NFT:一文简析Celestia如何确保消息检索结果的完整性_YOBASE价格

问题的由来：

为了实现链的容量扩展，Celestia承诺主权应用将只需下载与其有关的消息，而不用下载全部消息，但同时，不同应用的消息是打包在同一个区块里面的，以实现平等的安全性。那么，如何保证当某个应用的执行节点向Celestia的存储节点查询消息时，存储节点仅返回所有的相关消息，而且恶意存储节点无法隐藏特定消息呢。

Celestia选择的方案是，将称为命名空间的应用标识符，插入到消息构成的默克尔树的节点信息中。这样做的好处是，可以处理存储节点隐藏全部相关消息的情况，可以定位被隐藏的消息。另外，无需大幅度修改默克尔树的生成逻辑，以确保存在一个节点，它的底层叶节点，包含且仅包含某个命名空间的全部消息，且能定位此节点。而只需要做三件相对简单的事情，就可以确保默克尔树的基本特性，不发生变化：

Tether与初创公司Notabene达成合作:金色财经报道，Tether宣布已经开始与数字初创公司Notabene进行试验性合作，以更加符合全球加密货币法规。该规则要求金融机构为相关交易的发送者和接受者交换KYC信息。据Tether首席合规官Leonardo Real称，与Notabene的合作是为了帮助Tether提高其全球监管合规性和透明度，以及改善其产品。（coindesk）[2021/10/26 20:58:40]

首先，生成消息的默克尔树之前，先按命名空间将消息分组归并在一起，确保不同命名空间的消息没有穿插，且命名空间是排好序的。

Deltec银行CEO：Tether稳定币有充分的储备金支持:1月22日消息，Tether 位于巴哈马的银行Deltec周五表示，该公司的稳定币完全由储备金支持。Deltec银行首席执行官Gregory Pepin在播客节目中表示：“每一个USDT都有储备金支持，而且他们的储备比流通中的还要多。我们可以亲眼看到，所以我可以证实这一点。”此前，Medium的一篇帖子称截至2020年9月的9个月内发行的USDT数量与在巴哈马的国内银行持有的资金之间存在差异。这篇匿名帖子援引巴哈马央行的数据称：“巴哈马国内所有银行的美元都不够支持加密市场上的USDT。”Gregory Pepin反驳了这一说法，称Deltec不是一家国内银行，也没有授权经销商执照，而持有巴哈马元现金和存款需要授权经销商执照。他说：“我们不能带走国内客户，也不能持有国内的巴哈马元。所以那份报告实际上是不相关的。事实上，如果花点力气去挖掘一下巴哈马银行业市场的规模，就会发现所有的银行都有大约2000亿美元的资产，我相信我们是其中的一部分。”（coinbase）[2021/1/22 16:48:58]

其次，修改生成默克尔树时使用的哈希函数，以便命名空间信息被包含进节点信息。

近半年新铸USDT的97.9% 从Tether官方账户直接转入交易所:据Chainalysis数据显示，数字货币交易目前仍是USDT主要需求，近半年97.9%新铸USDT是从Tethe官方账户直接转入交易所的。相较于不同类型交易平台，近期USDT资金流入衍生品交易平台的增幅最高，过去7日对比180日均值增长率为248%。

另据Google Trends数据显示，近一年全球市场对Tether的关注度增长了2倍，离岸金融需求急速上升。[2020/10/29]

检查默克尔树时，额外检查排序是否无误。

生成带命名空间的默克尔树：

前面我们说了，跟通用的默克尔树逻辑相比，只有生成节点的哈希的函数不同。具体来说，就是在原哈希函数之上，又包裹了一层，使得节点哈希变成形如‘minNs|maxNs|原哈希’的形式，minNs和maxNs分别是此节点所有子节点中，最小和最大的命名空间。容易看出，对叶节点有minNs=maxNs，因为它只包含一条消息，只能有一个命名空间。默克尔树是二叉树，且我们已对消息做了排序，所以对非叶节点有minNs等于左子节点的minNs，maxNs等于右子节点的maxNs。另外，请注意原哈希函数会把子节点的整个哈希作为输入，也就是说命名空间也参与哈希计算，因此不能随意写，否则树根哈希会跟区块里的记录不一致，就很容易看出数据无效。下图是一个带命名空间的默克尔树的示意图：

证明消息的完整性：

首先，需要证明返回的某条消息，确实是在消息树中，这个就是普通默克尔包含证明所作的事情。因此，当存储节点返回一条消息时，它同时返回此消息的默克尔包含证明。假定返回消息M0到Mn，那会同时返回对应的默克尔包含证明P0到Pn。我们需要说明，存储节点可以不返回某条消息，但无法对消息构成的默克尔树进行变动，因为那会导致树根哈希变化，数据失效。

现在我们来看漏消息的情况，首先我们的消息是按命名空间归并在一起的，所以如果某个命名空间，在它所有消息的中间漏了消息，那任何一个默克尔证明都可以看出，消息不连续，就没必要进一步讨论了。

我们看开头或者结尾漏消息的情况，两种情况类似，我们以开头为例。比如N.2的第一条消息M.2漏了，那它对应的P.0也不会发出来，那么这时候，从查询者的角度看，原来的P.1，现在是第一个证明，它反正就检查第一个证明。下图，我画出了P.0和P.1的具体内容，我们比较它们的差别，就发现M.2左侧的节点，命名空间都小于M.2的命名空间，而M.3左侧有一个节点H.4，它的maxNs是A.2等于M.3的命名空间N.2，这个A.2的来源，就是存储节点隐藏起来的M.2。这样一来，执行节点就发现异常了。

那如果某个命名空间全部的消息都被隐藏呢。我们规定，当指定命名空间的消息不存在时，返回一个叶节点的默克尔证明，这个叶节点有minNs大于目标命名空间，但它左侧所有节点的maxNs都小于目标命名空间。那么，当存储节点隐藏了整个命名空间时，必然，根据具体返回的节点的位置，它或者左侧会出现一个maxNs大于等于目标命名空间的节点，或者右侧会出现一个minNs小于等于目标命名空间的情况。这样执行节点也能发现问题。综上所述，存储节点不可能隐藏消息而不被发现。

结语：

本文复述了Celestia白皮书中，关于多应用场景下，对抗恶意存储节点的部分内容。现在Celestia测试网已经上线，但目前更多是展示了对轻节点的支持，以及对消息分组的可行性。白皮书里面，第三章、第四章都有提到更多关于应用主权或者分片的内容，比较偏概念，针对真实公网环境来说，具体是怎么实现的，目前还看得不是很清楚。而扩容问题，显然是整个区块链领域近期最关注的目标。所以，我们之后也会特别关注Celestia在支持独立应用方面的进展，究竟怎么跟L2或者说其它‘区块链模块’结合起来，做到实用的功能，并提高链上容量，我们将拭目以待。

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