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简单理解波卡

2020-10-27 11:16:00 和讯区块链 

麦田与柏树,梵高)

公链是万亿级美元的赛道。新的公链都会宣称自己是下一代的新技术。但最终决定公链能否走得长远的是综合因素。一是创始团队的气质。有领先可落地的技术还有理想主义,这是项目可持续的重要部分,这样的团队不会因为市场的涨跌而停止构建。二是社区。有持币人的支持,有开发者的支持,只有真正的生态才会让公链价值更高,市值更大,也更安全,从而走向正循环。

波卡是什么

波卡(Polkadot)是公链,但它是特殊的公链,它由多条链组成,是可以有多条链的公链。为什么不用一条链?它试图解决可扩展性、速度以及费用的问题,允许更多个性化区块链的存在,且允许链之间的互操作和升级,允许链的自我治理。

(Source:Polkadot.network)

波卡不仅支持代币转移,也支持数据在不同链之间的传递,其最终的目标是成为跨链的网络协议,让跨链注册和跨链计算成为可能。

波卡的架构与可扩展性

目前比特币的TPS大约为7,而以太坊大约为15,这导致其交易体验非常不好,速度慢,费用高,这在之前的挖矿高峰期尤其明显。为此,以太坊逐渐走向Layer 2的探索,尤其是Rollup系列的实践,此外以太坊的分片也在路上,尽管这需要很长时间。下图是V神对以太坊扩展性的路线展望,从15 TPS走向100,000 TPS的征途。

(Source:Vitalik Buterin)

而波卡(Polkadot)则走的是异构分片区块链的道路。所谓的异构,其实就是不同区块链的“联合”。相比之下,以太坊的分片是同构的,都是以太坊区块链的一部分。

在波卡中,有一条中心链,它连接了所有的区块链,也就是“中继链”。而连接到“中继链”的则是平行链。

(Source:Polkadot.network)

这种中继链+平行链的架构是波卡(Polkadot)可以获得可扩展性的原因,多条链可以并行处理交易,而不用在一条道路上排队等候处理。如此一来,相对于当前的以太坊,波卡(Polkadot)可以有更高吞吐量,更快的速度以及更低的费用。

(Source:Polkadot.network)

在未来的波卡规划中,甚至还可以在中继链上添加中继链,实现链中链,试图通过这种方式实现更大的扩展。此外,波卡上的平行链跟Cosmos上的链不同,它们有共享的安全性,这也是吸引开发者们在波卡上构建平行链的重要原因。因为,对于区块链来说,从零开启构建安全性是非常不容易的事情。

波卡平行链的安全

区块链的安全源于共识是否可靠。这也是共识机制一直是区块链最重要组成部分之一的原因。当链上的状态发生变化,所有节点需要达成共识,而达成共识的机制是区块链是否能实现安全的关键。

波卡是PoS的机制,它混合了BABE和GRANDPA。在传统的PoW机制中,人们通过工作量证明来获得记账权,而PoS机制中,人们需要质押代币,质押者也是验证者,利益相关者,他们需要验证平行链的状态转换证明,需要根据这些证明的有效性生产中继区块。

BABE(Blind Assignment for Blockchain Extension)是运行在验证节点之间的区块生产机制,它确定新区块的生成者。在某种程度上,BABE可以跟Ouroboros Praos对比,不过在链选择规则和插槽时间调整上存在较大差异。BABE会根据质押代币量以及波卡随机周期为验证者分配生产区块的插槽。

GRANDPA(GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement)是波卡的“最终性工具”,服务于波卡的中继链。只要2/3的节点是诚实的,且在异步设置中可以处理1/5的拜占庭节点,它在部分同步的网络中就可以正常运作。GRANDPA在链上达成共识(相对于区块上),这里有利于其更快达成最终性,即便是面临长期的网络分区或其他网络故障情况。

验证者通过质押DOT代币来维持中继链的安全,他们验证来自Collator的证明,也与其他的验证者达成共识。为了防止验证者的合谋,基于验证者质押的DOT代币数量,他们是被随机选择出来的。如果他们如实报告所分配的平行链的状态变化,他们会获得DOT奖励;如果他们不诚实(被其他节点检查发现),他们的质押代币会被消减。

在波卡中,有一类角色称为渔夫。他们也能够举报这些不诚实的验证者,同时渔夫也可以是收集者、验证者。验证者不会将所有交易都发布到波卡的中继链上,发布的只是状态变化证明。因此,中继链对平行链上的实际交易并不知情,不过他们可以验证当前状态是否有效。此外,验证者会随机变化,不会固定在某个平行链上,它不是平行链的一部分,而是中继链的一部分。

(Source:Polkadot.network)

波卡上还有Nominator和Collator的角色,这也是参与中继链的重要角色。Nominator不直接成为验证者,但可以通过选择验证者来参与验证,来获得DOT的奖励。当然,如果所选择的验证者被惩罚,他们也会被消减。Collator收集用户在平行链上的交易,并为验证者提供状态转换证明来维护平行链。Collator为中继链维护全节点,也为特定平行链维护完整节点。

波卡平行链的互操作

目前看,一条链一统天下的可能性不大。波卡的跨链设计有一个前提就是未来是多链共存的世界。不同的区块链都是独立的,彼此之间的设计不同,无法直接沟通。异构链之间存在互操作性的问题。比如,人们无法在比特币的链上交易ETH或ERC20代币,BTC也无法直接在以太坊上交易,无法直接参与以太坊上的DeFi。目前比特币要想参与以太坊的DeFi活动,需要首先对BTC进行包装(例如wBTC等)。

波卡上的平行链是相互连接的,它们可以实现互操作性。波卡平行链设计的出发点在于,波卡认为区块链是个性化的,不同链可以专注于特定的领域。最终每条链服务于不同的需求。比如有的专注于交易,有的专注于借贷,有的专注于资产管理,有的专注于游戏等等。当这些平行链专注于不同的领域,它们有可能会有更好的表现。

为了方便开发者构建平行链,波卡提供了构建区块链的框架Substrate,它支持开发者在短时间内可以启动并运行自定义的区块链。Substrate还支持开发者根据自己的需求,以类似于搭建乐高积木的方式来构建区块链。通过Substrate构建的区块链,不仅可以跟波卡上的其他平行链实现互操作,还可以通过代币桥实现跟其他区块链(如以太坊)的连接。

波卡的升级和治理

区块链的升级和治理一直是个大问题。这也跟区块链是去中心化的网络相关。当升级不能通过治理很好地解决时,发生硬分叉也成为区块链的常见景象。为了迭代,项目开发者和节点运营者等都需要做不少工作。

不过波卡上的平行链不用担心硬分叉的问题。波卡通过治理系统以及代码层面来解决这个问题。波卡的代码根据其投票系统来进行更新,而该代码也是区块链自身的一部分。波卡网络更新核心代码,类似于部署智能合约这样发布交易。由此,无须硬分叉即可实现迭代更新,节点也无须做更多操作。

当然,这也意味着波卡代币DOT的持有人很重要,是DOT持有人决定了波卡的未来方向。

在波卡治理中,包括了积极参与治理的DOT持币人、理事会以及技术委员会。当提案的票数通过特定的投票指标时,提案会得以通过。

提案一般由普通的持币人或理事会提议,最终会通过DOT代币持有人的投票来做决定。在普通持币人的提案中,用户只要在一定时期内存入最少数量要求的代币即可发起提议。而其他人如果同意该提议,那么,他们会存入相同数量的DOT来支持。由最多DOT代币量支持的提案被选为全体投票提案。而对于理事会提案,当所有理事会成员全体同意时,其会成为全体投票提案,它采用自适应的法定人数通过机制,质押投票的数量越少,则其通过所需数量也越小。如果是多数理事会成员同意的提案,则也可以成为全体投票提案,不过其门槛较高,它要求多数票来通过决议。

(Source:Polkadot.network)

理事会在波卡的治理中有重要意义,这跟DeFi的纯社区治理有区别。在波卡的理事会中,由13到24名成员组成,理事会有一些相对特殊的权利:进行全体投票和紧急投票;取消有争议的或恶意的全体投票;选出技术委员会;它们在全体投票中有更大的权重。

波卡代币经济机制

DOT是波卡网络的原生代币,正如ETH是以太坊的原生代币一样,而其最小单位是Planck,类似于以太坊上的Wei。

DOT的用途主要有:

*DOT服务于网络治理

持有DOT则有机会获得提案的投票权,可以参与提案的决议,例如决定网络费用、增加或移除平行链等。

*DOT服务于网络安全

DOT还服务于支撑波卡网络的共识机制。为了达成共识,参与者需要质押DOT代币。这是DOT最重要的作用,它担负了波卡网络的安全性。

*DOT服务平行链

为了成为波卡网络的平行链,必须在有一段时间内绑定一定量的DOT。在绑定期间,DOT会被持续锁定。这意味着,如果波卡生态受到开发者的青睐,那么,为了竞争有限的位置,DOT会变得抢手。

从以上的机制看,DOT的代币机制跟其波卡网络有深度绑定,跟其治理、安全和用途都有深入的结合。如果波卡生态得到发展,那么其治理、安全以及用途都会产生对DOT的极大需求。也就是说,DOT的价值本身跟波卡生态发展本身相关度很高。

有些公链可能发展不错,但其代币并不一定捕获了跟其生态发展成正比的价值。从这个角度,DOT的代币设计机制有利于其未来价值的捕获。

波卡的公链之路

从范式角度,波卡还是智能合约平台的范畴。它在以太坊的生态之下会走向何方?是超越以太坊?还是成为以太坊的重要补充?

这取决于开发者、社区和公链自身的演化。以太坊的Layer 2、分片能否在未来扮演重要角色,Layer 2之间、分片之间如何实现互通?以太坊的可扩展之路是否顺利?波卡的跨链模式是否是更好的路径,是否能够赢得开发者的青睐?其他的公链,如Solana是否有机会获得一席之地?

这些都没有明确的答案,但有一点是确定的,公链是加密领域的最重要基础设施,未来公链演化直接决定了整个加密领域的发展方向。

(责任编辑:张潮 HZ0011)
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