【推荐】Polkadot波卡

星蕴 2024年11月28日 13:35 0

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区块链技术一直在自我革新，不断向前发展。可以说，Polkadot波卡就是区块链技术发展变革的一个典型。Polkadot将会实现一个完全去中心化的互联网，用户拥有完全控制权力。它构想的互联网是每个人的身份和数据是由自己来掌控，不受任何中央机构的影响。

Polkadot旨在通过连接私链、联盟链、公链、开放式网络和预言机以及尚未创建的未来技术。Polkadot为互联网提供便利，独立区块链可以通过Polkadot的中继链以无信任的方式交换信息和交易。截至2021年2月，官方可查询的Polkadot生态项目已经到达到327个，涵盖了基础设施、稳定币、游戏、Defi、工具、DAPP等各个方面。

先回顾下Polkadot上线以来的市场行情表现：

2020年7月，Polkadot代币DOT开始陆续上线各大交易所。

2020年8月到2020年12月DOT价格一直保持在5美元上下，截止12月28日前DOT总市值仍不超过50亿美元。

2021年1月7日，DOT达到10.6788美元的高位，DOT迎来第一波暴涨，币价涨幅超100%，随后开始回调。

2021年1月11日，DOT跌至7.15美元。

2021年1月15日，在结束短暂几天的回调后，DOT连续突破新高，总市值超越XRP，升至加密货币总市值排名第四位。

2021年1月17日，DOT的第二波暴涨结束，到达了19.3939美元的高价。

2021年2月22日，DOT再次经过一个月的暴涨，涨幅再次超过100%，创造了目前的历史最高价位39.5969美元。

一、Polkadot简介：

2016年，以太坊前CTO Gavin Wood（林嘉文）首次构思Polkadot去中心化区块链平台，10月发布了第一版白皮书草案。Polkadot是由Parity技术公司于2017年11月开始开发的，由Gavin Wood主导。2017年Polkadot首次募资发行，两周时间内募集了485,331个以太坊（折合美元约1.45亿），被彭博社评为“2019年决定数字货币发展方向的四大项目”之一！随后经历了两年的封闭开发期。2020年5月，Polkadot以“初始”状态推出，2020年8月启用代币（DOT）转账。

Web3基金会负责指导Polkadot的开发，它通过资助方式支持很多团队，为Web3技术堆栈各个层级的项目提供资金，从底层基础设施到生态系统的组件，如钱包、平行链、桥梁以及工具。

注：Web3基金会是由以太坊联合创始人及首席技术官、波卡创始人Gavin Wood博士建立于瑞士Zug的基金会。目前Web3基金会已经资助了分布在20多个国家的共100多个项目，资助的这些项目都基于波卡substrate建立，经济模型设计也大多类似于波卡网络，可支持链上升级。

根据Gavin Wood在白皮书中的描述，Polkadot是一个区块链协议，旨在支持“不同开发者创建的平行链”。简单来说，Polkadot是一个由多条区块链异构组成的区块链集合。

2020年5月27日，首个主网候选链上线，标志着其分阶段上线过程的开始。随后，其持续推动的进度分为六个阶段：第一阶段将采用权威证明（PoA）链运行，并由属于 Web3 基金会的6个验证者参与维护。该阶段仅限于用户认领 DOT 代币和提交验证和提名。其后各阶段分别是提名权益证明（NPoS）机制阶段、治理阶段、移除Sudo、启用余额转账和启用核心功能阶段。尽管主网还未完全落地，但生态中就已经集结了大量项目，覆盖了钱包、浏览器、DeFi等多个领域。

注：Sudo模块即许可制模块，代表着Web3基金会与Parity官方通过Sudo模块保有波卡网络的完全控制权（更改、中断、回滚）。移除Sudo模块后，波卡网络将不再是许可制网络、不再由官方完全控制，而是由DOT持有者的投票来决定治理。

Polkadot作为一个可扩展的异构多链区块链。这意味着它由一个协作的去中心化区块链网络组成，这个网络叫做中继链，它与并行运行的分片链（即平行链）交互。这些平行链可以看作是中继链的客户端，中继链的目的是保护和协调平行链。其价值体现在独特的治理、NPoS机制、区块生产和共识、有效性和可用性以及跨链消息传递等方面。

从应用项目的属性分析，Polkadot已经开始承接包括从核心技术基础设施到DeFi、面向隐私的数据和数字身份系统、社交网络、物联网、游戏、机器人和供应链物流等等的开放应用生态。

Polkadot被看作是以太坊等区块链的扩展解决方案，通过多个平行链进行扩展，节点只需要验证平行链上的交易就可以。允许不同平行链上的有独立交易，从而增大交易吞吐量，并可扩展每个附加平行链的交易容量。

所以Polkadot最核心的愿景：希望在区块链之间架起桥梁，以便它们进行通信，目标是统一零散的区块链生态系统。

二、创始人和研发团队

1、创始人Gavin Wood

Gavin Wood被称为以太坊的隐形大佬，人称“以太坊隐形大脑”，为人低调、神秘，但他的地位却举重若轻。Gavin Wood曾经被戏称区块链赛道四大天王：中本聪、V神、BM、Gavin Wood，对应的四个项目：BTC、ETH、EOS、Polkadot。

Gavin Wood擅长英语、意大利语、法语、西班牙语、逻辑语，喜欢跆拳道、滑雪，也是著名桌游Milton Keynes的设计者，他还是视觉音乐博士，以及CD RiplnPleace的编写者。他曾是以太坊的联合创业人，亲自撰写了以太坊黄皮书。

以太坊其实是由V神提出想法，而Gavin Wood是真正实现并搭建起以太坊基础的人，Gavin几乎是一个人写完了最早C++版本的以太坊客户端cpp-ethereum。

后来因为种种原因，Gavin Wood离开了以太坊社区，成立了ParityTech，按照cpp-ethereum重新开发Rust语言版的以太坊客户端：Rust语言号称超高性能、超高安全、超高开发难度，代表着最新的编程语言技术。Gavin Wood在首次社区会议中分享关于Polkadot的愿景时提到：“比特币开启了基础的脚本语言，以太坊扩展了更多金融交易的方式，而Polkadot希望去创造一个更加通用的模型。在此基础上，我们也希望去解决一些基本的可扩展性的问题，比如怎样达成更多的交易，怎样处理网络上超级多的工作。所以这两个话题是共生的，就是通用性和可扩展性。”

2、研发团队Parity Tech

Parity Tech团队就是以太坊中最好最稳定客户端Parity的开发者。

Parity实力有多强劲呢？当年以太坊网络遭受DDOS攻击，以太坊官方的geth客户端无法运行，只剩下Parity客户端，因此大多数节点都转向使用Parity。

而Polkadot开发者多数来自Parity核心团队，开发能力极强，迄今为止的进度追踪上显示，Polkadot的开发进度都按预定时间表完成。

三、技术元素基本组成

1、中继链、平行链和转接桥

Gavin Wood提出了“中继链”、“平行链”的概念，通过中继链、平行链、转接桥实现了跨链和可扩展性的问题，主要目的是将各个独立的区块链连接起来，使不同区块链之间可以进行通信和数据的传递，智能合约的调用。如何实现连接和平行呢？通俗点讲，就是家里只有一个插座，但我又想给电脑充电，又想给手机充电，还想看电视用，怎么办？多买几个插排就可以解决，波卡就相当于一个插座，插入一个插排就相当于多了一个中继链，而接到插排上的各种各样的电器（即各种不同架构的平行链）独立运行。

中继链（Relay Chain）：负责信息交互的验证，维护整个网络的安全，所有平行链的安全都由中继链负责，一旦插座没电，就全都没电了。这也是Polkadot 的一大特点——共享安全性。中继链最主要的功能是验证各个平行链给出来的区块，并给出最终确定性的证明。

平行链（Parachains）：由于插板上的插槽有限，要想获得充电许可，需要通过拍卖的方式进行。平行链则负责处理各种“琐事”，独立的区块链，运行在中继链的顶端，不同的平行链可专注于不同的业务，服务于不同的需求。就像冰箱负责制冷，电视负责播放一样。

转接桥（Bridge）：通过转接桥可以实现以太坊、比特币等网络和 Polkadot 网络的互相连通。

2、Polkadot的技术逻辑

区块链技术在现实中的问题表现为可扩展性，既是否能满足海量以及高峰的商业化使用，而产生这个问题的原因，则是因为现有的区块链技术把一致性（Canonicality）和有效性（Validity）绑定得太紧密了。

Polkadot就是在确保安全和传输的基本功能之下，通过非信任节点的激励机制，弱化他们的内生绑定关系。在Polkadot的架构中，支持众多高度差异化的共识系统在非信任完全去中心化的联邦内交互操作，允许去信任地相互访问各区块链。从而能够实用性地支持全球商业级别的可伸缩性和隐私性。

在Polkadot网络：有四种角色，分别是收集人（Collator）、钓鱼人（Fisherman）、提名人（Nominator）、验证人（Validator）。

收集人，负责收集平行链各种信息，并把信息打包给验证人。

钓鱼人，通过钓鱼执法，专门检查恶意行为，检查出后获取奖励。

提名人，其实是一个权益群体，验证人为其代表，他们将押金委托给验证人。

验证人，帮助在Polkadot网络里打包新区块。其必须抵押足够多的DOT，并在高可用和高带宽的机器上运行一个中继链的客户端。可以理解为矿池。

Polkadot网络的跨链流程就是：由外部的交易广播进入到平行链社区，先由收集人打包交易信息，中间经过钓鱼人的执法检查，然后提供给平行链，平行链的区块头包含在中继链中，经过验证人打包，再转移到另一条平行链中。

而对接以太坊或者比特币时，需要由Polkadot网络先提供一个平行链转接桥，来保证收集人角色正常起到作用。今年Parity Tech用Rust重写了比特币的客户端，同时以太坊Parity客户端也在紧锣密鼓地为Polkadot进行改造应该就是在为做好对接而做准备。

在中继链旁边，还可以链接二级中继链，而二级中继链还可以配套很多平行链，这样的话一条中继链就可以链接上百条平行链，从而实现可扩展性。

不同的平行链之间，通过梅克尔树（Merkle trees）传递，来保证数据真实，中继链只是把交易从来源平行链的出口队列转移到目的平行链的入队列。已转发的交易会在中继链上被引用，而不是中继链自身的交易。

以上只是Polkadot网络中的一部分技术，在Polkado的官网中，可以清楚地看到Polkadot的路线图，敲定机制——并行分散候选人选择机制——股权证链——网络子系统——Parachain实现——事务处理子系统——事务路由子系统——中继链——独立校对机。

由此我们可以看到，在经过了大致1年左右时间的开发，Polkadot正在有条不紊地按照白皮书中所说的功能逐步实现。

四、其他重要概念介绍

1、Kusama测试网是什么?

Kusama就是专属于Polkadot的测试网络，项目方可以基于Kusama搭建真实网络环境的商业应用，并在Polkadot正式上线后迁移至Polkadot主网，节约大量测试时间。

在 Kusama 的设想中，研发就代表着风险与危险。它不像典型的类似于Kovan或者Ropsten这类“测试网”那样在经济上的中心化，同时也没有任何人有权利切断它的运行开关。即使在Polkadot主网上线以后，Kusama仍可以将一些新的、早期且高风险的功能率先身体力行，为主网正式上线做好准备工作。

Kusama网络发行的同名代币Kusama（KSM）也已经登录各大交易平台，被业内戏称为DOT的“小弟”。

2、Substrate平台是什么？

以太坊生态可以拥有一件发币功能，无门槛，造成了大量的毫无意义的代币，由于ETH限制了部分拓展，大部分开发者都选择了自己搭建一条公链，毕竟ETH本身就是开源的，那么Substrate可以使开发者更方便的部署自己的区块链系统。

Substrate是一个用来搭建区块链的可扩展的、模块化的以及开源的框架。但这到底是什么意思呢？Substrate提供了搭建一个分布式区块链网络所需的全部核心组件：数据库，网络连接，交易队列，共识。虽然这些层级是可扩展的，Substrate通常假定一般的区块链开发人员不应该关心这些核心组件的具体实现细节。反之，Substrate的核心理念是使一个区块链的状态转换功能的开发尽可能的灵活和简便。该层级被称为Substrate。

3、什么是平行链插槽拍卖？

平行链插槽（Parachain Slots），是中继链和平行链的接口。要想共享Polkadot网络的安全，与其他平行链进行业务交互，必须通过插槽来实现。插槽分为社区测试型插槽（Community beta slots）、商用插槽（Commercial slots），20%的槽位预留给Web3基金会来部署和支持，作为社区测试型平行链促进整个Polkadot生态的发展，余下80%的插槽作为商用插槽，通过拍卖方式来开放。

由于平行链的运行需要消耗一定的网络计算资源，为了保证网络效率和安全，初期平行链数量是有限的。Polkadot创始人 Gavin Wood 在2020年7月Polkadot中国行活动上曾表示，平行链的数量上限大约会在 100 条左右，这意味着同时运行的插槽数量上限也是100个左右。

为了保证公平分配，Polkadot设计了拍卖的方式允许项目方通过竞拍获得插槽使用权。使用权意味着插槽只租不卖，项目方需要通过锁定一定时间和一定数量的DOT来竞拍获得使用权。待租赁期结束后，锁定的DOT方可解锁退还。（注：已参与质押挖矿的DOT ，不能同时用来参与拍卖锁定）

插槽拍卖规则叫做“Candle auction（蜡烛拍卖）。”这种拍卖形式在17、18世纪广为流行，在蜡烛拍卖中，蜡烛火焰熄灭，就标志着拍卖即将结束，目的是确保没有人能知道拍卖的结束时间从而避免在最后一刻进行竞标。在当时，有竞标者观察到，在蜡烛即将熄灭之前，烛芯总会稍微张开，这一定程度上为竞拍者提供了参考。

Polkadot波卡插槽的竞拍使用了“蜡烛拍卖”的现代变体，在拍卖过程中，拍卖程序会随机选择结束拍卖的时间，这样同样可以避免产生拍卖狙击的情况。但同时需要明确的是，Polkadot波卡插槽竞拍的目的是为了最大化两年周期内所绑定的DOT数量，也就是说要竞选成功的必要条件是最长周期和最多代币数量的最优选。

五、Polkadot的优缺点详解

1、Polkadot赋予区块链网络的优势包括：

可扩展性

孤立的区块链只能处理有限的流量。Polkadot是分片的多链网络，它可以并行处理多个链上的很多交易，这消除了发生在传统区块链网络上的瓶颈，这些网络只能一个个地处理交易。这种并行处理能力极大提高了可扩展性，并为增加采用率和未来增长创造了合适的条件。连接到Polkadot的分片链被称作为“平行链”，因为它们在网络上并行运行。

专用化

当说到区块链架构，一种技术范式无法满足所有需求。所有区块链为支持不同功能和用例做出权衡。例如，一条链可能会为身份管理进行优化，另一条链可能会为文件存储进行优化。在Polkadot，每条链都可以为某个特定用例进行优化的新颖设计。这意味着，区块链可以提供更好的服务，同时可以通过省略不必要的代码来提升效率和安全。通过在Substrate开发框架上进行构建，团队可以比以往更快、更高效地开发和定制区块链。

协同工作

Polkadot上的网络和应用可以像智能手机上的App一样共享信息和功能，而无须依赖中心化的服务提供商。跟先前主要作为独立环境运行的网络不同，Polkadot提供了互操作性和跨链通信。这为创新的新服务打开了大门，同时，也允许用户在链之间进行信息传输。例如，提供金融服务的链可以跟提供现实世界数据的链（预言机）通信，例如为代币化股票交易提供喂价。

自治

Polkadot上的社区可根据自己意愿来管理其网络，并在未来整个Polkadot网络治理中拥有透明的权益。团队可以根据自己的需求来自定义及优化其区块链治理，实验新想法，或为更快部署预置模块。区块链治理模块甚至可以根据需求和条件变化来完善和升级。

轻松升级

跟所有软件一样，区块链需要升级来保持相关性，且随时间推移不断改进。但是，传统的链升级要求所谓的“硬分叉”，这会导致产生两个独立的交易历史记录，并可能会使社区分裂。而且硬分叉通常还需要花费数月的时间。Polkadot支持无分叉的升级，允许区块链随着技术发展而进化和轻松适用。

当上述的一切结合在一起，这些核心功能为新服务打开了可能性，使人们重新掌控其数字生活。一些团队已经基于Polkadot构建一系列的应用，涵盖了金融、游戏、数字身份、物联网、供应链管理、社交网络以及云技术。

2、Polkadot的劣势分析

虽然Polkadot被认为具有极强的互操作性，但实际上这仅适用于使用Substrate构建的其他区块链。任何“外部”区块链，都需要桥接到Polkadot中继链。另外，尚未制作出一款“杀手级应用”充分占领市场，业界对其充分认可还需要一定时间。而当下已经有更成熟的平台，这些都可能会限制其网络的应用范围。其诸多不足如下：

DOT通胀率问题

现在Polkadot社区对Polkadot最大的争议就是DOT的通胀率，目前来看年度通胀率是10%。通胀率太高，对币价有严重的稀释作用。

节点验证问题

Polkadot采取的NPoS机制是Staking（抵押代币获得利息）机制的一种，用户通过抵押一定的代币在网络中参与运行一个节点，且在成功验证区块后获得一定的奖励。但如果节点是故意作恶或者因为技术问题，验证了错误的区块，则可能会失去部分或全部利益。

共识问题

区块链最重要的是共识，Polkadot是否真的能拥有一个美好的未来，首先看跨链的落地情况，然后就是要看是否能取得广泛的共识，如果做不到这两点，那就只有炒作意义而非真实价值。

合规问题

数字资产领域的监管一直是一个大问题，监管收紧是未来大势所趋，如果其在合规问题上不加大投入，未来相关项目暴雷的概率会大大增加。