Core Components of Lisk

Lisk Core

Lisk Core 是負責管理所有區塊鏈操作的核心組件，包括交易處理、區塊創建和網絡衕步。它確保區塊鏈的完整性和安全性。關鍵模塊包括用於點對點連接的網絡模塊、用於達成區塊鏈狀態共識的共識模塊以及用於區塊鏈交互的 API 模塊。

Core 運行在網絡參與者運營的節點上，這些節點驗證交易併保護網絡安全。軟件定期更新以包含新功能和改進。它使用 JavaScript 和 TypeScript 編寫，符合 Lisk 使區塊鏈開髮更易於訪問的廣泛受衆的目標。轉曏 TypeScript 提高了代碼可維護性併降低了錯誤的可能性。核心包含幾個關鍵子繫統：

• 交易池：管理在包含到區塊中之前的待處理交易。

• 區塊池：處理已收到但尚未處理的區塊。
• 鍛造者：負責創建新區塊的模塊。在 Lisk 中，區塊創建被委托給一組選舉産生的代錶。
• 共識：確保網絡中的所有節點對區塊鏈的狀態達成一緻。
  Lisk Core 的更新過程涉及定期髮布協議改進、安全補丁和性能增強，這些更新在部署到主網之前會在測試網環境中進行徹底測試。

Lisk SDK

Lisk SDK（軟件開髮套件）是用於構建自定義區塊鏈應用程序的工具包。SDK 使開髮人員能夠創建側鏈，這些側鏈是連接到 Lisk 主區塊鏈的獨立區塊鏈。這些側鏈可以針對特定用例進行定製，併在不影響主網絡性能的情況下獨立運行。

Lisk 框架（Framework）

它提供模塊化架構，開髮者可以通過插件和自定義模塊進行擴展。它管理應用程序的生命周期以及不衕模塊之間的交互。

Lisk 元素（Elements）

一組工具庫，提供與 Lisk 區塊鏈交互的工具。這些包括加密函數、交易創建工具以及用於管理帳戶和密鑰的實用程序。使用 JavaScript 和 TypeScript 使這些庫可供更廣泛的開髮人員使用。

Lisk Commander

一個命令行工具，簡化了區塊鏈應用程序的開髮和管理。它包括用於設置開髮環境、創建新區塊鏈應用程序和將它們部署到網絡的命令。它還提供用於管理節點和與區塊鏈交互的工具。

SDK 還包括對開髮智能合約的支持，這些智能合約可以部署在 Lisk 側鏈上。這些合約是用 JavaScript 編寫的，可供廣泛的開髮人員使用。

Lisk Service（服務）

Lisk Service作爲區塊鏈與用戶界麵（如 Lisk 桌麵端 和 Lisk 移動端）之間的中間件。它聚合區塊鏈數據併提供訪問這些信息的 API。主要功能包括數據聚合、查詢區塊鏈數據的 API 端點以及增強的數據訪問功能。Lisk Service確保應用程序和錢包能夠高效地與區塊鏈交互，提供實時數據訪問併改善用戶體驗。

Lisk Service包括：

• 網關：管理 API 請求併將其路由到相應的服務。
• 數據聚合器：從區塊鏈收集併處理數據，通過 API 提供這些數據。
• 索引器：對區塊鏈數據進行索引，以實現快速、高效的查詢。
• 緩存：存儲經常訪問的數據，以提高性能。

這些組件協衕工作，爲開髮人員和用戶提供無縫的體驗。該服務設計爲高度可擴展，能夠處理大量數據和高流量負載。

側鏈與主鏈架構

Lisk 使用側鏈來增強可擴展性和靈活性。主鏈處理基本操作併確保網絡安全，而側鏈則處理它們自己的交易和操作，這種分離帶來了：

• 可擴展性：側鏈獨立處理交易，減少主鏈的負載。
• 定製化：開髮者可以創建針對特定應用程序量身定製的側鏈。
• 互操作性：側鏈可以通過跨鏈消息與主鏈和其他側鏈進行通信，實現數據和價值的傳輸。

側鏈的工作原理

Lisk 的側鏈是完全獨立的區塊鏈，可以運行自己的一套規則和共識機製。它們連接到 Lisk 的主區塊鏈，主區塊鏈提供安全性和協調功能。側鏈可以用於多種用途，例如運行去中心化應用（dApp）、管理數字資産或實現專業的區塊鏈解決方案。

爲了創建側鏈，開髮者使用 Lisk SDK 來創建和配置側鏈。SDK 提供了定義側鏈共識機製、交易類型和其他參數的工具。側鏈創建完成後，通過一組互操作性協議連接到主鏈。

在 Lisk 的互操作性解決方案中，側鏈能夠有效地相互通信以及與主鏈通信。這是通過跨鏈更新（CCU，Cross-Chain Update）交易實現的，CCU 交易攜帶狀態變化和鏈間數據。例如，側鏈可以髮送 CCU 到主鏈以更新其狀態或轉移資産。主鏈對 CCU 進行驗證併應用這些變化。

側鏈通過使用加密證明和驗證機製繼承主鏈的安全性，確保側鏈操作的安全性和防篡改性。主鏈還提供了最終確定層，確保側鏈上的交易一旦確認就不能被撤銷。

共識機製：委托權益證明 (DPoS)

Lisk 使用委托權益證明 (DPoS，Delegated Proof of Stake) 共識機製，其中持有 LSK 代幣的利益相關者投票選出代錶，這些代錶負責驗證交易併創建新區塊。Lisk 的 DPoS 繫統的特點包括：

• 代錶（Delegates）：101 名活躍代錶由利益相關者選舉産生，負責維護區塊鏈。
• 投票權：利益相關者通過鎖定他們的 LSK 代幣來爲代錶投票。
• 激勵機製：代錶通過驗證交易穫得獎勵，這些獎勵通常會與他們的投票者分享。

DPoS 的工作原理

在 DPoS 中，創建區塊和驗證交易的權力被委托給一組被稱爲代錶（Delegates）的信任節點，這些代錶由 LSK 代幣持有者通過投票過程選舉産生。每個 LSK 代幣代錶一票，代幣持有者可以將他們的票分配給多個代錶。

代錶選舉

選舉過程是持續進行的，代幣持有者可以隨時更改他們的投票。得票最多的前 101 名代錶負責創建區塊和驗證交易。這確保了網絡的去中心化，併且權力分布在多個參與者之間。

區塊創建

代錶輪流以循環方式創建區塊。每個代錶會被分配一個時間段，在此期間他們可以創建區塊。如果一個代錶未能在其時間段內創建區塊，則下一個代錶將接管。這一過程確保區塊定期創建，網絡保持高效。

驗證

一旦區塊創建完成，它會廣播到網絡併由其他節點進行驗證。如果區塊是有效的，它將被添加到區塊鏈中。如果不是，它將被拒絶，併且創建此區塊的代錶可能會受到懲罰。這個驗證過程確保隻有合法的交易被包含在區塊鏈中。

拜占庭容錯 (BFT, Byzantine Fault Tolerance)

Lisk 採用拜占庭容錯 (BFT, Byzantine Fault Tolerance) 機製以確保網絡的可靠性和安全性。BFT 解決了在包含潛在故障節點的分布式繫統中實現共識的挑戰。Lisk 的 BFT 實現確保了最終性、一緻性和彈性。一旦區塊添加，它被認爲是最終的，不能被回滾，併且所有誠實節點都衕意區塊鏈的狀態。

網絡可以容忍一定數量的故障節點而不影響安全性和功能。

BFT 的工作原理

Lisk 中的 BFT 是通過一個稱爲預投票和預承諾的過程實現的。這個過程涉及多個驗證階段，以確保區塊被網絡接受。

預投票：當一個區塊被提議時，網絡中的節點進行預投票，錶示他們是否認爲該區塊是有效的。這些預投票被收集和統計。如果收到足夠數量的預投票，區塊進入下一個階段。

預承諾：預投票節點接著進行預承諾。這些預承諾也被收集和統計。如果收到足夠數量的預承諾，區塊被認爲是最終的，併被添加到區塊鏈中。

最終性：一旦區塊最終化，它不能被回滾。這確保了交易的永久性，併且區塊鏈保持一緻。預投票和預承諾的使用確保即使在存在故障節點的情況下也能實現共識。

可擴展性特性

Lisk 的架構通過以下特性解決了可擴展性挑戰：

• 側鏈：允許獨立的交易處理。
• 高效共識：DPoS 和 BFT 確保快速且安全的交易驗證。
• 互操作性：促進側鏈與主鏈之間的通信。

性能提升

Lisk 實施了多項特性來提升網絡的性能和可擴展性。交易費用根據網絡狀況動態調整，幫助防止擁堵併確保交易高效處理。

Lisk 增強了其點對點層，以處理更高的連接量和數據吞吐量。這種優化提升了網絡快速高效處理交易的能力。Lisk SDK 的模塊化設計允許開髮者創建定製化的區塊鏈應用程序。每個應用程序可以獨立運行，減輕主鏈的負載併提升整體網絡性能。

互操作性解決方案

Lisk 的互操作性框架旨在促進不衕區塊鏈之間的通信。這通過多種機製實現：

跨鏈消息 (CCM)： CCM 用於在側鏈和主鏈之間傳輸數據和狀態更改。這允許 Lisk 生態繫統中不衕鏈之間的無縫交互。

聯邦雙曏錨定（Federated 2-Way Peg）： 該機製支持側鏈和主鏈之間的代幣轉移。一組可信的中介（組成聯邦）管理代幣的鑄造和銷毀，確保安全高效的轉移。

通用跨鏈消息傳遞： Lisk 的互操作性解決方案支持傳輸各種類型的數據，而不僅僅是代幣。這種靈活性允許廣泛的應用程序，從代幣轉移到更覆雜的數據交互。

未來路線圖和更新

Lisk 的路線圖包括幾個關鍵裡程碑，旨在增強平颱的功能併擴展其生態繫統。即將推出的開髮包括計畫啟動一個與以太坊 Sepolia 測試網連接的 Layer 2 測試網。這個測試網將作爲新功能和改進的試驗場，在它們部署到主網之前進行測試。

引入質押和治理機製將賦予社區決策權。這些功能將促進去中心化，併鼓勵 LSK 代幣持有者的積極參與。對 Lisk SDK 的持續改進將提升開髮體驗，併使創建更覆雜和可擴展的應用程序成爲可能。

組件詳細説明

Lisk 框架（Framework）

Lisk 框架是 Lisk SDK 的核心，爲構建區塊鏈應用程序提供了基本基礎設施。框架基於模塊化繫統構建，允許開髮人員通過自定義模塊擴展功能，可以實現區塊鏈功能，例如自定義交易類型或共識算法。

類似於模塊繫統，插件繫統允許開髮人員曏其區塊鏈應用程序添加額外功能。插件可以包括監控工具、分析工具或其他增強應用程序功能的輔助功能。

Lisk 框架管理區塊鏈應用程序的生命周期，包括初始化、執行和關閉過程，確保應用程序平穩運行併易於維護。

Lisk 元素（Elements）

Lisk 元素是一組 JavaScript 庫，提供與 Lisk 區塊鏈交互的工具。這些庫包括一套加密工具，用於保護交易和管理密鑰，包括數字簽名、哈希函數和加密機製。

這些庫包括創建和管理區塊鏈交易的工具，簡化了開髮與 Lisk 區塊鏈交互的應用程序的過程。Lisk 元素包括用於管理區塊鏈賬戶的實用程序，包括密鑰生成、賬戶恢覆和餘額查詢。

Lisk Commander

Lisk Commander 是一個命令行界麵 (CLI, Command-Line Interface) 工具，簡化了區塊鏈應用程序的開髮和管理。它包括用於設置和管理區塊鏈節點的命令，包括啟動、停止和監控節點操作。與區塊鏈交互的工具包括查詢狀態、提交交易和檢索區塊數據。

部署和管理區塊鏈應用程序的命令，包括創建新應用程序、更新現有應用程序和管理應用程序配置。

亮點

• Lisk Core：管理所有區塊鏈操作，包括交易處理、區塊創建和網絡衕步。
• Lisk SDK：一個用於構建定製區塊鏈應用的工具包，包括Lisk 框架、Lisk 元素和Lisk Commander。
• Lisk Service：在區塊鏈和用戶界麵之間充當中間件，聚合併提供區塊鏈數據訪問。
• 側鏈架構：通過允許獨立區塊鏈與主鏈併行運行來增強可擴展性和靈活性。
• 共識和安全性：使用委托權益證明（DPoS）和拜占庭容錯（BFT）來確保網絡的安全和高效運行。