一文了解 Polkadot（波卡）

还记得2017年的加密猫（CryptoKitties）吗？要知道这是一款非常简单的 dApp，但它足以让整个以太坊网络瘫痪，当时待处理的交易量增至六倍左右。

看以太坊就知道了，一个通用区块链，可以被单个 dApp 至堵塞的程序，更不用说部署在链上的无数个智能合约了。

随着越来越多的智能合约部署在以太坊上，一些限制因素浮出水面，严重阻碍了这些项目。平台的低吞吐量导致网络拥堵和高手续费，这显然出现了问题。

更不用说一次性存储费用导致膨胀和链的增长，这使得网络参与者，尤其是较小的参与者，很难保证网络的安全。

如此一看，以太坊智能合约的虚拟机（EVM）显然不是用于复杂创新工作的合适工具，这推动了定制区块链协议的开发，这些协议优化之后迫切需要解决一个特定的问题——隐私、供应链、定义、身份等等。

这种用自己的治理和共识构建特定于小众协议的方法看起来还不错，但它只解决了众多问题中的一部分。

建立自己的区块链是非常昂贵的，因为每个项目前期都需要花费大量的资金，比如开发和大量的测试。

垄断行为

比特币是巨大的，以太坊是巨大的，该领域的其他项目也是如此。如果每个协议都单独运行，它们就会增长到垄断的比例。

争夺安全资源

安全性是去中心化的核心。大多数的区块链平台都在争夺安全资源，但由于执行环境、共识和互操作性环境的差异，因此没有共享安全基础的概念。

为了解决这些挑战，Polkadot 采取了一种完全不同的方法，并构建了一个庞大而强大的平台，以实现他们所说的下一代 Web 3.0。

在我们深入了解 Polkadot 的世界之前，先来看看它可以做什么。

异构分片，把每个分片看作一个独立的区块链本身。

Substrate，一组可用于构建自己的区块链的工具和库。

可组合性，具有跨链消息传递和互操作性。

公共安全和共识层。

明确的链上治理。

关于 Polkadot

Polkadot 通常被称为元协议或第 0 层协议，可以在此基础上构建和启动协议。

让我们以以太坊为例。众所周知，以太坊是智能合约和 dApp 的基础设施层。换句话说，它是一个底层，可以通过部署智能合约来构建应用程序。

绝对通俗地说，Polkadot 提供了一个基础层，在这个层上你可以启动自己的区块链，这些区块链不仅可以运行智能合同，与在 Polkadot 平台上启动的其他区块链进行交互，甚至可以通过与外部协议(比特币、以太网)进行交互。

Polkadot 的底层（或元层）称为中继链，在中继链之上构建的这些区块链称为平行链和平行线程，它们可以信息交互并交换价值/信息，它们连接并通过网桥与以太坊和比特币等外部网络进行交互。

现在让我们讨论整个系统的核心细节。

Polkadot 的核心是一个具有异构分片的多链协议。它由以下主要组件组成：

中继链

中继链是波卡的主链，主要负责平行链的共识，为所有平行链提供共享的安全性。 我们可以将其想象成一个插排，它提供了让其他链接入的插槽。插槽需要通过竞拍才能获得。

平行链

平行链是由中继链管理的独立且异构的区块链。平行链是提供应用级功能的“分片”，而中继链则为它们提供安全性、互操作性等服务。

使用 Substrate，一组工具和库，您可以在最短的时间内构建和启动区块链。事实上，Polkadot 本身就是使用 Substrate 构建的。Substrate 减少了开发时间和成本，可以使人们更专注于核心业务逻辑。

平行线程

平行线程和平行链在技术角度看很类似，不同点在于经济层面。平行链通过竞拍拍下了波卡中继链上的专用插槽一段时间的使用权，但平行线程则是即插即用按需付费。

转接桥

使用 转接桥，平行链和平行线程都可以连接到比特币和以太坊等外部网络。底层共识提供了“可证明的终结性（provable finalit）”，因此当连接到不同的执行环境（外部网络）时，这些转接桥可以轻松地进行通信和验证信息。

共识

共识是 Polkadot 网络的核心。从交易验证到结束，共识保护了其网络上的一切顺利运行。

提名人

这些参与者通过向验证人的保证金做贡献来提名验证人来代表他们进行验证工作。

验证人

就共识角色而言，验证者是最高负责人，他们负责通过接收、审查和发布区块来提供最终结果。他们通过其他验证者达成共识来保护中继链。

校对人

这些参与者在平行链上根据平行链的交易提供证明给验证人。维持平行链的校对人把平行链的交易集成区块并根据这些区块产生状态转移的证明， 提供给验证人。他们也关注网络情况，向验证人证明恶意行为。

他们可以在其中创作新区块并执行交易，就像区块生产者在任何其他区块链上所做的一样。校对人为验证人提供证明并维护分片（平行链）。

渔民

渔民更像是赏金猎人，他们不像验证人或者提名人那样直接参与验证。渔民主要监控网络并向验证者报告不良行为。

$DOT 代币：为 Polkadot 网络提供动力

Polkadot 有一个名为 DOT 的原生代币，用于平台上的网络治理、抵押和绑定。

绑定： 一种新的众筹方式（crowdlending）

绑定是一个引人入胜的概念，可以将其视为 ICO 的全新改进版本。在我们讨论这个之前，我们需要了解平行链插槽和平行链产品。

您可以使用Substrate构建区块链，但为了将其连接到中继链（使其成为平行链），您必须使用平行链租赁产品（PLO）或IPO（初始平行链产品）保留您的平行链插槽.

这个过程不是免费的，平行链背后的团队必须锁定一定数量的资金才能保留他们的平行链插槽。一旦获得了他们的名额，将会获得 18 个月的宽限期，之后通过锁定未来 6 个月的资金再次保留他们的名额。

团队可以使用自己的资金，也可以开展活动（就像 ICO）来获得公众支持。

在 2017年到2018 年的 ICO 热潮中，无数的“垃圾币”被推出，给投资者留下了毫无价值的可疑代币。

相比之下，平行链租赁产品意味着众筹方式的转变，在这种模式下，不是将辛苦赚来的现金提供给团队，而是将代币借给团队。

现在你可能想知道，这一切是如何运作的？

想象一下，A 团队计划启动一条平行链，他们需要 X 数量的 DOT 来确保一个平行链插槽，并发起筹款活动并要求公众支持。如果你作为 DOT 代币持有者，肯定会想参与此活动。

你会在 18 个月的初始宽限期内（或团队决定的任何时间）与团队锁定您的 DOT。这有点像 staking，你的 DOT 将由 Polkadot 中继链持有，然后迁移到平行链。

其实没必要信任团队，这是最重要的。该团队不拥有您的 DOT，而是将它们保存在网络中，你的 DOT 只是被锁定了一段时间。

如果仔细观察，没有价值转移，而是有保证的锁定情况。但是，与抵押不同的是，它们不会产生任何回报，但团队可以计划通过您的借出金额（以他们自己的代币或其他形式）来提供奖励。

锁定期结束后，你将可以继续使用您的 DOT。这是一种革命性的筹款模式，为参与者和团队创造了双赢的局面。

Staking - 赚取高达 12% APY

DOT 代币可用于抵押以保护网络。Polkadot 网络上的每笔交易都经过中继链，并且需要进行验证。

这种验证角色由验证人执行，他们质押他们的 DOT 并赚取高达 12% 的 APY。优秀的验证人会得到奖励，反之，将会失去他们在网络中的股份。这可确保网络保持安全。

治理

DOT 代币持有者可以通过直接投票直接参与治理过程，包括管理协议升级和修复等特殊事件。与其他项目不同，DOT 代币持有者可以完全控制协议。

就像绑定一样，Polkadot 引入了一种新的投票形式，其中包括时间锁定，代币持有者可以在投票过程中“锁定”他们的代币。

这有效阻止操纵投票过程，最短时间锁定期为 4 周。

以下是投票机制：

Bob 对 20 个 DOT 锁定 4 周投“是”将计为 20 票（20 个 DOT * 1（作为 4 周 = 1））

亚历克斯在 10 个 DOT 锁定 8 周的情况下投票“否”将计为 20 票（10 个 DOT * 2）

Joh 对 5 个 DOT 锁定 160 周的“否”投票将计为200 票（5 DOT * 40）

肯定会有一定的限制，但正如你所看到的，即使他们持有少量的 DOT，也可以拥有更多的投票权。

共识——BABE 和 GRANDPA

BABE

作用：块生成机制，以及决定新块由哪个验证者生成。

作用在于确认每一个块的生成以推动网络不断出块，链向前发展，简单说就是保证网络持续向前运行不卡顿。

GRANDPA

作用：链生成机制。

作用在于阶段性的快速确认这段时间内这一串块(一段链)的有效性，可以保证了网络不易回滚不易篡改，也保证了网络处理速度；配合BABE也避免分岔。

XCMP（跨链通信协议）

XCMP 是平行链用来相互发送消息的协议。

跨链消息不会传递到中继链。

跨链消息将被限制为以字节为单位的最大大小。

平行链可以拒绝来自其他平行链的消息，在这种情况下，调度平行链将知道这个块。

收集人节点负责在链之间路由消息。

收集人生成一个 “出口” 消息列表，并将从其他平行链接收 “入口” 消息。

在每个块上，平行链被期望从所有其他平行链的某个子集路由消息。

当一个收集人产生一个新的块交给验证人时，它将收集最新的入口队列信息并进行处理。

验证人将检查下一个平行链块的新候选者是否包含对该平行链的预期入口消息的处理。

向下消息传递 (DMP) 是一种从中继链向平行链传递消息的机制，向上消息传递 (UMP) 是一种负责在反方向传递消息的机制，从平行链向上传递到中继链。

Polkadot 生态系统

polkadot 生态系统发展非常迅速，我们看到非常有前途的项目正在成为众人瞩目的焦点！

并非 Polkadot 生态系统中的每个项目都必须是平行链，生态系统可以分为三个不同的部分：

平行链——您可以启动基于substrate的平行链，这些平行链可以是具有智能合约执行环境的异构区块链，也可以只是提供数据的 Oracle 平行线程，或者是连接外部网络（如比特币和以太坊）的桥链。

智能合约——你可以构建具有可组合性和互操作性的 dApp。

工具和基础设施——除了平行链和智能合约，你可以构建不同的工具来推动生态系统发展，比如区块链浏览器和分析平台。

Polkadot 背后的团队

Polkadot 是以太坊项目的早期联合创始人兼CTO——Gavin Wood 的团队。

Polkadot 是Web3 Foundation 的一个项目，Web3 基金会正在与全球的团队和组织合作构建 Polkadot。