编辑“Avalanche（AVAX）”（章节）

== '''设计''' ==

=== AVAX ===
Avalanche 是一个去中心化、开源的区块链平台，它采用权益证明（Proof of Stake, PoS）共识机制，旨在提供快速、安全且可扩展的网络。以下是Avalanche的一些核心设计特点：

# '''独特的共识机制'''：Avalanche 使用一种创新的共识协议，该协议结合了经典共识和Nakamoto共识的特点，以实现高吞吐量、快速终确定性和能源效率 。共识协议通过重复的子样本投票来达成一致 。
# '''分层网络结构'''：Avalanche 的主网由三个区块链组成，分别是：
#* '''平台链（P-Chain）'''：负责协调验证者、管理网络的质押机制，并允许用户创建新的L1链 。
#* '''合约链（C-Chain）'''：运行智能合约的链 。
#* '''交易链（X-Chain）'''：用于创建新资产和促进资产交换以及跨链转账 。
# '''节能高效'''：Avalanche 共识机制设计为节能，与工作量证明（Proof of Work, PoW）相比，其能源消耗极低 。整个网络的能源消耗相当于46个美国家庭的用电量 。
# '''可扩展性'''：Avalanche 的设计允许网络吞吐量高，同时确保低延迟 。其共识机制能够扩展到数千个并发验证者而不会受到性能下降的影响 。
# '''安全性'''：Avalanche 的设计抵抗了包括Sybil攻击、分布式拒绝服务（DDoS）攻击和合谋攻击在内的多种攻击 。网络的安全性适应性，即使在受到攻击时也能收敛到期望的状态 。
# '''激励机制'''：Avalanche 上的验证者通过质押一定数量的原生代币AVAX来参与网络验证，如果他们的表现足够正确和响应迅速，将获得奖励 。Avalanche 不实行削减机制，即使验证者行为不当，其质押的代币也会被完整返回，但没有奖励 。
# '''智能合约和dApps支持'''：Avalanche 支持以太坊虚拟机（EVM），允许使用Solidity编写的智能合约在C-Chain上部署和执行 。
# '''去中心化治理'''：Avalanche 由质押AVAX的持有者治理，他们可以对网络参数和改进提案进行投票 。
# '''子网（Subnets）'''：Avalanche 允许创建定制的子网，这些子网可以有特定的规则集，以满足特定用例的需求 。
# '''跨链互操作性'''：Avalanche 支持跨链转移和多种代币类型，以及常用的智能合约语言，以实现不同区块链系统之间的互操作性 。

Avalanche 的设计理念是创建一个能够适应全球金融规模的生态系统，具有快速交易最终性，支持高吞吐量，并且能够轻松地在消费级硬件上运行

=== 协议 ===
Avalanche 协议具有四个相互关联的基本机制，构成了共识工具的结构支持。这四种机制是 Slush、Snowflake、Snowball 和 Avalanche。通过使用随机抽样和元稳定性来确定和持久化交易，它代表了一种新的协议家族。虽然原始论文重点关注单个协议 Avalanche，但它隐含地引入了一系列基于投票或基于法定人数的共识协议，称为 Snow 家族。虽然 Avalanche 是一种单一实例，但 Snow 家族似乎能够概括所有基于法定人数的投票协议，用于副本控制。与之前的基于法定人数的工作不同，Snow 家族可以在法定人数交叉口级别启用任意参数化的故障概率。标准的基于法定人数的协议将此故障概率定义为精确的零，但通过引入法定人数交叉口中的错误，可以获得更大范围的共识协议设计。

=== 背景 ===
'''共识协议'''是解决'''状态机复制'''问题的基础，旨在使一组机器即使在部分机器损坏的情况下也能就网络达成一致。迄今为止，有两种主要的共识协议家族：经典共识协议和中本聪共识协议。

'''经典共识协议'''通过'''法定人数'''达成共识，因此需要投票。该家族的著名实例包括'''Paxos'''（在崩溃故障容错环境中）和'''PBFT'''（在拜占庭容错情况下）。这些协议通过类似议会运作的方式达成一致：提出一个提案（交易），并对其进行投票以接受或拒绝。如果足够的副本投了票（通常通过选举领导者副本收集），则达成法定人数，从而达成一致。

'''第二家族'''，由'''中本聪'''和'''比特币'''开创，是中本聪共识。与基于法定人数的协议不同，运行中本聪共识实例的机器通过下载最长链（通常称为分叉）来达成交易一致。在比特币中，最长链是通过确保其具有最高工作量（或工作量证明）来验证的。

Snow 虽然基于法定人数，但似乎是所有基于法定人数的协议的通用泛化。与之前要求法定人数是确定性的工作不同，Avalanche 放宽了这一要求，从而使基于法定人数的协议能够估计全局网络状态的误差。

=== 假设 ===
虽然 Snow 家族可以理论上推广到基于法定人数的协议所做的所有假设类别，但形式化论文在异步网络的拜占庭环境下分析了 Avalanche。假设如下：

==== '''处理器''' ====

* 处理器以任意速度运行。
* 处理器可能会出现任意故障，甚至是拜占庭故障。
* 具有稳定存储的处理器可以在故障后重新加入协议。
* 处理器可以串通、撒谎或以其他方式试图破坏协议。（即允许拜占庭故障。）

==== '''网络''' ====

* 处理器可以向任何其他处理器发送消息。
* 消息异步发送，可能需要任意长时间才能交付。
* 消息可能会丢失、重新排序或重复。
* 消息在交付时不会损坏，即对手不能伪造数字签名。

=== 共识 ===
Avalanche 共识算法是一种独特的方法，用于在各种区块链网络中达成共识。它利用随机投票系统来快速确认交易、实现高吞吐量并降低分裂风险。这种方法还允许创建子网，这些子网可以独立运行，具有自己的验证器和参数。

共识机制还涉及一组子协议，包括 Avalanche-X、Avalanche-C 和 Avalanche-P。

==== '''安全性和活性属性''' ====
Snow 家族概括了在基于法定人数的协议中遇到的典型安全性和活性定义。具体而言，对于 Avalanche，这些属性是：

* '''一致性（或安全性）'''：如果任何节点（或机器）最终确定一个值 v，则没有其他节点将最终确定与 v 冲突的另一个值 u，其概率高于 ε。
* '''终止（或活性）'''：如果网络恢复同步操作，则所有节点将达成一致。

与其他异步网络一样，Avalanche 不能保证在异步期间终止，因此没有活性属性。与 Paxos 类似，Avalanche 的目标是确保容错性，并保证异步下的安全性，但不保证活性。这与中本聪共识形成对比，中本聪共识保证了异步下的活性，但不保证安全性。