成本高:每個週期 (Epoch) 均需進行狀態同步低:可立即開始接收狀態見證
驗證者池規模受硬體成本限制旨在隨硬體門檻降低而擴大

為什麼這很重要:NEAR 能夠以更低的基礎設施成本支援更多驗證者,這是對網路去中心化程度的直接提升。

關於無狀態驗證如何運作的逐步過程,請參閱 NEAR 無狀態驗證的逐步說明。關於 Chunk 驗證者與 Chunk 生產者的特定角色,請參閱 Chunk 驗證者對比 Chunk 生產者

NEAR 無狀態驗證的逐步說明

在 NEAR 網路中,處理每個區塊(chunk)的無狀態驗證程序如下:

  1. 交易提交至網路,並路由至負責發送者帳戶的分片
  2. 區塊片段(Chunk)生產者在其分配的分片中,針對其本地分片狀態資料庫執行交易
  3. 區塊片段生產者生成一個狀態見證(State Witness),其中僅包含該區塊片段交易涉及的狀態條目,以及其在分片狀態樹(Shard State Trie)中包含關係的默克爾證明(Merkle Proofs)
  4. 區塊片段生產者將區塊片段與狀態見證一起廣播給該分片分配的區塊片段驗證者
  5. 區塊片段驗證者接收狀態見證,並驗證該區塊片段中的交易是否正確地應用於所見證的狀態,無需本地狀態資料庫
  6. 經驗證的區塊片段將轉發給區塊生產者,由其將所有分片區塊片段聚合到最終區塊中

這對驗證者 (Validator) 的意義: 區塊分片 (Chunk) 驗證者不再需要維護或同步分片狀態。每個區塊分片在到達時都附帶其獨立的證明包。當您的驗證者在紀元 (Epoch) 邊界切換到新的分片時,無需下載狀態。您將開始接收該分片區塊的狀態見證 (State Witness),並立即開始進行驗證。

*這很重要,原因如下:狀態儲存(分塊生產者)與狀態驗證(分塊驗證者)的分離,讓驗證者池得以擴大,而無需不成比例的硬體成本增加。

什麼是狀態見證人?

NEAR 中的「狀態見證」(state witness) 是由分塊生產者生成的一種精簡的加密證明,其中包含分塊驗證者驗證特定分塊所需的所有分片狀態數據。分塊驗證者接收狀態見證以及分塊數據,並使用它來確認交易有效性,而無需查詢任何本機狀態資料庫。

可以將狀態見證者(state witness)想像成從檔案櫃中取出的公證摘要。區塊生產者(chunk producer)並非將整個檔案櫃運送給每一位驗證者,而是僅擷取與該區塊交易相關的頁面,進行加密認證,並只發送所需的內容。這個類比在實際操作層面上是成立的:驗證者收到的是一個自給自足的證明包,而不是完整的狀態複本。

從技術角度來說:狀態見證(state witness)包含特定 Chunk(區塊片段)中交易所涉及的狀態 Trie 條目(帳戶餘額、合約儲存值),以及證明其包含在當前分片狀態 Trie 中的 Merkle 證明。收到該見證的驗證者可以驗證每個 Merkle 證明,以確認狀態條目是真實的,接著針對這些條目執行交易,以確認該 Chunk 的輸出是否正確。

狀態證明如何生成及使用:

["1. 分塊生產者針對其本地分片狀態執行分塊中的所有交易。","2. 在執行過程中,它會記錄所有被讀取或寫入的狀態樹(Merkle trie)條目。","3. 它會生成 Merkle 證明,以證明每個記錄的條目都屬於分片狀態樹。","4. 它將這些條目和證明打包成狀態見證(state witness)。","5. 分塊驗證者接收見證,驗證 Merkle 證明,並針對提供的條目重新執行交易。"]

對於技術讀者而言,有一點澄清很重要:NEAR 的狀態見證 (state witnesses) 是基於 Merkle 證明 (Merkle proof) 的狀態資料驗證。它們不是零知識證明 (zero-knowledge proofs)。該機制不涉及 ZK 電路 (ZK circuits) 或證明系統 (proof systems);它使用標準的 Merkle 樹包含證明 (Merkle tree inclusion proofs) 來證明特定的狀態項目 (state entries) 是分片狀態 (shard state) 的真實部分。

這對驗證者意味著什麼: 狀態見證資料包讓您的無狀態驗證成為可能。您無需信任分塊生產者的狀態資料庫;而是自行驗證見證中包含的梅克爾證明。如果證明核對無誤,且交易針對提供的條目重新執行正確,則該分塊即為有效。

*這為何重要:因為狀態見證者是獨立且可驗證的,任何驗證者皆可在無需事先了解分片歷史的情況下檢查任何區塊,進而實現頻繁、無縫的分片重新分配。

區塊驗證者 vs. 區塊生產者

NEAR 中的分片區塊驗證者 (Chunk validators) 是負責驗證個別分片區塊 (shard chunks) 的節點,即每個區塊中屬於分片層級的部分。在無狀態驗證 (stateless validation) 機制下,分片區塊驗證者不會儲存或維護本地分片狀態。他們會從分片區塊生產者 (chunk producer) 接收狀態見證 (state witness),並以此驗證分片區塊中的交易是否正確應用於該見證狀態。

分塊生產者是有狀態的對應者。分塊生產者維護其分配的分片狀態的完整本地跟單,透過對該狀態執行交易來建構分塊,產生狀態見證,並將分塊和見證廣播給分塊驗證者。分塊生產者由於其狀態儲存義務,需要更高的硬體要求。這是使網路其餘部分能夠無狀態運作的有狀態層。

區塊生產者是第三種獨立的角色:他們會將來自所有分片中已驗證的區塊片段匯總成最終的區塊。請勿混淆這三種角色;它們具有不同的功能、狀態需求和硬體配置。

維度Chunk 驗證者Chunk 生產者
角色驗證 Chunk 交易與狀態見證建構 Chunk、執行交易、產生狀態見證
狀態儲存無需維護完整的 Shard 狀態於本地
狀態見證接收並驗證產生並廣播
硬體等級較低(無持續性狀態儲存)較高(狀態儲存 I/O 為主要成本)
Shard 分配每時代(epoch)輪替;在無狀態驗證下無縫接軌分配至 Shard;維持狀態連續性

NEAR 使用 epoch(NEAR 的時間單位,約為 12 小時,結束時會輪換驗證者分片分配)來管理驗證者輪換。在每個 epoch 邊界,區塊(chunk)驗證者會重新分配到分片。在之前的有狀態模型下,這種輪換需要下載並同步新分片的完整狀態,這是一項昂貴的操作,會減慢驗證者重新分配的速度並導致驗證者集過於集中。在無狀態驗證下,重新分配到新分片的驗證者只需開始接收該分片區塊的狀態見證(state witnesses),並立即開始驗證。質押獎勵會在 epoch 邊界進行計算與發放。(NEAR 驗證者文件, NEAR epoch 文件)

這對驗證者 (Validator) 的意義: 在紀元 (Epoch) 邊界進行的分片切換不再需要下載狀態。如果您的驗證者在下一個紀元從分片 A 被重新分配到分片 B,您將開始接收分片 B 區塊 (Chunk) 的狀態見證者 (State Witness),並能在新紀元開啟後的幾秒鐘內開始進行驗證。

為何這點很重要:無縫的分片輪換讓更大數量的驗證者群體實際參與,因為在無狀態模型下,重新配置的營運成本趨近於零。

為什麼無狀態驗證至關重要

無狀態驗證透過移除分塊驗證者的分片狀態儲存要求,提升了 NEAR 的去中心化。更低的儲存和硬體要求意味著更多參與者可以運行驗證節點,擴大活躍驗證者集合,並將網路安全分散到更廣泛的營運商基礎上。

機制鏈條非常直接:狀態見證者 (state witnesses) 讓分片區塊驗證者 (chunk validators) 不再需要儲存分片狀態,進而消除了驗證角色中最主要的硬體成本。隨著硬體門檻降低,更大規模的營運者群體可以經濟地運行分片區塊驗證者。一個規模更大、地理分佈更廣的驗證者池,能降低集中風險,並增強網路對協同干擾的抵抗力。

無狀態驗證本身並不會改變 NEAR 的礦工費模型;交易費用仍由運算複雜度和網路需求決定。然而,透過為第三階段動態分片(dynamic resharding)建立架構前提,無狀態驗證為交易量增長時的費用穩定性奠定了基礎:分片越多意味著處理能力越強,且該能力可以在不導致費用成比例增加的情況下進行擴展。關於動態分片如何以此為基礎進行構建,請參閱 動態分片:無狀態驗證之後的發展

NEAR 的無狀態驗證 (stateless validation) 升級透過將狀態儲存與狀態驗證分離,強化了其技術基礎。這項結構性變革影響了驗證者經濟模型、網路去中心化程度,以及彈性吞吐量擴展的可行性。


動態分片:無狀態驗證之後的發展

動態重分片是 NEAR 計畫的第三階段升級,其目標是讓網路能根據即時交易需求,自動分割或合併分片,進而擴展或縮減其吞吐量,而無需驗證者停機或手動重新設定。

無狀態驗證(stateless validation)與動態重新分片(dynamic resharding)之間的先決關係在於架構層面。在有狀態驗證下,將驗證者輪換到新分片需要同步該分片的完整狀態,此過程耗時數小時。動態增加新分片則需要分配到該分片的所有驗證者在開始任何驗證之前完成此同步。這種運作上的瓶頸使得即時的分片切割(shard splitting)變得不切實際。

無狀態驗證消除了這個瓶頸。由於分塊驗證器不再預先載入分片狀態,因此它們可以立即被指派到新的分片、分割的分片或合併的分片配置,並立即開始驗證;狀態見證器會提供每個分塊所需的全部資訊。第三階段的目標是基於此特性,讓協定能夠在個別分片接近容量時自動增加分片數量,並在需求下降時減少分片數量。

第三階段動態分片尚未上線。NEAR 的路線圖將其描述為一項計劃中的升級。協定路線圖可能會有所變動;請前往 near.org 查看目前的開發進度。

為什麼這很重要:無狀態驗證的直接影響是降低了分塊驗證者的硬體要求。其深遠意義在於,它使彈性吞吐量擴展在架構上變得可行,而這在第二階段之前是無法實現的。

NEAR 對比 Ethereum 與 Solana

NEAR 與以太坊在三個可衡量的方面有所不同:NEAR 使用 Nightshade 分片在平行分片上處理交易,而以太坊則作為單一執行鏈運作;NEAR 已將無狀態驗證部署為正式協議功能,而以太坊的對等提案 (EIP-4762) 截至 2025 年仍處於研發階段;且 NEAR 智能合約會編譯為 WebAssembly,並可以使用 Rust 或 JavaScript 編寫,而以太坊的主要智能合約環境是以太坊虛擬機 (EVM) 上的 Solidity。

類別NEAR ProtocolEthereumSolana
共識機制閾值權益質押證明權益質押證明 (LMD-GHOST/Casper)歷史證明 + 權益質押證明
分片方法Nightshade 分片 (多分片,已啟用)單一執行鏈 (無分片)單一全域狀態 (無分片)
無狀態驗證已啟用 (Nightshade Phase 2)提案中 (EIP-4762,開發中)不適用
智能合約語言Rust, JavaScript (編譯至 Wasm)Solidity (EVM)Rust, C, C++
驗證者硬體配置Phase 2 下的區塊驗證者要求較低中等高 (CPU, RAM, NVMe SSD)

以太坊的無狀態用戶端提案: 以太坊對無狀態用戶端的研究與 NEAR 的第二階段升級具有相同的概念目標,即允許節點在不儲存完整狀態的情況下驗證區塊。以太坊在 EIP-4762, 中概述的提議方法,要求將底層狀態結構從 Merkle Patricia Tries 轉換為 Verkle Trees。這是一項為期多年的協議遷移,截至 2025 年仍處於研發階段。NEAR 已將其無狀態驗證實作部署為正式的協議功能;以太坊的等效方案雖已提出但尚未部署。這些是針對相似架構目標但在不同開發階段的獨特實作。

Solana 的架構權衡:Solana 透過單分片架構實現高交易吞吐量,在這種架構下,所有驗證者都會針對完整的全域狀態處理所有交易。這種方法提供了高性能,但要求驗證者配備高規格的硬體(高階 CPU、大容量 RAM 配置、高速 NVMe SSD),這使得驗證者的參與集中在擁有大量基礎設施資源的營運商之間。NEAR 的分片加無狀態方法旨在實現相當的吞吐能力,同時允許分片驗證者(chunk validators)以較低的硬體要求運行。NEAR 也在 Layer-1 平台市場中與 Avalanche 以及 Aptos 和 Sui 等基於 Move 的鏈競爭,儘管這些架構與 NEAR 的分片方法有顯著差異。

NEAR:目前的優勢與限制

優勢:

  • Nightshade 分片技術已上線,正跨平行分片處理交易
  • 無狀態驗證(第 2 階段)已部署,降低了區塊驗證者的硬體門檻
  • WebAssembly 運行環境支援 Rust 和 JavaScript,相較於僅支援 Solidity 的環境,降低了開發者的學習曲線
  • 設計上具備低交易手續費,並透過分片機制建立可擴展的手續費模型
  • 可透過 NEAR 基金會獲得開發者資助

限制:

  • 就總鎖倉量與開發者活躍度而言,NEAR 的生態系統規模小於以太坊
  • 第三階段動態分片尚未正式上線
  • 開發者社群規模小於 Solana

NEAR 生態系統

NEAR 基金會是一間總部位於瑞士的非營利組織,負責監督 NEAR Protocol 的生態系統發展、開發者資助、合作夥伴關係以及協議治理。它與負責協議開發的核心工程團隊不同。該基金會負責管理在 NEAR 基礎設施上構建項目的資助金,並支持開發者的入駐。

NEAR Protocol 支援多種應用程式類別,包括 DeFi 協定、NFT 平台、遊戲應用程式和社交媒體平台。NEAR 的開發者工具旨在提高易用性:支援 Rust 和 JavaScript(兩者均為主流語言)、提供人類可讀的帳戶名稱,以及位於 docs.near.org 的說明文件。

Aurora 是一個基於 NEAR 基礎設施構建的以太坊虛擬機 (EVM) 相容執行層,讓開發者無需重寫程式碼即可在 NEAR 上部署 Solidity 智慧合約。Aurora 是一個獨立的生態系統項目,並非 NEAR Protocol 的功能。Rainbow Bridge 專門用於 NEAR 和以太坊之間進行無需信任的資產轉移,允許用戶在兩個網路之間轉移 ETH 和 ERC-20 代幣。NEAR 還提供了一個資料可用性服務 (NEAR DA),供尋求低成本、高吞吐量資料可用性層的以太坊 Rollup 和 Layer-2 網路使用。

對於考慮將 NEAR 作為平台的開發者而言,其 Wasm 運行時對 Rust 和 JavaScript 的支援,相較於僅支援 EVM 的環境,能降低學習門檻。此外,Aurora 生態系統專案也為現有的 Solidity 程式碼庫提供了遷移路徑。

NEAR 代幣、質押與驗證者經濟學

NEAR 代幣在此協定中具有四種功能:

  • 交易手續費 (Gas): NEAR 用於支付網路上的運算費用;一部分會被銷毀,另一部分則分配給驗證者
  • 質押: 驗證者和委託者鎖定 NEAR 以維護網路安全,並賺取質押獎勵
  • 治理: NEAR 代幣持有者參與協議的治理決策
  • 生態系統贊助金: NEAR 基金會分發 NEAR 代幣作為開發生態系統的贊助金

NEAR 代幣持有者可以透過直接運行驗證節點,或透過 NEAR 錢包將質押委託給現有的驗證者,來參與網路安全。委託無需運行任何基礎設施;持有者選擇一個驗證者並委託他們的質押。有關詳細的質押說明,請參閱 docs.near.org/validator/staking-overview.)

無狀態驗證對質押動態的影響是結構性的:透過降低分塊驗證者的硬體需求,此升級旨在隨著時間推移擴大具備經濟可行性的驗證者營運商群體。規模更大的驗證者群體意味著質押分佈更為分散,這對網絡去中心化有正面影響。質押收益會根據網絡總參與度和活躍驗證者數量而有所不同;隨著驗證者群體的擴大,這些動態可能會隨之改變。

本文僅供資訊與教育目的。本文中的任何內容均不構成財務、投資或法律建議。加密貨幣與區塊鏈資產具有重大風險。在做出投資決定之前,請務必自行進行研究。

無狀態驗證對驗證者的意義

在無狀態驗證下,分塊驗證者的運作模式在五個具體方面發生了變化:

["無需分片狀態儲存: 區塊驗證者不再維護其分配的分片狀態的本地副本。","狀態見證取代狀態同步: 區塊驗證者在接收每個區塊時都會收到一個狀態見證,其中包含驗證所需的所有狀態數據。","無縫分片輪換: 當在紀元邊界被分配到一個新分片時,驗證者會立即開始接收該分片的狀態見證,無需下載狀態。","降低儲存硬體要求: 以前對區塊驗證者角色而言佔最大硬體成本的儲存義務已被移除。","區塊生產者保留完整狀態: 區塊生產者角色仍需要維護完整的分片狀態和更高的硬體要求,這一區別對於基礎設施規劃很重要。"]

區塊驗證者是否仍然需要儲存分片狀態?不。區塊驗證者不再需要儲存本機分片狀態。它們每當驗證區塊時,都會從區塊生產者那裡接收狀態見證。區塊生產者(建構區塊並產生狀態見證的節點)仍然維護完整的分片狀態,並保有較高的儲存需求。

無狀態驗證中的分塊驗證者不需要為分片狀態準備高容量 SSD 儲存。先前模型要求將此儲存作為驗證角色的主要硬體成本;此要求已不復存在。分塊生產者會維護完整的分片狀態,並需要與其分片狀態大小成比例的儲存硬體;計劃運行分塊生產者的營運者應考量這一點。兩個角色的官方硬體規格已發布於 docs.near.org/concepts/basics/validators.

分片分配大約以 12 小時為一個週期進行。在每個週期邊界,NEAR 的驗證者選擇機制會跨分片重新分配區塊驗證者。在無狀態驗證下,此重新分配是無縫的:新指派的驗證者會從區塊生產者接收其新分片的區塊的狀態見證,並立即開始驗證。先前的模型需要數小時的狀態同步;此成本已為區塊驗證者消除。週期機制和獎勵分配詳情記錄在 docs.near.org/concepts/basics/epoch.

這對驗證者 (Validator) 的意義: 如果您運行區塊片段驗證者節點 (Chunk Validator Node),您的儲存配置模型已經改變。您不再需要在區塊片段驗證者硬體上為分片狀態 (Shard State) 分配大量的 SSD 容量。紀元 (Epoch) 邊界的分片切換在操作上的影響現在已微乎其微。如果您正在運行或考慮擔任區塊片段生產者 (Chunk Producer) 角色,則狀態要求仍然存在:在該層級仍需完整的分片狀態儲存。

常見問題

什麼是 NEAR 協議?

NEAR Protocol 是一個 Layer-1 權益證明區塊鏈,它採用 Nightshade 分片技術,跨越多個平行分片來處理交易。它已部署無狀態驗證作為其第二階段升級,讓區塊驗證者無需在本地儲存分片狀態即可驗證交易。NEAR Protocol 使用 NEAR 代幣支付交易手續費、進行質押及參與治理。如需完整了解,請參閱:什麼是 NEAR Protocol?

誰創建了 NEAR Protocol?

NEAR Protocol 是由 Illia Polosukhin 和 Alex Skidanov 共同創立的。Illia Polosukhin 是 2017 年論文《Attention Is All You Need》的共同作者,該論文提出了現代大型語言模型基礎的 Transformer 架構;Alex Skidanov 曾任微軟軟體工程師,也是 Nightshade 分片設計的共同架構師。兩位創始人均帶來了獨特的技術背景,塑造了 NEAR 研究優先的架構。如需完整說明,請參閱:什麼是 NEAR Protocol?

什麼是區塊鏈中的無狀態驗證?

無狀態驗證(Stateless validation)是一種區塊鏈架構模型,驗證者無需維護網路狀態的本地複本即可驗證交易。驗證者不儲存狀態,而是接收一個狀態證明(state witness),這是一種加密證明,僅包含驗證特定區塊或分片所需的狀態數據。NEAR 已將無狀態驗證部署為 Nightshade Phase 2;它是第一個在生產環境中實施此模型的主要 Layer-1。如需完整內容,請參閱:什麼是 NEAR 無狀態驗證?

NEAR 分片如何運作?

NEAR 的 Nightshade 分片技術將區塊鏈分割成稱為分片的平行處理通道。每個分片同時處理一部分交易,並產生一個稱為區塊片段(chunk)的分片級別區塊片段。驗證者在每個時期(epoch)被分配到特定的分片,區塊生產者則將所有分片的所有區塊片段匯總,形成一個最終區塊。如需完整說明,請參閱:NEAR 如何運作:Nightshade 分片說明

NEAR 中的狀態見證(State Witness)是什麼?

NEAR 的狀態見證 (state witness) 是由分塊生產者 (chunk producer) 生成的一種緊湊的加密證明,其中包含分塊驗證者 (chunk validator) 驗證特定分塊 (chunk) 所需的所有分片狀態數據 (shard state data)。它包括分塊交易觸及的狀態樹 (state trie) 條目,以及它們包含在分片狀態樹中的 Merkle 證明。狀態見證是基於 Merkle 證明的聲明;它們不是零知識證明 (zero-knowledge proofs)。如需完整介紹,請參閱:什麼是狀態見證?

NEAR 中的分塊驗證者是什麼?

NEAR 中的分塊驗證者是負責驗證個別分片分塊(即每個區塊中分片層級的部分)的節點。在無狀態驗證下,它們不存儲本地分片狀態;它們從分塊生產者處接收狀態見證,並驗證該分塊的交易是否正確應用於所見證的狀態。分塊驗證者與分塊生產者(負責構建分塊並維護狀態)以及區塊生產者(負責組裝最終區塊)有所不同。如需完整說明,請參閱:分塊驗證者 vs. 分塊生產者

NEAR 使用權益質押證明嗎?

是的。NEAR 採用門檻權益證明 (Thresholded Proof of Stake),這是一種變體,其驗證者的選擇是根據最低質押門檻,而非嚴格按質押量大小進行的前 N 名排名。NEAR 每個紀元大約有 100 名活躍驗證者。NEAR 代幣持有者可以將質押委託給驗證者,而無需運行自己的基礎設施。如需全面瞭解,請參閱:什麼是 NEAR 協議?

無狀態驗證如何提高去中心化程度?

無狀態驗證透過移除區塊驗證者(chunk validator)的分片狀態存儲要求,進而提升去中心化程度。較低的硬體要求降低了運行驗證者節點的經濟門檻。隨著更多參與者有能力經營驗證者,驗證者群組將會擴大,使網路安全性分佈在更廣泛且地理分佈更多樣化的運營者群體中。如需全面詳情,請參閱:為什麼無狀態驗證至關重要

什麼是動態再分片(Dynamic Resharding)?

動態分片是 NEAR 計畫中的第三階段升級,旨在讓網路能夠根據即時交易需求自動分割或合併分片,無需驗證者離線或手動重新配置即可調整交易吞吐量。目前尚未上線。無狀態驗證是動態分片的架構先決條件,因為無狀態驗證者無需進行狀態同步操作即可立即被分配到新分片或重新配置的分片。完整內容請參閱:動態分片:無狀態驗證之後是什麼

無狀態驗證後 NEAR 驗證者的硬體需求為何?

在無狀態驗證下,區塊驗證者 (Chunk validator) 不再需要大容量 SSD 儲存空間來存儲分片狀態;區塊驗證角色的主要硬體成本已被移除。區塊生產者 (Chunk producer) 仍需要完整的分片狀態儲存空間,且具有較高的硬體要求。這兩種角色的具體硬體規格已發布於 NEAR 驗證者文件. 欲了解運作背景,請參閱:無狀態驗證對驗證者的意義

結論

NEAR 協議的無狀態驗證升級將區塊驗證與狀態儲存分離,降低了區塊驗證者的硬體門檻,並為第三階段的動態分片重組奠定了技術基礎。區塊驗證者現在每個區塊收到一個狀態見證,而不是維護本地分片狀態資料庫。分片在時期邊界進行輪換時無縫進行。驗證者池旨在隨著區塊驗證的硬體門檻降低而擴展。

Nightshade 的路線圖將此定位為一個階段性建置:第一階段建立了跨分片擁塞控制,第二階段交付了無狀態驗證,而第三階段的目標是在無狀態驗證者模型使即時分片重新分配在操作上可行後,增加動態重分片。

開發者與驗證者的後續步驟: