Polkadot

本文是关于验证人奖励的概述，以及如何激励Polkadot代币持有人参与网络早期活动。

Polkadot，一个连接区块链的可扩展的异构多链平台，可以使开发者在安全环境中构建无信任通信的区块链。

为了解决许多区块链面临的可扩展性和互操作性的挑战，Polkadot 创建了一个分片生态系统，其中包括主中继链和单个平行链（分片）。中继链负责在平行链之间达成共识和交易传递（消息传递）。早期的测试表明，当包含多线程和平行链时，Polkadot 的 TPS 可以达到 100 万。

波卡的共识机制是什么？

Polkadot 使用提名权益证明（NPoS）作为其共识机制。验证人数量公开且有限，且数量由治理决定。是否可以成为验证人节点由自抵押数量和提名人的质押数量决定。加入验证人节点池的最小 stake 数量每天都不同，这取决于想要加入验证人节点池的候选数量和每个验证人上的 stake 数量。在 NPoS 机制中，每一个被选举的验证人在共识上拥有同等的发言权。

验证人如何得到奖励？

一旦进入验证人节点池，每个验证人都有相同的投票权并获得相同的奖励。例如，如果有两个验证人，一个有 15k DOT，另一个有 100 k DOT，假设这两个验证人都在节点池中，他们每年获得的奖励是一样的。

由于这种公平的奖励分配，DOT 持有者最好分配他们的 stake 并运行多个验证人。优化你在 Polkadot 或任何 NPoS 网络上的参与，需要比其他 PoS 网络更加主动的管理。

stake 如何分配？

在 Polkadot 上，运行验证人节点没有最小的自抵押数量。只要你 100% 被提名的 DOT 满足所需的最小 stake 数量，就可以加入节点池。目标是不需要太过高于最小值的情况下进入节点池。因此，许多验证人保持一个较低的自我抵押，并从另外一个单独的账户将其大部分 DOT 质押给自己。这种设置允许他们保持灵活性，并当节点池发生变化时，可以以最低的 stake 数量加入验证人。

如何将奖励分配给验证人和他们的提名人？

节点池中的每个验证人进行相同的工作并得到相同数量的 DOT 。然后，他们收取验证人手续费（一个百分比的佣金）之后，再按比例将剩余的奖励分配给他们的提名人（质押此验证人的提名人）和验证人的自己的质押部分。所有的奖励都是在链上自动分配的。

为什么我要从第一天开始就运行节点？

Polkadot 采用非线性模型来设置主网上线后的通货膨胀。那些在早期就开始进行 staking 的公司将看到通胀率稳步上升，直到 50% 的 DOT 被质押。这种模式对于代币持有者来说是一种重要的激励，促使他们在网络最早、最关键的时期参与进来。

蓝线是网络中的通货膨胀率，绿线是回报率（通货膨胀除以质押率）：

验证人和提名人在 staking 时面临哪些风险？

验证人可能因错误行为（例如离线、含糊其辞）而被 slash 惩罚。slash 的金额是固定百分比。一个拥有更多质押的验证人会被 slash 更多的 DOT。由于奖励是在被选入共识小组的验证人之间平均分配的，因此在节点池中放置更多的 DOT 没有经济优势。事实上，质押过多的 DOT 会增加 slash 时的损失。

一般来说，Polkadot 的 slash 基于安全威胁级别：

近日 Kusama 社区进行了变更Polkadot原生代币 DOT 货币单位的公投，即按照 1:100 比例更改 DOT 的计数单位（继而把 DOT 的供应量增加 100 倍），此事曾引爆币圈话题。最终的公投结果非常戏剧化。尽管投票的支持者占了多数，Web3 基金会却仍旧表示他们不会对 DOT 进行升级。

这一冲突彰显了 Polkadot 链上治理模式的问题。但是，包括 Tezos（特所思）在内的其他项目早已证明了链上治理可以运作的很好。

区块链治理问题中第一个核心问题在于采取链下治理还是链上治理。为了避免硬分叉的发生，诞生了一批链上治理的项目，其中最有名的几个项目有最早提倡链上治理且运行相对稳定的 Tezos 和开篇提及的 Polkadot 。链上治理的项目主要通过类 PoS 的共识制度，通过一币一票的形式进行项目的治理。所有提案通过后会进行自升级，不会发生硬分叉。

在 Tezos 的案例中，链上治理模式的优势还是非常显著的。Tezos 于 2018 年 9 月 17 日上线主网，至今为止一共发起了 4 次升级提议，其中一次提议最终被投票否决，其他三次均成功升级，具体投票信息可以在 Tzstats 上进行查询。值得注意的是，Tezos 在主网上线短短的两年时间内就成功进行了三次升级，这正是受益于其精心设计的修正机制。

这种机制有助于 Tezos 避免硬分叉，因为硬分叉会分裂项目社区，损害其网络效应。Tezos 联合创始人 Arthur Breitman 在其一条推特下解释道，Tezos 的目标是有一个明确的修正机制，但同时又不能轻易发起有害修正。Tezos 有一个多阶段投票过程，大约需要三个月的时间。Breitman 写道：“相比之下，其他基于分叉治理的项目都有一个极其长远的路线图，两次升级之间有时会间隔 1-1.5 年。”

此外，Tezos 的治理机制还可以随着时间推移而改变。利益相关者会有一个经济上的动力去采纳最有效的治理方式，并且最大程度地保留 Tezos 的网络效应。

大多数的早期公链都是采取链下治理的模式，社区中的核心成员会自行成立一个组织，通过链下决议决定是否对项目进行一系列操作，其中包括如何修复 BUG 、为项目增加新功能、以及改变参数等。总的来说，整个治理模式是比较中心化的，大多数的话语权都掌握在核心开发者身上，而核心开发者在整个生态中不一定是利益相关程度最高的。有时，矿场及巨鲸这类利益相关程度最高的角色，其诉求可能得不到核心开发者的支持。

链下治理的问题在于，如果核心开发者的决定不能够得到其他用户的支持，项目则会大概率被硬分叉。BCH、BSV 及 ETC 就是这类结果的典型案例。而硬分叉其实是整个生态中大多数用户都不愿意看到的结果。除了网络本身的安全性问题之外，它们还伤害了社区的网络效应，用户及开发者的流失给很多项目带来的打击是非常致命的。

但链上治理也有其缺陷。链上治理模式中最容易碰到的问题是项目方最早所追求的民主化进程，可能最终会演变为巨鲸的“财阀统治”。这绝对是所有生态参与者都不愿意看到的局面。财阀统治会导致用户流失、项目失败，也就意味着这些持币巨鲸最后会找不到买盘。

上文提到的 Kusama 事件其实也突出了财阀统治的风险。在这次公投中，Web3 基金会和开发公司 Parity 都没有进行投票。如果他们选择了投票，由于他们的权利过大，可能会被指责“将自己的意愿强加给社区”。但如果他们不投票，又不执行多数人投票支持的升级，他们还是可能会受到同样的指责。在这件事情上，Web3 基金会和 Parity 投票也好，执行升级也好，陷入争议是在所难免的。

Parlikar 在文章中假设四大利益方的分布如下图的金字塔所示，开发人员最少，其次是节点运营商和持币用户，最多的是普通用户。但实际情况是，大多数的区块链项目并不适用于这类模型，因为他们的普通用户数都相当少。以太坊可能是最接近左边“金字塔型”的用户分布模型的，截至 2020 年 5 月 21 日，以太坊的总市值达到 233 亿美元，在其庞大的生态中有着大量的普通用户。右图是根据 Parlikar 文章重绘的一张图，我们可以看到，就算以太坊的普通用户远远超过了开发者，他们的话语权是差不多的。

根据 Etherscan 的数据，截至 2020 年 5 月 21 日，ERC20-USDT 的市值达到 57 亿美元。以太坊所谓的链下治理中，普通用户的权重是否能够有 1/4 是个值得商榷的问题。大多数的项目链下治理主要还是由核心开发者主导，是否听取社区意见取决于开发者。链下治理的情形下，普通用户的利益是被严重的削弱的，至少与数量相比是不对等的。他们没有精力也没有能力去发起硬分叉等行为，也很难有办法参与到决策中发声。

在链上治理过程中，用户分布模型可能完全不同于上述情况。例如最早提倡链上治理且运行相对稳定的 Tezos ，其开发者、节点运营商和持币用户在一定程度上是高度重合的。

下图显示了 Tezos 的权利分布情况（如果未来 XTZ 用户量很多的的话）。大部分持币用户会将代币委托给节点运营商来赚取利息。有些开发者（比如Cryptium Labs）也是节点运营商，而有些则不是。就像 Parlikar 描述的那样，持币用户与非持币的普通用户应该是不重合的两组人。随着 Tezos 吸引越来越多普通用户，他们会在整个生态系统中获得更多权利。但是，整体上看，如果 XTZ 的平均持有量过低，那么他们也不会拥有太多的权力。而且，普通用户也不太会参与到投票中。不过，这类治理机制也有一个明显的好处。开发者既可以提交协议，也可以参与到 Tezos 的投票过程中。理想情况下，未来 Tezos 用户与开发者所拥有的权力会差不多，这一点在链下治理中是不可能发生的。

在 Tezos 的案例中，产块和验证的行为被称作为 Baking（烘焙）。负责产块和验证行为的角色被称为 Baker（烘焙师）, 相当于比特币以太坊当中的节点运营商。如果用户想要成为烘焙师，这个节点必须持有至少 8000 个 XTZ ，价值 22160 美金（截至撰稿时）。如果持币用户没有足够的 XTZ 的话，可以将代币委托给其他烘培师来享受一定的烘焙收益。这样一来，节点运营商和持币用户的在一定程度上是重合的。

在 Tezos 的自修正流程中，提案都是由烘培师提交的。上文我们提到过，目前 Tezos 已经成功发起过 4 次提案（其中 3 个提案成功通过），所有提案都是由开发者提出。其中后两次升级中 Tezos 的核心开发团队之一 Cryptium Labs 都有参与提出。根据 tezblock 的数据，Cryptium Labs 在烘培师中排名第 13 位，在整个生态中也算是大户之一（ Coinbase 是最大的独立烘焙师/持币者））。

从 tezblock 的数据可以看出，Cryptium Labs 作为开发者是一个比较大的烘焙师，但其他开发者，比如 Nomadic Labs，DailLambda 和一些个人核心代码贡献者等都算不上大户。所以持币用户会把手里的币交给类似 Cryptium Labs 这样的开发者用于烘焙。

瑞士比特币协会近期公布了锚定 BTC 的 tzBTC 来帮助发展 Tezos DeFi 生态。从积极的角度看，正因为项目处于早期阶段，Tezos 的烘培师们在进行升级提案时会比较注重用户利益。毕竟如果无法快速吸引新用户使用 Tezos ，项目本身也不会长远，币价也会是一潭死水。

根据 TQ Tezos 的 wiki ，自修正过程包括 4 个阶段：提议阶段、投票探索阶段、测试阶段以及投票推广阶段。wiki 上的解释是，“每个阶段会持续 8 个烘焙周期（也就是 32768 个区块，即大约 22 天又 18 小时），从提议到激活的时间跨度大致为三个月整。如果在某个阶段中出现任何问题，整个过程即作废回到提议阶段，重新开始。”

近期的 Kusama 公投事件则把链上治理问题的复杂度又上升了一个等级。Polkadot 是第一个在自己的测试网发布了跟主网不一致的有价值的测试代币，虽然 Kusama 的配发是根据投资人 Polkadot 的持仓数按比例映射发放的，但是由于 Kusama 已经上线，很多投资人选择了抛售，整个筹码结构已经改变。

而另一方面，DOT 本身还没发放，虽然 Kusama 的利益相关者大部分都是 Polkadot 的利益相关者，但并非全部。因此，通过 Kusama 的投票来决定 Polkadot 的未来在某种程度上来说是不公平的。Polkadot 这种复杂的测试网架构下，如何进行有效的链上治理将会是个全新的难题。

无论是链上治理和链下治理都有各自的优势但同时又存在很多问题和风险。任何网络在达到一定的规模之后都可能遇到这样的风险：网络上最有影响力的开发者、投资人和节点运营方相较普通用户权力过高。

Tezos 已经完成了三次升级，且都避开了硬分叉，这个事实说明链上治理是可以很好地运行的。区块链项目选择链上治理还是链下治理，更多的还是要通过筹码分布，项目愿景等方面考量来选择最适合的治理方式。正如一种政体不可能适用所有国家的国情一样，不同代币也需要找到最适合它们的治理模式。

区块链节点使用共识引擎在区块链状态上达成统一。本文介绍了区块链系统中共识的基本原理，共识如何与Substrate框架中的 runtime交互，以及框架中可用的共识引擎。

状态机和冲突

区块链 runtime 是一个状态机 [1]。它有一些内部状态和状态转换功能，允许它从当前状态转换到未来状态。在大多数 runtime 中，有些状态具有到多个未来状态的有效转换，但必须选择一个转换。

区块链必须在以下几方面达成一致：

一些初始状态，叫做「创世」

一系列的状态转换，每个都称为「区块」

最终（当前）状态

为了对转换后的结果状态达成一致，区块链的状态转换功能 [2] 中的所有操作都必须是确定性的。

冲突排除

在中心化系统中，中心化的权限通过按照他们看到的顺序记录状态转换，在相互排斥的备选方案中进行选择，并在发生冲突时选择竞争备选方案中的第一个。在去中心化系统中，节点将看到不同顺序的交易，因此它们必须使用更精细的方法来排除交易。更复杂的是，区块链网络力求容错，这意味着即使某些参与者不遵守规则，系统也应继续提供共识的数据。

区块链将交易批处理成区块，并有一些方法来选择哪个参与者有权提交区块。例如，在 PoW 链中，首先找到有效工作证明的节点有权向链提交块。

Substrate 提供多种区块构造算法，还允许你创建自己的：

Aura (Round Robin)

BABE (基于插槽)

PoW

分叉选择的规则

作为一个基元，区块包含一个区块头和一批外部对象 [3]。区块头必须包含对其父块的引用，以便可以跟踪链的起源。当两个区块引用同一父块时，会发生分叉。必须解决分叉，以便只存在一个规范链。

分叉选择规则是一种算法，它获取一个区块链并选择「最佳」链，从而选择应该扩展的链。Substrate 通过SelectChain展现了这个概念。

Substrate 允许你编写一个自定义的分叉选择规则，或使用一个现成的。例如：最长链规则

最长链规则简单地说，最好的链就是最长的链。Substrate 用LongestChain结构提供这个链选择规则。GRANDPA 用最长链规则进行投票。GHOST 规则

GHOST 规则就是，从创世块开始，通过递归地选择在其上构建块最多的分支来解决每个分叉。

区块生产

区块链网络中的某些节点能够生成新的区块，这一过程称为 authoring。具体哪些节点可以编写区块取决于你使用的共识引擎。在一个中心化的网络中，一个节点就可以编写所有的区块，而在完全无权限的网络中，算法必须在每个高度选择区块的生产者。PoW

在像比特币这样的 PoW 系统中，任何节点都可以在任何时候生成一个块，只要它解决了计算密集的问题。解决这个问题需要 CPU 时间，因此矿工只能根据计算资源的比例生成块。

Substrate 提供了一个 PoW 块生产引擎。插槽

基于插槽的共识算法必须有一组已知的验证人，这些验证人可以生成块。时间被分配到不同的插槽中，在每个插槽中只有一些验证人可以产生块。在每个插槽中，验证人可以编写块的细节因引擎而异。Substrate 提供 Aura 和 Babe，这两个都是基于插槽的区块生产引擎。

最终性

任何系统中的用户都想知道他们的交易何时完成，区块链也不例外。在一些传统的系统中，最终性发生在收据被移交或文件被签署时。

使用到目前为止描述的区块生产方案和分叉选择规则，交易永远不会完全完成。总有一个机会，一个较长（或较重）的链将出现，并恢复你的交易。然而，在一个特定的块上构建的块越多，它被还原的可能性就越小。这样，块生产和适当的分叉选择规则提供了概率的最终性。

当需要确定的最终性时，可以向区块链的逻辑中添加一个终结性小工具。一个固定权限集的成员铸造最终性的投票，当对某个区块投了足够的票时，该区块被视为最终的。在大多数系统中，这个阈值是 2/3。如果没有外部协调（如硬分叉），由此类小工具完成的块将无法恢复。

一些共识系统将出块和最终性联系在一起，例如，最终性是出块过程的一部分，在块 N 完成之前，不能生成新的块 N+1。然而，Substrate 分离了这两个过程，并可以单独使用任何具有概率终结性的出块引擎，或者将其与最终性小工具耦合以获得确定性的最终性。

在使用最终性小工具的系统中，必须修改分叉选择规则以考虑最终性游戏的结果。例如，节点将选择包含最近完成的块的最长链，而不是选择最长链的周期。

Substrate 中的共识

Substrate 框架附带了几个共识引擎，这些引擎提供了块生产或最终性。本文简要概述了 Substrate 本身自带的产品。欢迎开发者提供自己的定制共识算法。Aura

Aura[4] 提供基于插槽的块生产机制。在 Aura 中，一个已知的权限集轮流出块。BABE

BABE[5] 是通过一组已知验证人的基于插槽的块生产共识。在这些方面它类似于 Aura。与 Aura 不同，插槽分配基于可验证随机函数（VRF）的评估。为每个验证人分配一个 epoch 的 weight。这个 epoch 被分成多个插槽，验证人在每个插槽计算它的 VRF。对于验证人的 VRF 输出低于其 weight 的每个插槽，允许生成一个块。

因为多个验证人可能会在同一个插槽中产生一个块，所以分叉在 BABE 中比在 Aura 中更常见，即使在良好的网络条件下也很常见。

当在给定的插槽内没有区块的生产者时，Substrate 的 BABE 实现也有一个后备机制。这些 「次要」 插槽分配允许 BABE 获得恒定的区块时间。PoW

PoW 块的生产不是基于插槽的，也不需要已知的权限集。在 PoW 中，任何人都可以在任何时候生成一个块，只要他们能够解决一个具有计算挑战性的问题（通常是找出哈希原像）。这个问题的难度可以调整为提供一个统计目标块时间。GRANDPA

GRANDPA[6] 提供区块的最终性。它有一个像 BABE 一样的已知 weight 的权限集。然而，GRANDPA 并不生产块，它只听取由生产引擎（比如上面三种）生成的块的「八卦」。GRANDPA 验证人在链上投票，而不是在区块上投票，也就是说，他们投票给一个他们认为「最好」的区块，并且他们的投票可以传递地应用到之前的所有区块。一旦超过三分之二的 GRANDPA 权限者投票支持某一特定区块，它就被认为是最终的。与 Runtime 协调

最简单的静态共识算法完全在 runtime 之外工作，正如我们目前所描述的那样。然而，许多共识游戏通过添加需要与 runtime 协调的功能而变得更加强大。例如，包括 PoW 中的可调难度、权威证明中的权限轮换以及 PoS 网络中的基于 stake 的权重。

为了适应这些共识特征，Substrate 有一个 DigestItem 的概念，一个从节点的外部（共识所在的地方）传递到 runtime 的消息，反之亦然。

了解更多

因为 BABE 和 GRANDPA 都在波卡网络中使用，Web3 基金会提供了研究级别的算法演示。

BABE Research[7]

GRANDPA Research[8]

并非所有的共识协议都定义了一个单一的规范链。当具有相同父块的两个块没有冲突的状态更改时，一些协议验证有向无环图 [11]（DAG）。

我们在日常生活中所依赖的技术，在许多方面已经与人类的利益、权利和福祉脱节。作为对这一日益增长的认识的回应，越来越多的人呼吁采取行动，这是创造更多以人为中心的技术的全球迫切需要。为了实现这一更广泛的目标，Polkadot是下一代区块链协议，它是一个公平、安全和有适应能力的网络愿景的核心，它在设计上（Web3.0）就保护用户的利益。

当一项革命性的新技术被引入时，它对社会的影响往往需要时间来展现，也需要我们充分理解它们。信息革命的早期都是关于个人授权、开放获取信息和点对点协作的。显然，网络给我们带来了不可否认的好处，但回过头来看，我们也可以看到一个令人不安的趋势：互联网的底层结构导致权力集中，使少数人受益，而牺牲多数人的利益。

今天，绝大多数的互联网流量由少数公司控制。使用网络意味着我们要把我们的数字生活交给中心化的中间方，使自己暴露在数据操纵、审查、欺诈和监视之下。一个我们不得不盲目信任中间方、看门人、寻租平台垄断和数据孤岛的互联网，是彻底破碎的互联网。我们所依赖的数字系统，不应该要求我们信任他人来保护我们的资金和我们最敏感的数据不被窃取和滥用。

Polkadot 被设计为从强大的第三方手中夺回我们的数字主权和代理权，同时也为新的商业模式、服务、组织乃至整个社会和经济提供了基础，使之成形并繁荣发展到未来。Polkadot 将区块链技术的革命性承诺提升到了一个新的层次，将一个由专门构建的区块链组成的完整网络整合到一个单一的可扩展生态系统中，并为跨链通信制定了一个安全的标准。

作为蓬勃发展的专业化、互联但主权区块链生态系统的基础协议，Polkadot 为一个新的去中心化网络平台奠定了框架，让未来：

数字基础设施通过设计保护我们的利益——隐私保护和尊重人权，包括自决权，都是固有的且不可回避的。我们不需要盲目地相信服务提供商会诚信行事。这种保护在我们使用的应用程序后台无缝进行，不会牺牲便利性，因此用户甚至可能不知道他们在使用基于区块链的服务。这类基础设施是开放的和可验证的，而不是黑匣子。

有更多机会获得开放式金融服务——有效的金融服务和创造财富的机会不再只为少数人所保留，而是已经民主化。与传统金融服务提供商相比，去中心化和点对点替代方案是用户友好、安全且开放的。即使是传统上被排除在金融体系之外的低收入社区也能够参与并受益。

贸易网络和经济更具代表性和效率——寻租平台垄断的力量大大削弱。仅仅从用户那里获取价值而不提供相应价值的服务已经基本成为过去。去中介化的、社区拥有的方案提供了更大的价值和选择自由，而不需要剥削用户。Polkadot 提供的新服务类别激发了新的市场和新的可能性。

我们有可靠的、开源的、点对点的协作和通信基础设施——这种强大的新方法使人们无需中心化的中间人就可以进行协作，从而导致创新的爆炸式增长。在压力测试、去中心化的经济模式的帮助下，个人和社区启动和发展自己的项目和企业的门槛大大降低。世界各地的人们可以一起工作，比以往任何时候都能更有效地解决紧迫的问题，减少摩擦。

Polkadot 上的服务会是什么样的？

100 多个项目已经或目前正在为 Polkadot 生态系统进行建设，从核心技术基础设施到 DeFi（去中心化金融）、面向隐私的数据和数字身份系统（通常称为自我主权身份）、社交网络、物联网、游戏、机器人和供应链物流。

例如，Polkadot 将启用的一些服务包括应用程序，其中用户的帐户和数据是通过在其自己的设备上本地加密而不是在中心化的服务器上存储的。这种方法让人们以一种用户友好的方式完全控制他们自己的数据（这样即使是那些不关心隐私或数据权利的人也能从中受益）。我们也可能看到由社区拥有的平台的出现，这些平台通过链上财政库和治理，以去中心化的方式提供服务和交换价值。

当然，作为一项前沿技术，波卡最具影响力的一些应用还有待于想象。波卡将使未来成为一个开放的未来，一个由那些选择在其基础上发展、梦想着新的可能性的聪明人所书写的未来，Polkadot 赋予人们能力，将他们的愿景变为现实。正如波卡的创始人 Gavin Wood 最近所说，“你应该听过这样一句话：笔比剑锋。然而，键盘很快就会比笔更强大了。从某种意义上说，世界属于程序员。”

有了 Polkadot，世界也属于我们其他人，我们的利益将不再屈从于那些强大的中间机构。正如国家宪法代表着未来遏制暴政权力的框架一样，波卡代表了一种互联网原生的、无国界的法律体系，它将个人的自由和主权置于中心机构、富裕企业和暴君的权力之前。通过建立从根本上不可能通过设计滥用用户信任的系统，我们可以使社会朝着更公平、更具代表性的方向发展，为全球去中心化协作的未来铺平道路，为我们所有人都能在新经济中茁壮成长铺平道路。

区块链的治理结构包含了决策和沟通的过程，对区块链特别是公链生态具有隐形但长远的作用。上一世代的公链发轫于链下治理，新一代的公链对链上治理持更加开放的态度。我们认为链上和链下治理有各自的适用边界，Polkadot等公链针对链上治理的模式做出了很多改进，长远来看链上治理符合区块链的开放内涵，是不应放弃探索的方向。

区块链治理的意义和作用

治理是一个组织决策过程的描述，包含责任人、参与者（投票者）选拔、决策流程、部署过程、执行过程等几个模块。区块链的治理是区块链参与者就改变区块链特性所做出的决策过程，尤其针对于共识和经济分配，可以说是“关于共识的共识”。

Vitalik 认为治理分成两部分：一部分是决策模块（decision），一部分是协调模块（coordination）。决策模块类似一个函数，所有的 stakeholder 把意见集中起来，通过决策模块，形成决议。

协调模块类似建立在决策模块上的一层，处于协调模块的行动者通过各种形式的交互影响决策模块，使其做出更偏向于自己的决策。

治理的作用在于使得区块链系统进入一个更加长久、有序的发展过程，如 Matt Corallo（Blockstream 的 co-founder）认为比特币最重要的治理意义在于使其保持去信任的状态。而也有人认为其目的在于使得 stakeholder 的经济利益最大化。这两点似乎可以调和，即一个去中心化系统的价值，在于可以提供一种去信任的环境，使得用户只需信任开源软件，就可以使该去中心化系统的价值最大化。所以治理的意义在规则层面，是一套完整有效的分布式参与系统，而反映在结果上，是使 stakeholder 甚至外界对系统产生信任，从而提升系统价值。治理的对象是去中心化系统，更具体地说，是去中心化系统的一套规则，使得所有 stakeholder 按照这一套规则去展开活动，包括共识、参数、激励、惩罚、数据结构、资源分配规则等。因此治理的意义大概是：对区块链系统一套规则的改变，使其有利于 stakeholder 更有效地开展经济活动，提升整个网络的价值。

与国家治理和公司治理不同，去中心化的区块链的治理，其参与者来自全球，而怎样从全球的参与者参与决策和协调的过程中抽象出一套合理治理过程，仍处于探索阶段。

从比特币诞生开始，所有的区块链都在摸索自己的治理模式，可分为链上治理和链下治理两种模式，以及两者的混合。链下模式就是基于互联网的模式，比如开发者在 bitcointalk 上讨论，比如在以太坊 GitHub 上提交 EIP，社区非常熟悉这种模式。但是区块链的特性在于所有的这些功能都可以搬到链上。于是链上治理和链下治理似乎都形成了可行的模式，且相互都有很多支持者、怀疑者和反对者。链上模式，是部分区块链自发的模式，也面临着很多挑战。

下面我们就简要回顾一下历史上一些著名公链的治理模式以及特点，以归纳出一个治理发展脉络，来看一下区块链治理在链上治理和链下治理之间的踟蹰如何造就了现在的局面。

区块链治理发展概述

比特币

作为第一个公链，比特币的治理模型相对简单，主要是链下治理推进，由核心开发者 Bitcoin core 进行协议的升级。从历史经验来看，比特币的链下治理是比较分裂的，核心开发者和矿工的利益并不完全一致，这也是 PoW 型币的缺点：矿工相当于资本家，但缺乏治理权，一旦矿工和开发者利益不一致，协调过程会非常复杂。记账权相对中心化，治理权也中心化，但两个中心并不一致，这就是比特币治理的现实。也在于两个中心关注点不一样，矿工关注经济利益，核心开发者则关注代码、技术和治权，但二者都依赖比特币系统的繁荣。

比特币的治理结构是上一个时代的产物，设计者也没有预料到比特币的生态会发展成如此规模。况且比特币的经济功能也开始偏离设计者的初衷，只做渐进式的优化对于大部分人来说问题也不大，因为大部分参与者并不去关心如何治理，反而对分裂对币价的影响更为关注。但需要注意的是，比特币的链下治理在大部分情况下是非常顺畅的，几个重要的 BIP 也是通过链下完成，如分层确定性钱包协议。

以太坊

以太坊的治理主要是围绕 EIP（以太坊改进计划）进行，如何提出，如何讨论，如何实现，以及合理包含核心开发者的意见。由于 Vitalik 和 Ethereum Foundation 的存在，链下治理相对集中，即便因为 DAO 事件的存在，以太坊社区在分叉以后仍然具有向心性。

Vitalik 和 Vlad 是反对链上治理的，Vlad 认为链上治理剥夺了全节点是否参与分叉节点的自由。Vitalik 的意见则是链上治理会最终变成持币大户控制的局面。但是持币大户其实更在意币价，反而是开发者在意治权。阿剑曾提出，开发者通过链下治理获得了声誉和影响力，这种收益（benefit）的流动性非常低，因此开发者更在意让系统繁荣，而不是短期投机者更在意经济利益。这种声誉和影响力则通过 EIP 的实现不断地扩充。

目前所谓的链上治理，也只是尽可能地把链下的部分功能搬到链上，链下的个人影响力其实是无法消除的，比如再如何链上治理，该区块链发起人的声音几乎不可能被忽视。投票者的任何信息都来源于链下以及核心开发管理团队，是一个中心-外围的扩散过程。

Dash-第一个链上治理PoW链

Dash 是最早的主打隐私保护特色的公链系统，其基本特征和比特币很相似，但有两点不同，一是增加了混币机制，可以匿名发送 Dash，另一个是增加了主节点 Masternode 设置，使得一个以 PoW（X11哈希算法）作为共识基础的网络，变成了双层网络，即一层以 PoW 为算力底层，而另一层以 Masternode 撑起治理决策层。

Dash 采用双层网络的原因在于，一是认为比特币的全节点非常重要，如帮助用户发送和同步信息，二是全节点的激励不够，导致全节点负担过大，从而会选择减少提供服务或变成轻节点，影响网络安全性。于是 Dash 的双层网络提出，Masternode 就类似比特币的全节点，但是会给予更多激励，45%的挖矿分配给主节点，45%分配给普通节点，10%分配给项目开发者支持基金。然后每个主节点可以对链上的治理提案进行一次投票，由于主节点全球分布，可以相对地去中心化。

效果如何呢？像 Robert Greenfield 提出的质疑：1）1000个 Dash 抵押成为主节点，需要约市价7.7万美元，一般个人难以承受；2）主节点的激励到位以后，运营者更在意收入的分配，以及币价，参与治理与否都并不影响收入，如果币价大幅上升，就更少关心；3）对于形成决议的提案，执行缺乏约束机制。4）大部分提案还是 Dash Core（即 Dash 的开发公司）提出，比较中心化。

的确，Dash 的做法是 PoW 链向链上治理迈出的一大步，但是机制设置还存在缺陷，特别是 Dash Core 的影响过大（当然这在各类区块链都存在），无论是表面的还是潜在的。所以 Dash 网络有局限性，其主网络节点数量最高也只达到5000多个，低于比特币的1万个左右，另外1000个 Dash 的抵押也限制了去中心治理的进程。节点数量并不能成为去中心化的标准，实际也可以看到，小节点几乎没有话语权，所以后期的区块链投票系统已经开始做了改变。

Tezos-第一个链上治理PoS链

Tezos 是 Arthur Breitman（AB）在2014年创立的区块链项目，旨在解决比特币系统中硬分叉、成本和中心化、治理包容性、智能合约缺失和 token 创造的问题。这些改进如同 AB 在立场书中所提到的，其他的所谓 altcoin 生态体系，多多少少也都有涉及。但是能区分 Tezos 和其他去中心化公链的最大区别，在于其在立场书中提出的“自修复”理念。

Tezos 对于硬分叉是持强烈反对态度的，对于区块链功能创新，其认为直接硬分叉将降低整个系统的价值。所以其提出的自修复理念，是一种不断地通过系统内的投票、反馈以达到更改系统共识、甚至治理规则的功能。AB 提出分叉链并不都会繁荣，必然有一条分叉链胜过另一条链，既然如此，不如将争端解决，即通过协调博弈促进 Tezos 的不断升级，以便在区块链整体技术成熟时，Tezos 可以更好地吸纳，而非分裂成多个阵营。自己探索自己的道路，这会极大地降低网络价值。

Tezos 的投票规则并不复杂，难点在于有一个极大的参与（投票）阈值，即80%。按照一套修复规则全流程三个月的时间长度，四个子“季度”分别进行提交-批准-达到 quorum 阈值（80%或者根据投票情况调整）-实现。然后将在第三“季度”进行测试。对于通过测试的提案，验证者（Tezos 称烘焙师 baker）将会对该提案进行投票，需要通过率和参与人数都超过80%两个强规定，若通过，就激活新协议；若不通过，则根据预先设定好的共识调整参与规则。

根据 AB，Tezos 还能使治理规则更加智能化，如通过对“shell”的改进，帮助其理解代币、余额、公钥等概念，加入更多表达用户利益的语义。另一方面是引入预言机，和链上治理结合起来（已经在2020年4月实现）。

单独谈 Tezos 的链上治理不过是一套简单构成的描述，但深入展开是反映其“自治理”的理念以及链上功能实现的一整套逻辑，其链上治理是实现理念的必要步骤。由于本文只谈治理，其他方面就不过多展开。这里要提到的是，我们看到链上治理是理念态度的反应，是手段而非目标。

Cosmos

Cosmos Hub 的治理需要通过链上进行。参与者需要 stake 至少512个 Atom，并成为验证者节点。普通用户没有成为验证者节点的能力，大部分 Atom 持有者可以委托给验证者节点进行投票。

Cosmos Hub 的治理过程也非常简单明了，如 Chorus 所给出的示意图，一共分成四个步骤：1. 抵押阶段 deposit；2. 投票阶段 voting；3. 清点投票阶段 tallying；4. 实施阶段 implement or reject。需要注意：1. 只有质押过得代币才可以参与投票；2. 质押数量决定投票结果 ；3. 委托人可以自己投票覆盖验证人的投票。

和 Tezos 相比，一个提案获得接受的门槛似乎并不高：1. 40%的 token 参与；2. 50%投票支持；3. 低于33.4%的票行使否决权。行使否决权门槛提升了委托人的权利，即更少的 token 数量可以表达更大的否决权。尤其是委托人可以覆盖掉那些不同意自己意见验证者的投票，增加了直接参与感和话语权。

对于验证者节点代表用户参与治理的情况，社区也有过更深一步的思考。Figment 的研究员 Gavin Birch 曾提出，验证者节点如果降低费率，或者以声望以吸引更多用户，很容易因为经济利益吸引大量大用户转移，利用了客户更关心代币的经济利益而放弃治理权利的特点。Cosmos 的研究员 Sunny Aggarwal 也同意，要将治理权分散给所有人，而不是只有验证者的做法，是非常可行的。验证者的节点更多保证安全，社区治理交给全社区，激励代币持有者进行投票，或许是更好的模式。但这仍只停留在讨论阶段。

Polkadot链上治理的探索

Polkadot的链上治理理念

Polkadot 的治理，我们认为是和整体设计理念结合的。如前面所提到，在早期的区块链系统如比特币或者以太坊中，社区普遍还是通过链下治理的形式去形成决议，这种模式在当时的情况下是很自然的，因为彼时的区块链的重心在于去中心化、点对点、智能合约系统功能的实现，以及更好的底层改进，所以通过多数开发者的决议，去快速实现某些功能是最重要的。

但是去中心化本身就是一种政治理念的表达，所以忽略治理的事件（影响）开始慢慢浮出水面，像2016年以太坊的 DAO 分叉，以及源自2016年“香港共识”的比特币分叉等。并不是说分叉不好，分叉本身就是一种治理自由的表现，但是分叉以后，社区、矿工、用户被分裂了，而且更中心化的力量被引入（如中心化交易所开始对经济价值开始施加影响力），拉低了整个网络的价值。

进入 PoS 时代，分叉会被当做一种恶意攻击，也就是无利害攻击（nothing at stake）。而且在非攻击的情况下，即便少数选择退群（进行分叉），在另一条分叉链上还是没有相应的表达权利（分叉的币还是少数）。所以这种无谓的损耗是非常有破坏性的。

因而波卡早期的设计理念，实际上包括了无分叉理念（never fork again），如波卡核心开发者 Jack Fransham 就提到：No upgrades, only forks. This has been the paradigm for as long as there have been blockchains.

区块链进化到现在，可以考虑从底层设计一个链上治理的机制了（之前的底层不成熟），这就是 Polkadot 要做的，在 Web3.0 时代用 Web3.0 的形式来实现治理（当然有点理想化，链下活动是始终存在的，协调也是一种治理），相当于实现 Vitalik 提到的决策的链上化。

关于链上治理的优点，Polkadot 的 Phil Lucsok 曾明确提出大概有几点：1. 透明、治理过程公开; 2. 整个过程可以追溯，找到责任人; 3. 强绑定，治理决定和执行之间不会有摩擦成本，不会出现根本不执行的情况。

Polkadot的链上治理内容

Polkadot 的链上治理由以下几部分组成：1. 议案与公民大会；2. 理事会和技术委员会；3. 平行链卡槽的分配；4. 国库管理。

日常提案由理事会提出，理事会成员的选举过程和验证人（Validator）的选举过程一样，遵循顺序弗拉格曼（Phragmen）方法，详情可见 NPoS 选举办法，一共有13个席位（后期逐步扩大到23个席位），任期为2*理事会成员数量*周，后固定在1年。治理过程依赖代币 DOT，DOT 的主要作用：1）提交议案；2）为议案背书或者提前决议某议案；3）对所有活动议案投票；4）成为理事会的选举成员；5）对成员进行选举。

所有的议案都要经过全民大会（referendum）公投，议案类型如下：

大众公开议案（由大众提出）

理事会经过大多数成员或者所有成员提出的议案

前次生效公投中的部分议案

由技术委员会提交，并由理事会通过的紧急议案

理事会类似代议制的下院，负责日常议案的提出，为了避免议员垄断理事会，大众也可以直接进行公开提案，需要大众质押代币。当然这也不能完全避免议员垄断理事会，所以成员的任期是有时间限制的，这继承了 proportional justified representation 的优点。同样地，成员的选举仍可以施加线下影响力。理事会提出的议案需要全民投票（referenda），这也是一个可以避免理事会操纵的方法。

重要设计制度1：Turnout biasing - 增加投票率，主动和被动投票者的平衡

Polkadot 设计了一种重要的 Turnout biasing 机制，用以平衡在不同类型投票中的提案者、投票者和理事会成员之间的关系：

大众公开议案

适用正向偏向投票机制（positive turnout bias）。参与率低时，倾向于反对投票；参与率高时，倾向于通过投票。

反对/sqrt(参与数)

多数理事会投票

对参与率不做 bias 判定（neutral turnout bias），按照正常的简单比例投票进行。

反对

全员理事会投票

适用负向偏向投票机制（negative turnout bias）。即由全部理事会成员支持的投票，和正向相反，参与率低的时候，倾向于通过投票，参与率高的时候，倾向于反对投票。

反对/sqrt(全体数)

下图描述了 Turnout biasing 机制的作用过程：

该制度的分析：

对于一个大众投票，Polkadot 倾向于维持现状，比如一些无关紧要的、甚至比较恶意的改变，需要更多的参与率才可以进行改变，有利于维持系统稳定性，并调动更多投票结果，比如一些比较容易引起大众争议的议案。

对于只有大部分理事会成员同意、但并非全部统一的情况，代表理事会内部有歧义，这样使用简单大多数投票就可以了，不会涉及财阀贿赂。

对于一个理事会全部同意通过的议案，需要更多的大众投票去否定，也就是说大众可以否定理事会的决议，但需要非常高的参与率。

当参与率都达到100%时，则三种都变成简单多数原则（simple majority principle）。

重要设计制度2：锁仓制度 - 体现大众参与信念

另外还有一个促进参与度的设计，就是所谓的最高票数会加入投票参数作为一个乘数，投票参数就是投票者锁定 DOT 时间的一个简单映射：Max votes = tokens * vote_multiplier

为了让投票者对于自己的意愿和提案有更多的承诺, 这不失为提升参与程度的一个方法，投票者付出了真实的经济利益（流动性）去促使自己的想法得到实现。

重要设计制度3：技术委员会 - 紧急措施

技术委员会的设定来自 Kusama 网络的三院制模式（tricameral model），三院制的三个 Chamber 分别是 Referendum chamber、Council 和 Technical Committee。在最初版的 Polkadot 的治理架构中，该架构并不存在。

技术委员会由之前在 Polkadot 或者 Kusama 参与过协议实现或讨论（Polkadot/Kusama runtime 或 Polkadot Host）的队伍组成，由理事会简单大多数原则选出。如 Joe Petrowski 所述，技术委员会是防止系统出现问题最后防线。其对各种安全问题将做出防控和提交紧急全民决议。全民决议需要3/4理事会成员同意和2/3技术委员会成员同意方可提交，之后的全民投票机制和普通流程一样。由于技术委员会的选举可能不那么民主，所以在涉及政治敏感性或战略重要性的紧急情况，其决议可能不会生效。

Polkadot 的治理机制小结：

Polkadot 的治理机制并不复杂，只是众多 Polkadot 精妙设计的一小部分，但是反映了 Polkadot 的设计初衷，即以 Web3.0 的模式实现 Web3.0 的治理。实际运行起来，也需要各方真实的支持并遵守链上的行为准则。当然在目前 Web3.0 和 Parity 的强大领导下，Polkadot 的治理机制也很难看出问题，预计考验会出现在“真正”的去中心化之后，但彼时的治理结构也会更加不同。

未来治理的发展

从目前公链治理的发展来看，对于 onchain 和 offchain 没有一致结论，而且两边都有公链支持。在实际行动上，我们看到新一代的公链基本就是三个态度：1. 链上治理为主；2 .反对链上治理（如以太坊2.0）；3. 采用链下治理，但是对链上治理持开放但谨慎的态度，分布比较均匀。几乎所有的意见都没有完全放弃另一方的意思，链上和链下治理的问题是天然存在的，每一个链只能选择链上或者链下，但普通参与者可以选适合自己的去参与，无论治理模型多么的精妙，最终的选择权仍然在大众和市场。

比如 Near 就认为：“一些公链依赖链上治理，协议中的一些决策由链上投票决定。虽然过程很透明，但需要仔细对待每一件决议，而且也面临一些常识错误所牵动的攻击可能。”

Solana 也持类似的观点：“我们对链上治理比较谨慎，自动改变会成为一种安全攻击向量。” 但对于链上治理，他也觉得需要探索，“链上治理最终会成为一种比较重要的特性，我们一开始会从比较小的事件起步，比如交易费的决策。但最终目标非常清晰，即治理模式不可以影响性能。”

也有比较中性的，像 Nervos：“…研究了大量关于治理方案，但还没有一个切实可行的方案，所以 Nervos Network 的治理方案会持续迭代。在早期，Nervos 基金会将会担任项目的治理主体。随着时间发展和 Nervos 社区的壮大，我们希望社区成为治理的主体。”

链上治理被攻击的特点常遭诟病，特别是普遍提到会产生一些脱离实际需求的改进例子。而链下治理则主要在于透明性和决策是否是正直的，但是如我们之前提到，实际上也没有完全的链上治理, 大部分的线下影响力仍然持续，Polkadot 也不例外，关键在于如何让协议更加有效和健壮。

除安全问题外，链上治理还有一个财阀政治（plutocracy）问题，即 token 数量决定了决策过程的走向。支持的人认为因为持有多数 token 的人会更加关心网络的发展，所以赋予他们更多决策权是正常的。反对者认为这会造成财阀政治，即由大户说了算，因而链下治理更优越。

社区曾有意见认为分叉是一项链下治理赋予的重要权利。但其实硬分叉和退出网络到底有多大的区别？大部分议题，总有一部分人反对，一部分人支持，小部分议题，可能会造成分裂，无论是链上还是链下。所以把分叉作为一种优越的手段，或许没有考虑到，所谓“无分叉”的链上治理也可以：退出所有 token, 源代码复制一遍另起炉灶，全节点照样可以选择接受或者不接受这个新的“分叉链”。

不可否认，区块链还处于早期，还在升级过程中，还会遇到各种紧急问题，需要各种链下的决议。但相对成熟后，链上治理的占比应该会提高。比如2016年 DAO 问题经常被各种文章引用指摘链上的不足，和最终靠链下来解决，但技术社区也在改进，所以不能说 DAO 那样的问题不会出现，但是可能性在减少。

区块链治理的有效性关乎五点：透明、正直、有效、协作、安全。在这五个品质中，链上显然是透明的，链下是有效的，而对于正直、协作和安全则不那么明显。链上和链下不存在一方绝对能胜过另一方的情况，优劣点是天生的，取决于分布式系统自己的选择倾向。

链上和链下不是绝对的好与不好的问题，是适用边界的问题。Darcy W. E. Allen 和 Chris Berg 提出链上治理只可能是整个治理协议的一部分，可以链上化的是控制权，但是由于区块链的多边市场、技术生态和企业需求，这些隐性的合约只有在线下进行。同样，链下治理也是整个治理协议的一部分。

一些法律学者也在思考链上和链下的问题，如 Wessel Reijers 等人在 Now the Code Runs Itself 中提出，虽然链上治理是有脆弱性的，但是可以通过宪政专治（constitutional dictatorship）来赋予特定集团有限特权，解决紧急情况下的问题，也类似 Polkadot 的理事会和技术委员的角色。

设想一下，若干年后，早期创始团队退出舞台，届时又需要一个怎样的治理模式来规管这类分布式组织呢？不可否认，如同现实世界中一样，世代的更迭会有一代又一代的领袖出现，也会有各种充满着个人意志的代码被烙印在区块链系统上，无论是外源的还是内源的。那么终归需要有一套相对清晰的制度来限制并流程化这种影响力，这应该是链上治理的终极意义。从这个角度看，区块链系统不应该放弃对链上治理的探索。

在以太坊上的DeFi如火如荼进行的同时，Polkadot近期也取得重大进展。

DOT在7月初完成主网映射，8月19日Polkadot在区块高度1205128开启DOT代币转账功能，成为真正的主网原生代币。此外，8月21日，Polkadot拟在区块高度1248328（约在UTC时间2020年8月21日13:15）进行1：100代币拆分。本期金色硬核（Hardcore）带你走进Polkadot。

背景

Polkadot于2016年启动，由Web3基金会管理，该基金会致力于构建免费的去中心化Web。Web3基金会与Parity Technologies签订合同构建其协议。其创始人是Gavin Wood，eter Czaban和Robert Habermeier。Gavin Wood曾是以太坊联合创始人之一，因此在许多加密货币爱好者（尤其是中国观众）眼中带来了合法性和信心。

该团队在分布式账本系统，区块链协议（特别是以太坊），密码学和钱包技术方面拥有丰富的经验。尽管主要由Parity Technologies在开发，但多个独立团队为Polkadot的发展做出了贡献。

什么是Polkadot？

Polkadot的协议类似于桥接的分片协议，其重点是维护通信，价值转移和集合区块链安全性。它通过让不同区块链以并行运行并能相互操作，将区块链统一为一个网络。统一网络增强了不同区块链的优势并规避弱点。

根据Polkadot团队的说法，Polkadot是为开发人员开发的项目。它旨在连接公链、私链，预言机，DApp和应用服务，并能无缝地并行工作。因此，它有助于将不同的独立区块链连接在一起成为统一的Web3互联网。

Polkadot构成要素

Polkadot建立在Substrate区块链构建框架上，该框架源于Parity在以太坊，比特币和企业区块链方面的经验。Polkadot状态机使用WebAssembly（WASM）（一种高性能的虚拟环境）进行编译。

此外，Polkadot使用libp2p进行点对点发现和通信。它使用C ++，Rust和Golang语言编码，以方便广泛的开发人员开发。

Polkadot治理模型

Polkadot治理模型在链上很清晰。它旨在将所有利益相关者纳入治理委员会。用户只需持有原生DOT代币即可参与系统的决策。目前，Polkadot理事会和技术委员会已经成立，因此该项目及其发展方向完全由DOT持有者掌握。治理提案由理事会，技术委员会或DOT持有人提交。然后由DOT持有人进行公开投票。

Polkadot网络状态

Polkadot仍在持续开发。Polkadot在2020年5月26日通过一条中继链启动了创世纪区块，最终将发布多达100条平行链。预计将在2020年底全面启动。目前，在全面测试前，正在开放测试网上对其进行测试，以验证功能和安全性。

Polkadot优点

Polkadot项目将通过提供类似桥接的框架来彻底改变区块链技术，该框架具有以下优势：

1、无限可扩展性：Polkadot可以支持无限数量的区块链并将它们连接在一起。这些被称为平行链（Parachains）。

2、共识机制可适配：由于不同的区块链以不同的共识机制运行，因此Polkadot平台提供了一个开放且可适配的共识机制来托管它们。

3、跨链交易：该框架可以支持不同区块链之间的价值转移。这对于互操作性和真正的集成是必不可少的。

4、清晰的治理机制：它具有清晰的治理机制，破除了其他区块链面临的主要问题。

5、可升级性：Polkadot支持升级，不必借助费力的硬分叉来部署协议改变。

6、集合安全性：可以通过统一的安全伞来保护与Polkadot连接的区块链。这可以帮助保护那些无法独自保证安全的小型链。

Polkadot代币（DOT）

由DOT表示的Polkadot代币是Polkadot平台的原生资产。它具有三个主要功能：治理，抵押和绑定（bonding）。DOT总供应量为1000万个。

治理

如前所述，DOT持有者有权治理平台。当我们说“有权”时，并不意味着他们被赋予特权，而是将其嵌入Polkadot协议中，即DOT持有者固有地具有治理功能。这些功能包括更改网络费用，拍卖以及添加平行链的时间表。平行链是与Polkadot中继链并行运行的链。此外，DOT持有人还可以对升级，bug修复和其他系统维护产生影响。

抵押

去中心化网络需要共识机制以确保仅有有效交易得到确认。Polkadot利用NPoS（提名权益证明）作为其验证算法。而且，DOT持有者可以选择参与这一必不可少的网络操作。

大体上来说，DOT持有人可以抵押DOT对Polkadot网络进行验证，抵押DOT存在风险，作为回报他们能够获得奖励。这也会抑制不良行为者加入网络，因为如果他们“行为不端”，他们很可能会失去抵押的代币。

参与抵押的要求很大程度上取决于抵押持续时间和抵押的代币总数。

绑定

DOT代币的最后一个用例是绑定，其过程是绑定DOT以添加新的平行链。它是权益证明功能的扩展。

DOT 100x面额拆分

理事会和技术委员会成立后，进行了社区民意调查，以确定应将多少个Plancks视为一个DOT代币。Planck是Polkadot中最小的交换单位，此值不会改变。社区投票的是，一个DOT等于多少个Planck。现在社区决定一个DOT等于1e10 Plancks而不是1e12 Planck。因此，新版DOT代币将等于旧DOT代币的1/100。

代币拆分将在2020年8月21日大约13:15（UTC），区块高度1248328进行。到时，用户不必执行任何操作，因为这只是前端更改。同样，大多数交易所在币值调整后自动增加用户的DOT存款数。也就是说如果你在币值调整前存入10个旧的DOT代币，则在币值调整后会自动拥有1000个新的DOT代币。为了保护用户兑换新DOT，用户必须等到拆分后才能提取新的DOT。

投资者必须记住，某些交易所（例如OKEx，MXC等）的交易对以旧的DOT计价，而其他交易所（例如Binance和Kraken）的交易对以新的DOT计价。DOT持有者和交易者应向自己的交易所确认其DOT政策。

建立在Polkadot上的项目

Polkadot生态系统具有广泛的服务范围和用途。目前Polkadot上有188个项目正在开发中。这些项目的领域包括DeFi，加密货币钱包，基础设施，Oracle，DAO，隐私，交换，游戏，物联网，扩容方案等。

一些著名项目比如Chainlink，Ankr，Celer Network，Akropolis，Ocean Protocol，0x协议，imToken等，正在部署到Polkadot协议上。

Polkadot在DeFi中的作用

去中心化金融（DeFi）依赖于可组合性，跨链通信，价值转移和协议的彼此集成。这实际上是Polkadot项目的全部目标。因此，DeFi项目可以利用Polkadot。

例如，DeFi自动化和聚合项目Akropolis依赖于与Maker，Compound，Curve和dYdX的集成。他们相互合作，为Polkadot生态系统做出了巨大贡献。

Polkadot与即将推出的以太坊2.0的相似之处

在以太坊2.0阶段0预计2020年11月上线，其将推出备受瞩目的staking机制。但是，以太坊2.0的完整部署要到几年后才能完成。看起来，Polkadot与Eth2具有惊人的相似性。

例如，两个区块链都支持分片，这意味着它们可以允许各个分片分别承担工作负载并相互通信来并行执行交易。它们都实现了混合共识模型，权益机制和状态转换功能。

结论

Polkadot在DeFi领域和更广泛的加密社区中迅速获得关注。由于易于集成，有基金资助和广泛的可组合性，Polkadot项目正在迅速获得价值，Polkadot生态熊似乎对项目代币价格有积极影响。

随着Polkadot生态系统进一步成熟，它很可能成为区块链领域和智能合约平台不可或缺的组成部分。

此文是Polkadot系列文章开篇之作，通过介绍Polkadot的角色、架构和交易流程来让大家对Polkadot有个初步的认识。其中涉及到的技术点、比如混合共识、有效性验证、XCMP协议等等，再由后面Polkadot系列文章进行详细剖析，敬请期待。

提到Polkadot，大家首先想到的可能就是这是个很火的跨链项目，网上也把它和Cosmos称为跨链”双雄“。但其实如果把Polkadot仅仅定位为一个跨链项目，那说明对Polkadot的了解还不够。Polkadot更准确的解释应该是个可扩展的异构多链区块链，跨链只是它系统的一个功能而已。Polkadot的复杂度远远大于目前常见的跨链项目，其不仅仅考虑了跨链所具备的基本功能，还保证了跨链交易的有效性。

除此之外，还通过共享安全性技术保证了平行链的安全性，这点是目前大多数同类项目所没有具备的功能。四类角色为了更好解释Polkadot的整体架构，我们先来解释下Polkadot中的四种角色：收集人、验证人、提名人和钓鱼人，他们的具体关系如图1所示：

图1

◆收集人

平行链的全节点，负责进行平行链中交易的收集和区块的打包，注意这里打包区块只是候选区块，并不代表确认后的区块，平行链的区块确认由中继链负责。

◆验证人

中继链的全节点，中继链会在验证人池中通过随机分组把验证人指定给不同的平行链。验证人会接受来自收集人打包的区块并进行有效性验证，然后结合共识算法对收集人提交的区块进行确认。

◆提名人

PolkaDOT中数字货币DOT的持有人，它会选择自己所信任的验证人进行DOT质押，然后分享验证人的收益。至于为什么需要提名人这样的角色，就需要了解Polkadot的经济模型了，这里就不做过多讲解。

◆钓鱼人

它的作用主要是对系统进行监管，通过举报非法交易来赚取奖金。虽然验证人通过随机分配来服务于不同的平行链，从某种角度上看，提高了验证人联合做恶的成本，但还需要钓鱼人这样的角色来监管验证人的行为。

整体架构

图2

有了上面对Polkadot四类角色的定义解释，下面我们进行整体架构的介绍：如图2所示，Polkadot是一种树状网络结构，中继链可以看作是树根，然后外接一定数量的平行链。由于中继链能接入的平行链数量是有限的，那么中继链还可以接入子中继链以树的形式进行规模扩展。同时，子中继链还可以以同样的方式进行扩展。

绿色标记的平行链中，收集人会进行交易的收集和广播。对于打包出来的区块，收集人除了广播给其它收集人和钓鱼人，还会把区块提交给自己的验证人。每个平行链还会有个出入队列，如果区块中有跨链交易，收集人会把跨链交易放入出队列中，然后由收集人或者验证人将跨链交易路由到目的平行链。

最后，除了可以接入平行链，中继链还可以通过桥接链接入一些异构链或者说不能直连的区块链，比如上图中的以太坊。桥接链是具备桥接功能的平行链。

一笔交易之旅

对于初次接触Polkadot的人来说，仅从上面的架构图可能还是弄不清楚它的工作流程，为了让大家对Polkadot有更加深入的了解，下面介绍Polkadot中一笔交易的“生命之旅”，也就是平行链中的一个交易是如何打包的，是如何在中继链中被确认的，然后跨链交易是什么时候被传递到目的平行链的等等。

注意，这里不涉及桥接链的情况。为了不混淆区块打包和确认的概念，这里稍微解释这两者的区别。区块打包只是将多笔交易收集起来然后打包成一个区块，此时这个区块还不具备最终性，有一定概率被丢弃。

区块确认就是指区块被最终确认而不会被推翻丢弃。这种将区块的打包和确认分开来的共识算法一般称为混合共识，Polkadot就是此类共识算法。具体的技术细节这里就不细说了，留给后面的文章进行详细讲解。

◆平行链阶段

首先，平行链中的收集人收集到足够交易后，会将交易打包成一个区块然后提交到验证人（此时区块还没被确认）。收集人提交到验证人的数据其实不仅仅是区块，而是一个POV数据。POV包括区块、有效性证明数据和跨链数据。有效性证明数据主要是提供给验证人进行区块有效性验证的，因为收集人打包的区块中可能包含无效的交易。

验证人接受到POV数据后，会把它同步给同一组的验证人，与此同时会根据有效性证明数据和区块进行有效性的验证。验证通过后，验证人会根据纠删码技术将POV分块和签名并广播给其它验证人进行备份。

这里备份的目的主要是确保区块被中继链确认后，尽管恶意收集人丢弃区块，平行链也可以从验证人那恢复区块。

◆中继链阶段

验证人将POV块签名广播后，会生成Candidate Receipt并把它广播给其余中继链的验证人。Candidate Receipt包含了平行链区块的关键信息，比如区块哈希、父区块哈希等。其余验证人收集到足够数量验签通过的POV块后，会把Candidate Receipt放到出块列表中。中继链共识阶段会选出一个Leader，Leader负责出块，此时的区块（中继链的区块）就包含了前面的Candidate Receipt。

在区块确认阶段，其它验证人首先需要收集足够的POV块来还原POV数据，然后验证Candidate Receipt的有效性。此时，如果验证人收集不到足够数量的POV块，会要求平行链验证人提供POV。如果平行链验证人无法提供POV，那么该区块将会无效，相关的平行链验证人也会被惩罚。

◆跨链交易传递

平行链阶段中，收集人打包区块的同时，也会将跨链交易放到平行链的出队列中。跨链交易通过XCMP协议进行传输，根据收集人和验证人的网络连接情况，具体的传输方法有三种：

来源链收集人直接发送给目的链收集人；

来源链验证人发送给目的链收集人；

来源链收集人发送给来源链验证人，来源链验证人传递给目的链验证人，目的链验证人再传递给目的链收集人。跨链交易传递到目的链后，会把跨链交易放到平行链入队列中。通过以上步骤，就完成了跨链交易在链间的传递功能。

总结

虽然Polkadot架构比较复杂，各种新名词也很多，比如POV区块、XCMP协议、Candidate Receipt等等，连平行链的区块都得由中继链确认，中间还包括有效性验证、POV数据分块、签名和备份等等步骤，但是这些复杂设计也让整个系统具有更好的可扩展性和安全性。

Polkadot共识主要有三种：NPOS, BABE, GRANDPA

接下来我们对这三种共识进行逐一的解释

NPOS

什么是NPOS共识

在Polkadot 中，中继链上的验证者需要分配到各个平行链，为它们提供区块链验证能力，是 Polkadot 共享安全性的一部分，因此中继链的验证者对于整个Polkadot多链系统的安全性至关重要。

如何公平安全地选举出中继链上的验证者也就成了保障整个系统共享安全性的第一步，是不可或缺的一步。

NPOS( Nominated Proof of Stake)共识算法就是用来选举出能让系统更安全，更高效的验证者集合的。和传统意义上的POS共识相比，NPOS算法结合了Polkadot链自身架构的一些特点，进行相应的优化。

下面看看NPOS是如何进行工作的。

在说明NPOS之前，我们需要先回顾一下Polkadot中重要的两种角色。

▲ 验证人

中继链的全节点，中继链会在验证人池中通过随机分组把验证人指定给不同的平行链。验证人会接受来自收集人打包的区块并进行有效性验证，然后结合共识算法对收集人提交的区块进行确认。

▲ 提名人

PolkaDOT中数字货币DOT的持有人，它会选择自己所信任的验证人进行DOT质押，然后分享验证人的收益。

Polkadot的选举模型是建立在这两种角色基础上的。要成为验证人，必须先成为验证人候选人参加选举的过程，而这个选举过程中的“选民”就是提名人。

在Polkadot的设计中，提名人数量在理论是可以不设置上限的，如果能够让更多的提名者参与到投票阶段，那么参与到选举的资金量也就越大，整个系统就更加的安全；而对于验证者来说，为了区块链的性能，不能太多（所有节点都能作为验证者的话，那就是比特币采用的模式了），验证者的数量由系统确定的固定值，这一点来说和POS共识是一致的。

选举模型

为了明确选举问题，Polkadot中将选举验证者集合的问题抽象为一个数学的选举问题：

▲ 问题：m 个选民对 n 个候选者的情况下，选出最终的 t 为当选者

（注：提名人可以有任意个，验证者是有限个）

问题的描述很简单，但是如何做到让系统更安全，会有不同的策略。Polkadot的设计哲学中，认为选举策略需要满足下面的“三大原则”：

Balance: 验证者在出块时候的比重相同，因此该策略在Stake分配需要尽量平均，保证网络的安全；

Support: 该策略需要让尽可能多的 Stake 资金参与进来。因为提名者只负责选投哪些候选者，但是对于的 Stake具体分配给多少到哪个验证者是没有决定权的，这部分是NPOS算法通过计算来决定的。这也是NPOS和普通的POS共识中很大的不同之处；

Fair representation: Stake 多的提名者选投的验证人更可能出现在验证者集合中。

基于上述的问题和要求，可以将该问题转化为下面的数学模型：输入：给定，其中是Nominator集合，是Validator候选者集合，是边的集合，表示提名者投了候选者一票。同时给定向量 ,表示各个提名者各自的Stake数量，是选出的最终验证者集合的大小。输出：给定解，其中是最终选定的Validator，大小为，是提名者分配多少 Stake 到最终的Validator。限制条件：

Balance: 给定，能够给出一个，使得最小

Support: 给定，能够给出一个，使得最大Fair representation: proportional justified representation(PJR)规则任意一个 ,都不会存在一个提名者的子集，导致出现下面的情况：

用较为通俗的话来说就是不允许出现：存在某些中的提名者的stake 超过了总的staking的的比重，并且他们支持的人选有交集的超过个，但是他们支持的Validator的数量入选却没有超过个。上述的问题在数学上就是一个最优化问题，很可惜这个选举在数学上已经被证明是 NP完全问题，并不能在多项式时间内给出最优解。所以Polkadot给出了自己的一套解决方案，来绕过这个难解问题。NPOS流程上述推导的数学模型中，由于是NP完全问题，也就是说给出最优解的计算时间复杂度是无法确定在多项式时间内的。Polkadot给出了一个相对来说可行的方案。不追求最优解，达到相对最优即可NP完全问题中给出可行解是很困难的，但是验证已有解是简单的，能在多项式时间内完全。所以验证可行解的部分放在链上进行。▲完整的流程如下：

在提名者给出自己的投票之后，每一个候选者都可以给出自己对于上述选举问题的一个可行解。

在上述这些可行解的集合中，利用链上的方案比较方案，按照之前的“三大原则”来比较这些方案，选取其中最优的方案最为最后验证人选举结果，这样就完成了一轮选举。

BABE

BABE的全称是Blind Assignment for Blockchain Extension，BABE是一个用来出块的引擎，类似于Ourobros Praos，一种PoS的协议。BABE算法是基于slots的。

在Polkadot中每一个slot差不多6秒长的时间。

每个slot时间段中BABE会选出一个leader来出块。

BABE中leader的选举是通过一个随机函数（VRF）来实现的，在每个slot阶段，每一个节点会通过运算VRF函数来获得一个数值，如果这个数值小于网络中预先规定好的阈值，那么节点就会认为自己就是这个时间段的leader，于是节点就开始出块了。

值得注意的是在上述的过程中，由于VRF函数是随机生成数字的，所以可能造成在某一slot中没有leader或者有多个节点算出自己的VRF值小于阈值进而产生多个leader的情况。我们依次分析两种情况：

当没有leader产生时，Polkadot就规定按照顺序来决定谁是leader，这个顺序是预先确定好的。

当出现多个leader的时候，Polkadot允许多个节点都提交区块，而最终区块的确认则由GRANDPA来决定。

GRANDPA

GRANDPA则是用来做区块确认的，在文章的第二部分我们有提到BABE将会对Polkadot的交易进行出块，那么这些出块最终就是由GRANDPA来确定的。

像其他PBFT的衍生算法一样，GRANDPA的时间复杂度也是O(n²)。但是Polkadot之所以采用GRANDPA是因为GRANDPA并不是每次只确认一个区块，它每一次都会确定好几个区块来做确认。

Idle (24 peers), best: #664257 (0x706c…76b7), finalized #664253 (0xe4ab…4d2a)Imported #664258 (0xee71…6321)Idle (24 peers), best: #664258 (0xee71…6321), finalized #664256 (0x809a…a5d8)

上面是Polkadot测试网络的一段日志，可以看到一次确认区块高度从664253到了664256，所以GRANDPA一次性确认了三个区块。这样的话跟一次性只确认一个相比，GRANDPA的效率要比其他PBFT的衍生算法要高出很多。

▲ 下面介绍一下GRANDPA的具体流程：

1. 一个主节点广播之前一轮确认后的区块高度；

2. 等待网络延迟以后，每个节点都广播他们认为的可以被确认的最高的区块（pre-vote）；

3. 每个节点对步骤2接受到的区块集进行计算，算出他们认为的能够被确认的最高区块，并且将结果广播出去(pre-commit)；

4. 当节点接收到足够的pre-commit的消息能够确认区块后就会形成commit的消息，一般认为大于2/3就可以被确认了。

上述就是GRANDPA确认区块的主要流程。

我们需要担心的是在步骤2的pre-vote过程中可能会有作恶的节点投票了两个区块并且广播出去，这样的话就有可能产生链的分叉行为。 Polkadot为了防止这种情况的发生使用了一个叫做Account Safety的方式。

如果当网络中出现了要分叉的commit信息时，Polkadot的节点会马上采取Account Safety的机制。每个节点都会询问其他节点他们所看到的pre-vote的情况，节点都会回复他们收到的信息，这样就很容易检查到有哪些恶意节点投了两个区块。最后这些被抓到的作恶节点将会被踢出共识网络，永远不能进入。

让我们回到BABE，通过结合BABE和GRANDPA我们可以看到在出块的时候Polkadot采用BABE出块，此时节点之间只要发送一次块信息即可，这样的话时间复杂度仅仅是O(n)，在出块之后节点之间再采用GRANDPA进行块确认，此时由于确认阶段节点之间要通过二次确认来保证确认块结果的一致性，时间复杂度是O(n²)，不过由于是多个块一次性进行确认，所以两者结合的混合共识是非常高效的，比普通的PBFT共识要高效很多。

结语

上面三种就是我们向大家介绍的Polkadot的共识算法，可以看到NPOS主要是为了选取Polkadot的共识节点，BABE和GRANDPA通过混合来高效的进行区块链的出块和确认。

这样的混合共识比传统的PBFT共识速度更快，并且在速度更快的基础上并没有丢失掉安全性。将出块和确认区块两个阶段分开并且使用不同的算法是在区块链共识中值得学习的地方。

通过这三种算法，Polkadot可以说在一定程度上高效的实现了Polkadot上区块链的共识算法。

参考文献：

[1] Ouroboros Praos: An adaptively-secure, semi-synchronous proof-of-stake blockchain Bernardo David , Peter Gaˇzi , Aggelos Kiayias November 14, 2017

DeFi最近两个月已经爆火了，但过高的手续费也暴露了以太坊的缺陷。既能解决性能问题又具有庞大生态系统的项目，可能就属Polkadot了。本期金色硬核（Hardcore）关注测试版Polkadot——Kusama。

Kusama自称为“波卡表亲”。Kusama目标是解决Polkadot生态系统关注的代码脆弱性问题。Kusama超越了通常的测试网，在其平台上部署了一个专注于研发的网络，社区和开发人员需要付出实际成本，这使它更像主网。Kusama让开发人员不必在Polkadot主链上进行实际新开发。

背景

Kusama由Gavin Wood博士创立，其目标是通过构建平行区块链来支持Polkadot网络，该区块链允许在非常现实的条件下进行实验和开发。考虑到这一点，Wood博士设想构建一个“ 金丝雀网络”，该网络作为警告和检测早期问题的协议，可以揭示Polkadot代码库的弱点。

使用Kusama，可以测试计划部署在Polkadot主链上的新功能。Kusama和其他测试网之间的区别在于，该平台中做出的决定具有实际的经济意义。测试网仅提供没有实际价值的游乐场代币。

什么是Kusama？

Kusama是Polkadot的金丝雀网络，这意味着它是一个实验性的社区研发协议。它的主要目的是帮助开发人员在Polkadot上测试和部署平行链，或者在实际经济条件下尝试治理和staking功能。

金丝雀测试

金丝雀测试很重要，因为这两条链背后的开发人员都认为这是完全了解Polkadot开发重大风险的最佳方法。

作为Polkadot的未经改进的版本，Kusama作为一个独立的去中心化主网。只要社区允许，它就将持续运行，因为去中心化系统本来就没有死亡开关。它可能会成为Polkadot的平行中继链，但它绝不会与Polkadot主链合并。

Kusama代币

Kusama的原生代币是KSM，持币者可以用来抵押，成为验证者或提名一个验证者，以及对其治理机制进行投票等。此外，正是代币为Kusama网络中的大多数机制提供了动力。

在PolkaDOT ICO期间购买DOT的投资者有资格在Kusama Network上获得等额的KSM。

共识协议：提名权益证明

Kusama的共识机制为提名权益证明（NPoS）。在NPoS机制中，根据验证者抵押的代币和投票者抵押的代币来选举验证者，NPoS会在每次选举中尽可能地平衡验证者的权重。

在Polkadot中，验证者的选择着重于三个指标之间的平衡（Phragmen算法）：

提名人及其提名人抵押的代币总数

最小抵押验证者抵押的代币数

一组抵押的方差。

验证者

要想成为验证者，用户必须先抵押KSM。一旦用户已经具有成为验证者候选人所需的最少代币数量，他们便可以根据Phragmen算法被选为Kusama验证者。

目前，Kusama有超过130个验证者。

平行链

平行链专注于应用，有特别的数据结构，其安全由Polkadot中继链上的验证者保护，并与Polkadot网络并行运行。这使他们能够以Polkadot区块链的速度和可扩展性来处理交易。

平行链如何运作

另一方面，核对者（Collator）的任务是维护整个平行链。核对者节点保留有关平行链的所有数据，并创建新的候选区块以验证和记录验证者。

平行链可以从Polkadot网络及其自己的原生代币中获得独立的经济效益。

治理

在每次协议更新或修订之前，代币持有者和Kusama理事会对它们进行投票。通过链上投票系统和抵押加权决策等创新，Kusama实现了社区驱动的治理模型。

治理功能的过程如下：

提议公投：每个公投都包含一个特定的提议，用作特权函数调用。公投中包括为投票程序指定的时间段。它们可以由Polkadot代币者和理事会提交，也可以由Kusama技术委员会在其理事会批准后从先前的全民公投或建议获得。

投票表决提案：投票时只有两个选项，“是”或“否”。如果提案获得多数赞同，则可以将其付诸实施。但在提案实施之前，要求用户锁定代币，直到整个实施期过去。此参数的目的是确保提案达到最低的经济认可度，并阻止买票行为。

提示：当网络对特定提案进行投票时，会出现三种情况。提案在来自公众还是来自理事会方面有所不同，因此投票的要求也有所不同。

Kusama投票

每个提案，都将“赞成”和“反对”的票数考虑在内，作为投票率或投票代币总数的考虑因素。

在投票率正偏向的情况下（如果选民投票率低），需要更多的赞成票。在投票率负偏向的情况下，它需要更多的反对票。对于理事会的提案，仅需简单多数即可。

Kusama理事会

尽管有活跃的抵押者，但Polkadot和Kusama生态系统中也有破坏因素。理事会通过一个由17个席位组成的链上实体，决定三项主要治理任务，包括全民公投提案，删除明显危险的全民公投以及选举网络技术委员会成员。

Kusama社区

Kusama已经部署了协会模块，这是一种经济激励游戏，旨在奖励参与和维护会员协会的用户。但是，奖励有一定的时间期限。这意味着，在权利到期日之前，用户无法立即获得激励。

如果不拉社区会员，协会可以通过削减会员激励来惩罚会员。还有许多其他违规行为，例如不参加投票宣传。

通过踢出制度，违规行为超出一定界线的会员，会被踢出协会。

截至目前，Kusama在其平台上仅组织了一个协会。不过，在将来的升级中，它们可能会添加更多。

结论

DeFi领域的增长取决于开发者和社区的参与。开发人员能够在主链上实际部署新功能之前对其进行测试，这样的项目非常重要，尤其是在特定网络的安全性和可靠性受到威胁的情况下。

像Kusama这样的项目使开发人员以及社区可以在Polkadot平台上安全地开发，同时确保他们计划部署的每个功能不仅经过审计，而且经过实际测试。

Polkadot是基于 Substrate 区块链开发框架开发的异构多链系统，Substrate 为开发区块链提供了必要的基础功能模块，开发者可以使用 Substrate 为特定业务搭建平行链。

Polkadot 作为中继链，虽然本身不支持智能合约，但 Substrate 为智能合约功能加到平行链上提供了解决方案，其合约模块支持 Wasm 智能合约。

智能合约语言 ink!

Polkadot生态中的智能合约平台以 Wasm 虚拟机为主，从 EVM 到 WebAssembly 是智能合约虚拟机发展的趋势，ETH 2.0 也将会支持 Wasm 虚拟机。

ink! 是一种嵌入式领域专用语言（Embedded domain specific language，简称 eDSL），是为基于 Substrate 区块链开发框架开发的区块链，提供编写 Wasm 智能合约的解决方案。ink! 建立在 Rust 语言之上，遵循 Rust 语言的规则和语法，它设计的目标是友好、简洁和高效。

ink! 语言由三个抽象层组成，其中 Core 层包含了实现智能合约的核心功能，Lang 层基于 Core 和 Model 层之上，大部分开发者只需用到 Lang 层就可以编写智能合约代码了。

智能合约 vs Runtime 模块

使用 Substrate 构建去中心化应用程序有两种不同的方法：Substrate Runtime 模块和 Substrate 智能合约。

Runtime 模块

基于 Runtime 模块开发的目的是产生高效快速的节点，它提供了对整条区块链的底层访问接口，可以完全控制区块链的底层逻辑，可以访问所有模块中的任何存储项，并对其进行修改和控制。

但是，Runtime 模块对开发人员有很高的门槛，低水平的开发者可能会用不正确的逻辑或糟糕的错误处理构建一条区块链。同时，它不提供交易还原保护，也没有向节点运行的计算引入收费系统。在进行 Runtime 模块开发时，必须正确评估 Runtime 逻辑的各个部分并对其计算费用，避免被破坏者滥用而损害整个区块链网络。

智能合约

Substrate 智能合约允许用户在区块链核心逻辑的基础上增加业务逻辑，同时建立了防范破坏者的保护机制。

智能合约对于区块链本质上说更安全，因为智能合约不能直接修改区块链或其他智能合约的存储状态，它的能力仅限于修改自身的状态以及对其他智能合约或 Runtime 函数进行外部调用。执行智能合约过程中的计算和存储状态都将被强制收取费用，这确保了区块链资源不会被滥用和无限存储。因各种因素导致智能合约执行失败时，智能合约不会更新状态，同时会交易回滚。当然，这些管理开销会降低智能合约执行的效率，并增加运行的成本。

Coinversation 的选择

Substrate Runtime 模块和 Substrate 智能合约都是解决问题的工具，至于选择哪种工具来解决问题，取决于问题本身的需求，以及开发、部署和维护所要付出的成本。

Coinversation Protocol 是一个合成资产发行协议与合约交易平台，整个系统主要的功能模块有：用抵押铸造合成资产、去中心化合约交易所、抵押池、费用池、预言机、流动性挖矿。其中，Coinpro.MintC （铸造和销毁 cUSD 的铸币中心）和 Coinpro.Exchange （交易合成资产的去中心化交易所）是系统的核心产品。考虑到核心产品需要有严格的资源控制机制，以及交易回滚的保护机制，因此决定采用 Substrate 智能合约的方式来开发。

Polkadot是一项期待已久的协议，它将成为2020年发布的最大主网协议之一。 它的任务是互操作性、共享安全性、通过WebAssembly进行开发以及用户驱动的网络治理。

今天，我们首先更广泛地解释链上治理的概念，然后考察最近由社区驱动的DOT（Polkadot的原生代币）重定面额的尝试。 它有趣地展示了链上治理的力量以及内在权衡。

链上治理概述

链上治理是一种通过链上投票执行的区块链协议的治理和升级。 每个人都有机会提出协议的修改建议，从而使其成为公投。 在投票期间，代币持有人可以投票赞成或反对公投。

两个最大的公共区块链，比特币和以太坊，目前没有采用任何形式的链上治理。 相反，他们使用所谓的粗略共识（一个源自开源工程的理念）来表示“群体意识”。 本质上，代码库的核心维护者是讨论而不是投票，并且相信通过讨论达成一致意见的可能性。 当这种共识被武断地认为已经达成时，核心维护者会安排软件升级。

虽然这对很多问题有效，但这也意味着没有正式的方式来否定或肯定一个想法。 以太坊上有非正式的代币投票，或表示意见的民意调查，比特币上可以通过节点和矿工发出信号。 但是，这些是非约束性的偏好信号，不能直接转换为协议层中的更改。

在实践中，一些技术性政治争论最终无法通过粗略共识得到解决。 在极端情况下，不仅没有就具体建议达成粗略共识，而且争议阵营也不再对如何达成未来的协议达成共识。 这导致了有争议的硬分叉——两个共享交易历史但在特定时间发生分歧的独立区块链的创建。 就比特币而言，2017年8月出现的比特币现金（Bitcoin Cash）硬分叉，是由于比特币内部的一组人认为区块大小限制应该提高，而另一组人则认为不应该提高。 在以太坊，在早期实验出错和大量以太币（ETH）进入黑客手中之后，一些人偏向使黑客能够保持其利益的链，而另一些人则偏向将快照回滚至攻击发生之前的链。

除了有争议的硬分叉之外，粗略共识治理面临的另一个问题是，提案可能在没有任何正式方式对其进行拒绝或确认的情况下被反复提出。 例如，ProgPow——改变以太坊工作证明算法的想法，每隔几个月就会被提起，却没有办法解决这个问题。 有趣的是，当它被重新提起时，它通常是出自以太坊核心开发人员，声称这个技术升级似乎为下一个分叉做好了准备。 事实上，更改的提议者倾向于将他们的努力描述为技术升级，而不是政治升级。

Tezos是第一个偏离粗略共识而部署链上治理的大型项目。 首次描述是在2014年8月，主网在2018年9月发布。 Tezos将自己描述为一个“自我修改的分类账”，并假设通过正式化提案、投票和实施，它可以无分叉地发展和升级。 Tezos的原生代币XTZ允许用户以每枚货币一票的权重对这些建议进行投票。

自Tezos以来，已经有其他几个项目（包括基础层和应用层）寻求使用链上治理的原则来决定未来的行动进程。 其中最大的是Compound，这是一个基于以太坊的自主货币市场应用程序，使用基于提案的投票来确定其经济体系的参数。

Polkadot重定面额

回到Polkadot，Polkadot网络的最低单位是一个普朗克，总供应是10^19普朗克。

Polkadot的原生代币被称为DOT，被定义为10^12普朗克，因此，总供应量是10^7 = 1000万DOT。 以100美元/DOT的价格计算，这意味着10亿美元市值。

社区正在考虑是否将DOT的定义从10^12普朗克改为其他一些数量的普朗克，即10^10普朗克。 如果这得以实施，就意味着持有1个DOT的人现在将拥有100个DOT。 在主要公链上发生这样的面额变化而不需要代币交换或硬分叉确实是前所未有的。

我们总结了其优势和劣势。

优势：

每个DOT的价格更接近1美元而不是100美元，可读性更强，并且减少了小数位数的需求。

允许用户承受完整的DOT单位，这将导致更广泛的参加和参与；现在大多数新发行项目的货币价格都在0.5美元到10美元之间，包括以太坊自己的初始价格(0.30美元)。

更大的DOT流通量将使人们更有可能在网络中使用它们，而不是囤积它们。

劣势：

用户一开始可能会对这种变化感到困惑，尤其是当他们已经购买了货币时，并且钱包/SDK/UI必须进行适当更新。

Polkadot的金丝雀网络Kusama以10^12（小数点12位）运行，这可能会导致混乱。

有些人偏好较高的单价和较低的流通供应。 1000万的供应量将使DOT成为货币供应量最低的现有币种之一。

5月中旬，在Kusama举行了一场将面额重定为10^10普朗克的不具约束力的公投，并获得通过，但同样的公投也需要在Polkadot本身进行才能生效。

该社区现在正在参加一场新的公投，投票模块允许投票者在1000万、1亿、10亿和100亿的DOT总量之间进行选择。 如果通过，它将仅在Polkadot可转让性启用72小时之后执行，以使场外交易有时间进行结算。

无论结果如何，它都展示了链上治理的潜力，可以实现在其他区块链上几乎不可能的更改。 我个人认为，重定面额的优势是持久和实用，最终符合Polkadot本身的精神。

PolkadotLightpaper

波卡简介

An Introduction to Polkadot

Polkadot empowers the individual against much more powerful corporate and state actors.

Dr. Gavin Wood, Polkadot Founder

波卡赋予个人的强大力量，是对抗巨头公司与国家行为体强的有力武器。

——波卡创始人 林嘉文 博士

目录：

前言

概况

异构分片

可扩展性

可升级性

治理透明

跨链可组合性

波卡的架构

波卡的共识角色

波卡的治理角色

DOTs

Kusama Network

Substrate

About Web3 基金会

关于Parity合作项目

前言：少一些信赖，多一些真相

我们每天都在与少数几家科技巨头的产品打交道，但是这些公司的利益和动机常常与用户的利益和动机发生冲突。

如果我们想用这些应用，就必须同意那些我们永远都不会逐条阅读的使用条款，而同意这些条款就意味着，我们完全同意这些公司控制我们与应用交互产生的数据。

通过追踪数据，科技巨头们往往能够勾勒出个人生活的清晰画面，因此数据已成为21世纪比石油更有价值的资源，这也是Amazon/Facebook/Twitter/Alibaba估值如此之高的根本原因。但当下的互联网世界却是这样的，用户向科技巨头们免费提供个人数据后，除了向神祈祷个人隐私不被泄露、窃取、滥用之外，别无选择——这些中心化世界的巨头们就像恶魔一样一口一口将我们吞噬。

随着开源技术与像区块链这样的去中心化技术不断进步，愈加指向一个结论，即我们完全有可能建立一个全新的系统，让中心化不再凌驾于个人主权之上。在全新的系统上，第三方将不再是恶魔，我们将不再恐惧。

但当下的区块链技术现状，尽管其在某些领域有一定的进步与应用，但还远没有强大到可以与中心化的垄断一较高下的程度，何况其在现实世界的大范围部署尚未出现。换句话说，区块链还是个小Baby，怎能与成年人抗衡？

概况：聚合万链

波卡是下一代区块链协议，将不同用途不同类型的区块链联合起来，使各种链能够大规模无缝运行。由于波卡允许任何类型的链之间跨链通讯，因此能够适用更为广泛的应用场景。

波卡独辟蹊径，以汇聚多链优势的方法，通过各种应用程序和服务提供商，以更公平的方式提供服务，为去中心化之路开辟了新道路。

虽然区块链技术在物联网（IoT）、金融、治理、身份管理、去中心化网络和资产追踪等领域潜力巨大，但当下区块链技术的系统设计缺陷，很大程度上阻碍了其大规模商用。

相比之下，波卡的系统设计有几个非常明显的优势，包括异构分片、可扩展性、可升级性、透明治理与跨链可组合性等。

这是无限区块链

THIS IS BLOCKCHAIN UNBOUNDED

异构分片：一网多链

设想一下，未来会不会是一条区块链治理所有人呢？我们不这么认为。

在特定场景与用户案例中，不同区块链会有不同设定，随着时间推移，不同链的专业化程度势必不断提高，跨链交易需求也会增加。

波卡的分片区块链网络，能够将多链统一在同一个网络中，支持在安全的环境下进行信息跨链与交易的并行处理。

得益于波卡独一无二的异构分片设计，网络中的每一条链都可以针对特定的使用场景进行优化，而不是在一刀切模式下艰难生存。

链越多，不同链的专业化程度越高，意味着创新的可能性也越大。

可扩展性：可生长的区块链

一个区块链项目不足以支撑未来热闹的去中心化应用。早期区块链项目有限的吞吐量和非专业化运行，使得它们在现实世界的场景中无法有效扩展。

通过桥接多个专业化区块链到一个分片网络中，波卡能够并行处理多个交易。这种设计突破了早期区块链网络逐一处理交易的瓶颈。

波卡未来还能进一步扩大规模，嵌套中继链架构能让分片数量进一步提升，进而实现可扩展性。

可升级性：无分叉升级

早期的电脑游戏被装在墨盒（cartridges）中，墨盒是一种印刷电路板，其制作起来既昂贵又耗时。而游戏代码又都是被蚀刻在芯片上的，也毫无容错空间可言。

如今，我们已经习惯了应用程序、游戏和浏览器的频繁更新，甚至是自动更新，开发人员在发现Bug后能够立即修复以免酿成大祸，在升级的同时应用程序也会变得更加友好。

就像所有的软件一样，区块链需要不断升级才会变得有价值。然而，区块链的升级要远比应用程序、游戏或浏览器的升级困难得多。因为一般情况下，区块链的升级需要通过硬分叉来实现，此过程通常需要花费数月的时间，尤其是“分叉”，不仅难度相当大，还有可能导致社区分裂，这样的案例在过去十年来屡次发生，每次出现都会对原链产生巨大伤害。

而波卡革新了这一过程，使区块链无需分叉就能实现自我升级。这些无叉升级都是通过波卡的透明链上治理系统实现的。

在该特性的加持下，波卡生态的项目就具有了较强的灵活性，以适应当下技术进步并保持发展。波卡还大大降低了“硬分叉”的风险——对许多项目来说，这是个十分严重的问题。

治理透明：社区驱动

早期的区块链没有正式的治理流程，各个利益相关方无权提议或否决协议变更，除非他们熟识某些能够决定协议变更的人。

波卡完全不同，其治理过程由DOT持有者决定，整个治理过程以透明且公平。

所有的DOT持有者都可以提出修改协议的建议，或者对现有的建议进行投票。他们还可以选举委员会成员，以帮助被动利益相关者治理整个系统。

跨链可组合性：协同设计

早期的区块链就像一个个封闭的“围墙花园”。但是，随着特殊用途的区块链数量的不断增加，跨链通信和互操作性的需求也在不断增加。

波卡的跨链可组合性和信息跨链，支持不同分片进行信息互通、交换价值和功能共享，为新的创新浪潮打开了一扇大门。

在波卡的跨链桥功能的支持下，波卡网络的分片还将能够defi协议和外部网络（Ethereum）上的加密资产进行交互。

波卡的架构：与这些点链接

波卡网络包含了一种被称为平行链的异构区块链分片。这些平行链链接到波卡的中继链并中并获得中继链的保护，平行链还可以通过链接桥与外部网络连接。

中继链（Relay Chain）是波卡网络的核心，负责网络安全性、一致性和跨链互操作性。

平行链（Parachains）可以拥有本链代币，还可以针对特定使用场景主动升级的主权区块链（Sovereign blockchains）。平行链可以通过按量付费与中继链链接，或者租用插槽（slot）的方式与中继链持续链接。

转接桥（Bridges）是允许波卡分片可以与以太坊和比特币通信这样的外部网络连接的特殊区块链。

波卡的共识角色

验证人（Validators）它是中继链全节点，中继链会在验证人池中通过随机分组把验证人指定给不同的平行链。验证人会接受来自收集人打包的区块并进行有效性验证，然后结合共识算法对收集人提交的区块进行确认。

收集人（Collators）它是平行链的全节点，负责收集和执行平行链的交易并产生候选区块，将区块和证明提交给验证人，并通过收集交易获得手续费。收集人类似于PoW共识区块链当中的矿工。

提名人（Nominators）DOT的持有人，会选择自己信任的验证人进行DOT质押，然后分享验证人的收益。

钓鱼人（Fishermen）它也是平行链全节点，监控验证人的非法行为，若验证人作恶（如批准了无效的平行链区块），钓鱼者可以向其他验证人举报并获得相应报。

波卡的治理角色

理事会成员（Council Members）所有DOT持有人都可以登记参加理事会，目前，理事会由23名成员组成，定期一个月。它的作用是代表DOT利益相关者，提交重要提案，在特殊情况下，取消毫无争议的危险或恶意提案。

PolkaWorld对理事会的详细解释：

波卡的理事会可以被认为是波卡的主要执行机构，与议会民主中的政府角色有相似之处。理事会有两个主要权力：第一，总的来说，它对财政部的任何资金都有控制权。至少 60% 的理事会成员必须就任何特定的费用达成一致，才能获得财政部的批准和转账。目前大约有 45000 DOT 在财政部。

其次，它可以控制一半的治理事件的时间表（legislative timetable），至少每两个月安排一次公民投票。这中间穿插着理事会无法控制的所有公共公投事件。

理事会是一个多元化的机构，由 13 个单独的波卡账户组成。这些帐户是通过 DOT 持有人的投票决定的，现在已经启用了这个功能。投票使用的是 Phragmén 选举算法，其方式与我们为网络选择验证人的方式非常相似。

任何 DOT 持有人都可以通过缴纳少量（1 DOT ）保证金作为候选人参加选举。任何 DOT 持有者都可以表示他们同意一个或多个候选人，而拥有最多 DOT 支持的候选人将被选入理事会。

那些没有得到足够支持的人（20 位候选人）将保留他们在下一轮选举中的选票，每天都会进行下一轮选举，但因为我们还在运行（所有的）事情，所以通常是每月一次。作为一项防止垃圾邮件的措施，那些支持率更低的候选人将被撤销，并失去他们的押金。

技术委员会（Technical Committee）由积极建设Polkadot的团队组成，可与理事会一起提议紧急状况下的全民投票，以便快速投票和执行。技术委员会的存在，其唯一目的是检测代码中的错误等问题，并快速跟踪链的紧急升级或更改，成员可由理事会以多数票决定增加或取消。

DOTs：The DOT Token

DOT代币的三个直接作用：网络治理、Staking和Bonding。

治理（Goverance）DOT持有者完全控制协议，中继链参与者（DOT Holder）拥有所有特权，包括管理异常事件、协议升级和修复等，而在其他平台上，矿工会独享该特权。

Staking（Staking）博弈论激励代币持有者诚实行事，如果参与者工作尽职尽责，就能够通过Staking机制获得奖励，而那些不尽职的参与者，例如处于工作状态时，节点却不在线，他们将失去质押在网络中的代币，这样做是为了确保了网络安全。

绑定（Bonding）POS网络中的一个关键概念是“Bonding”，它可以被翻译为与POS网络建立强有力的“绑定”关系。通过在特定时间内锁定一定数量的代币，以表明您是波卡网络可信任的参与者，而且愿意接受网络的规则约束。

Kusama Network：在波卡的狂野表亲Kusama Network上玩混沌游戏

Kusama Network是一个早期的，未经审计和未经修改的Polkadot早期版，目的是在现实世界中测试Polkadot的网络技术和经济激励政策。这里也是平行链开发人员在将功能部署到Polkadot之前最佳的试验场。

Kusama Network由持有KSM代币的持有者与社区共同管理，将作为独立的网络而存在。

Substrate：你的区块链生成器，你的区块链升级程序，你的区块链

Substrate是构建区块链的框架，使用Substrate，开发者可以轻松创建具有独特功能的自定义区块链。

Substrate完全模块化且具有灵活性：混合和匹配现成的组件，构建核心业务逻辑，而将其余部分留给框架。

混合和匹配现成的组件，构建您的核心业务逻辑，而将其余部分留给框架。即插即用模块（如Consensus、Networking和Finality等）让您可以自由地专注于开发，从而节省大量的时间和精力。这一过程，确保在自定义区块链上保留必要的功能，以确保网络的精简。

在Substrate的无叉升级和透明治理支持下，开发者可以随时移动添加新特性，而不必担心分叉。简单无风险的升级意义重大，因为这意味着基于Substrate构建的区块链，可以随着技术革新与市场需求不断变化。

Substrate还对链接Polkadot提供开箱即用的本地支持，Cumulus，就是Substrate将区块链连接到Polkadot网络的底层工具，用于解锁链间通信、协作和共享安全。

About Web3 基金会：Web3基金会

Web3基金会的创建是为了培育和管理去中心化技术领域的软件与协议领域的应用，特别是那些利用现代加密技术来保护去中心化技术与应用，以促进Web3生态系统的稳定与繁荣。Polkadot就是Web3 Foundation的旗舰协议。

基金会的未来

Web3基金会致力于资助或协助与其使命相一致的项目的开发或部署：

创新的区块链技术、信息加密协议；

点对点的基础设施(例如libp2p与devp2p)；

加密经济机制(如DAC/DAOsoftware)；

数据发布系统(如IPFS)。

关于Parity：开发团队

Web3基金会已委托Parity Technologies来开发波卡。

Parity由以太坊联合创始人Gavin Wood发起，是一个由顶级分布式系统工程师、密码学家、解决方案架构师和研究人员组成的全球团队。从构建高度可用的以太坊客户端，到开发比特币和Zcash的应用，再到开发下一代区块链技术的Substrate和Polkadot，Parity已从根本上塑造了整个区块链行业。

合作项目：Polkadot & Substrate的朋友们

Polkadot旨在与公有链、私有链与联盟链合作。我们很高兴与以下项目保持亲密合作，并开发第一个使用案例，也期待与寻求采用该技术的其他区块链项目合作：

（文章很长，建议先收藏再阅读）

背景

谈到区块链的发展，用一个较为形象的比喻来形容可能更为贴切，它就像春秋时期的朝代更替一般，最开始还是零零散散的诸侯分割，各自为地，发展到后来往往需要有一定统一的东西出现，不管是货币、语言抑或度量单位，而这就是区块链发展的未来雏形。

如果说 2017 年之前的区块链是诸侯分割，那么之后的 2 年中，人们谈论更多的可能是如何让无数条链变得略加统一些，毕竟每一条公链都声称自己会是未来的底层操作系统，但哪怕真的有 10 条这样的“链”产生，人们也依然无法达成“链间协作”的目的。

尤其是当区块链的协议越来越多、资产交互也越来越频繁时，人们迫切需要一类技术来让不同链之间能够产生交互，而这就是“跨链”技术慢慢产生和逐渐成熟的原因。

当然，跨链（Cross Chain）并不是最近两年才出现，跨链最早可追溯到 2012 年，当时的瑞波实验室提出了一种名为 Interledger 的协议，该协议旨在连接不同区块链账本并实现它们之间的协同，而它的目标是要打造一个全球统一的支付标准，创建统一的网络金融传输的协议。

简单来说瑞波带来的跨链更像一种支付协议，它通过设定一个自动执行的“中间商”，让交易双方的信息汇聚到一起，一旦双方约定达成，便自动完成交易，其实这种跨链更像后来的一种特殊智能合约，而不是我们现在所熟知的跨链。

那么，在跨链提出来的 8 年后，跨链领域究竟发生了怎样的巨变，又将走向何方，我们尝试通过Polkadot和cosmos两个跨链项目来深度剖析跨链的发展，以飨读者。

什么是真正的跨链？

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跨链的误解

当然，当我们谈到跨链时，大家可能都听过这个词，甚至把它作为 2020 年的区块链热门词汇也不足为过，毕竟区块链的世界也需要一些新鲜的故事来填补历史的空缺，至于智能合约和公链已经是 2 年前的故事，而跨链似乎更符合区块链发展的宏伟目标，虽然事实也确实如此。

不过，市场上有不少人对跨链似乎存在一些误解，而这些误解对于理解什么是真正的跨链又产生了门槛，因此，我们先从几个常见的误解说起。

A、跨链是让链上资产像互换位置一样交换？

谈到跨链，有些朋友可能真的以为跨链是能把类似比特币链上的资产通过“跨链”的方式转移到以太坊上来，就像把桌子上的苹果和梨交换位置一样，似乎这样听起来的确很神奇，但跨链真的如此吗？

在区块链世界里我们常讲的跨链其实更像一种人民币和美元兑换的关系，什么意思呢，跨链好比我们将人民币兑换成美元，欧元或者其他货币，而中间的兑换过程我们称为跨链，这也是较早期跨链所留存的形态，但它并不是物物交换一般的真实转移，而是价值的对等交换。

因此，2012 年之后几年提出的跨链其实通常代指资产跨链，它包括了大家熟知的双向锚定、哈希时间锁、原子交换、资产质押转移、网关和联邦签名等等，而这些是实现的方式，它们的目标都不是为了完成变魔法一般的将链上比特币转换成其他类型的通证，而只是资产的形式转换。

B、跨链的实现路径非常简单？

也许很多人听到跨链技术时会觉得这是一个极为简单的理工科工程，毕竟从字面上来理解的意思似乎非常简单，就像把信息从 A 地传输到 B 地一样，只要通过手机或者物流即可完成，但事实上，对于跨链而言，并非这般简单。

哪怕是资产跨链这种听起来较为容易的方式，人们已经摸索了很多年，通过不同的方式来尝试突破一些问题和瓶颈，但依然没有找到一种最好或者更加普世的方式来完成这一目标。

例如我们从几年前就看到了在提的比特币侧链，其中双向锚定作为比特币侧链技术中非常重要的概念，目的是实现比特币主链币和侧链币之间的跨链。双向锚定能够让侧链“知道”主链上的特定币是否处于锁定状态，并且依此锁定状态来解锁或销毁对应数量的侧链，这就好像 BTC “跨”到了侧链，或者反过来，侧链币“跨”回了主链，但发展至今资深技术人员依然认为该方式太过简陋，甚至存在不少安全隐患。

所以，跨链并没有大家想得那般简单，实际上它要比我们预想的复杂的多，正因如此也才成为了区块链行业需要攻坚的问题。

C、跨链的实现方式只有一种？

这可能是大部分不太懂技术的区块链从业者常犯的一个错误，他们会认为区块链的跨链方式其实只有一种，而大家都在朝着一个正确的方式努力，但相信通过上面两点的讲解，大家不会再这样认为了，跨链的实现方式其实包罗太多，只是我们把它们都统称为了跨链。

我们将在下节较为详细的为大家讲解目前跨链常见的几种实现方式，相信会让大家有豁然开朗的感觉。

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实现跨链的方式

既然跨链的实现方式不止一种，那么目前可以有哪些值得关注的跨链方式呢？当然我们尝试不从那些复杂的技术名词入手，以一种更好理解的方式为大家讲解跨链的几个主流方式。

A、中心化网关跨链

顾名思义这是一种由一个权威机构外部预言机（Oracle）模式输入的一种跨链方式，通过引入外部力量接入跨链，相当于借助第三方机构来完成跨链动作，就好比转账借助银行系统一样，该方式虽然效率较高，但也存在一些安全隐患。

B、多签托管跨链

相较于上一种方式，在单个中心化的基础上加入了一组权威机构，通过他们投票来承担跨链数据的交互，这点类似于议会制度一样，因为多机构的存在进一步提高了安全性，但相对地，效率也大打折扣。

C、镜像跨链

镜像跨链是一种更为趣味的解决跨链的方式，它通过最大资产镜像合成其他小额资产，来完成经济学上的虚拟跨链，比如 Synthetix 就是用它的数字资产 SNX，以超额抵押几倍价值的 SNX （最大资产）来合成小额的其他资产。

D、轻节点跨链

沿着前面几种跨链思路深入下去，我们可以找到另一种跨链思路，也就是完全由代码来托管数据的交互，不需要任何中间人执行，当然这是较理想的方式，理论上它可以最终完成块头 Header 跨链、交易 Transaction 跨链和终极的共识跨链，但也意味着技术实现最难，需要更多时间和精力去开发。

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真正的跨链

虽然市面上关于跨链的具体实现方式不下 10 种，甚至每年还会有新的关于跨链的名词出现，但我们回到本质上来看跨链这个问题，并思考到底什么才是真正的跨链。

最近一位区块链技术资深人士谈到了一个更有趣的关于跨链的描述，首先他给共识穿透下了个定义，共识穿透是指两条不同共识的区块链，如何从共识层打通，让两条链互联有无，最终实现共识跨链。

综上我们认为跨链的基本作用是实现链间资产的交互，其次是信息交互，而放大来说，跨链需要解决的其实是相同共识下链与链之间的信息传递与交互，但更本质来说跨链解决的是不同共识下链与链之间的 Transaction，而能解决这个问题的方式或者技术我们称为跨链。

当然，这只是目前我们认为关于跨链较为准确的定义，但随着区块链的发展，不排除会有更有趣的描述出现。

为什么区块链需要跨链？

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打破区块链信息孤岛困境

USDT 是目前市值最高，使用范围最广的稳定币，是 Tether 公司推出的基于稳定价值货币美元（USD）的加密货币 Tether USD（简称USDT），1USDT = 1 美元。Tether 公司严格遵守 1:1 的准备金保证，即每发行 1 个 USDT，其银行账户都会有 1 美元的资金保障。

而 USDT 也是几经周折在多条区块链上发行，从最开始基于 Omni 协议发行，再到后来开始在以太坊上发行 ERC20 版本的 USDT，再到之后在波场上发行 TRC20 版本的 USDT，如此一步步发展最终成为了市值第三的加密货币。

而由于 USDT 是有对应的美元作为支撑的，所以 USDT 可以随着保障的美元数量的增加而增发，但是也经常会遇到这样的情况，比如今年 defi 火热，以太坊上的许多 ERC20 的 USDT 被锁到 DeFi 项目中，使得 ERC20 的 USDT 不够用了，这时如果紧急增发 USDT 很难快速筹集到大体量的美元，没办法，Tether 公司不得不把 TRC20 上的 USDT 转移到以太坊上，以满足市场需要。Tether 公司采用的方法，是把 TRC20 的 USDT 销毁一部分，再在以太坊上增发同样数量的 ERC20 版 USDT。

而后，波场上的一些 DeFi 项目也逐渐诞生，又出现波场上的 TRC20 版 USDT 不够用了，所以，Tether 公司不得不经常将几条区块链上的 USDT 来回转移。

这就是目前区块链的一个大的痛点，区块链与区块链之间并不能随意的转移数据（即信息和资产），每个区块链生态做的再好，也只是相当于一个发展很好但却不能与其他城市互通的城市，而这就是信息孤岛。

而好的区块链应用，肯定不满足于只在一条区块链上，正如我们刚才举例的 USDT。还有一种方式是，类似于路印协议（LRC）以另一个名字的加密资产 LRN 发行在 NEO 链上，来做到在 NEO 上扩展路印协议的使用场景。

所以，如果有一种跨链技术，能将不同区块链的数据进行互相交互，Tether 公司和路印协议的团队就不用那么麻烦地在不同的链上来回折腾了。而 Polkadot 的设计初衷就是能将所有区块链链接在一起，互联互通，最终形成一个由多个区块链组成的互联网络，它完美的契合了这个需求，未来想要在多个区块链上应用的区块链应用项目，只需要在 Polkadot 上发行，就可以将这个应用扩展到所有区块链上了。

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提供区块链性能

今年 DeFi 大热，以太坊再次证明了它是区块链领域里最大的区块链应用平台，在这段 DeFi 盛宴中，一些区块链的老问题又再次走到台前，让我们难以忽视它。

目前，90 %以上的 DeFi 项目都在以太坊上，带来结果之一就是以太坊和 ERC20 的 Token 转账速度变慢，转账费用飙升。以太坊的转账 Gas 费在很长一段时间平均在 500Gwei 以上，居高不下，最高还到过 1000Gwei，而这也严重影响了 DeFi 生态以外的项目和组织。

NFT 市场 Cargo 创始人 Sean Papanikolas 就曾表示，NFT 行业正处于一个拐点。但由于 Gas 价格飙升，以太坊可扩展性不足给该行业的新参与者带来了压力。而高 Gas 费已经导致一些平台开始致力于 Layer2 扩展，也就是二层网络的解决方案，而还有一些项目方则将目光投向了其他的区块链，完全离开了以太坊。

另一方面，交易所也是另一个受害者，高昂的转账费让许多交易所在用户每次转账以太坊和 ERC20 的时候都要亏上几美金甚至更多。而美国最大的加密货币交易所 Coinbase Pro 不堪重负，最后发布公告让用户来承担转账的网络费用。

提高性能，降低转账费用，对区块链进行扩容已是迫在眉睫的刚需。

目前扩容的方案有两大类，一类是链上扩容，通过修改区块链的修改规则，包括区块大小、共识机制等来做到。比如，加密货币圈就曾经热议过，考虑把比特币的区块大小增加来提高比特币的转账速度。又比如，以太坊 2.0 的设计，是将共识机制由 PoW 转换成 PoS，并采用改变网络验证方式的分片技术来提高效率。

第二类则是链下扩容，比如我们常说的 Layer2 扩展，也就是二层网络的扩展方式。二层网络顾名思义，是把一条区块链上的数据交给另一个网络来处理，处理好了再传回来。这其中也分为中心化的解决方案，比如比特币的链下扩容方案——闪电网络，也有去中心化的解决方案，比如能将比特币跨过来的 ChainX，区别在于第二个网络是否是区块链，中间过程是否是通过智能合约完成的。

而 PolkaDOT 作为知名跨链项目，其本身的架构就属于分片，不用担心 Polkadot 的性能问题，另一方面，Polkadot 可以链接其他的平行链，这些平行链可以自发的作为某些链的二层扩展的一条链，来提高这条链的性能。

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增加区块链可扩展性

上一点中，我们提到 Polkadot 的平行链可以作为某些链的二层网络，那么如果这条链拥有的属性是原有的区块链没有的，就可以为原有的链增加更多功能。如果我们在 Polkadot 上给比特币做了一条带有智能合约功能的二层网络，这样就可以让比特币也拥有了智能合约的功能了。

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丰富区块链生态

老一辈人都知道，要致富，先修路，要发展一定要与外界的资源进行流通，北京发展的再好，也比不过互联互通之后，一次十一长假带来的整体经济效益。区块链同样也是这个道理。我们还是以今年红极一时的 DeFi 来说，以太坊最火爆的时候，全网参与 DeFi 的资金也才一百多亿美金。如果通过跨链的方式，能将价值上千亿体量的比特币拉入到 DeFi 生态中，如此庞大的流动性来参与到 DeFi，所带来的经济效益绝对不可同日而语。届时，DeFi 的发展将有可能远超 2017 年牛市的盛况，并且震动传统金融。

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保护各条链隐私

首先澄清一下，我们所说的跨链绝不仅限于公链与公链之间的链接，还可以是联盟链与公链，或者联盟链与联盟链之间的跨链。那么，有这么一种情况，A 联盟链和 B 联盟链它们之间的数据不是共享的，如果需要交互两者的数据，就可以通过跨链的方式连接起来，两者互相交互仅仅会涉及到需要交互的数据，这既保护了各条链的隐私，又能让各链之间进行交互。

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业务逻辑进一步细化

未来每条链都会有独立的业务，多条链联合起来，理解和分析也比较清晰，比如有专注于 DeFi 的链，有专注于游戏的链，有比特币的智能合约链，还有以太坊的 Layer2 链等等，因此跨链可以让不同业务的链也产生链接。

Polkadot 的跨链是如何实现的？

Polkadot 号称跨链之王，是当下最复杂最庞大的设计之一，这也由于它所谋甚大，希望能联通所有的区块链。那它是一种怎样的结构，又是以什么方式来实现跨链的呢？

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Polkadot 的跨链结构

我们之前在之前的文章中就介绍过以太坊 2.0 是同构分片，Polkadot 是异构分片的结构，如下图所示，Polkadot 的主要结构是由主链——中继链，再连接其他分片——平行链组成的。

要清楚的理解 Polkadot 的结构，我们需要理解 Polkadot 结构的三条重要的链（中继链，平行链和转接桥平行链）与四个重要的角色。

其中，中继链是负责处理网络中整体的共识和安全性的主链，平行链是基于 Substrate 框架做出来的与中继链有相同共识的分片，转接桥平行链是由于一些已经成熟的区块链（比如比特币、以太坊）与 Polkadot 的底层共识不一样，不能直接连接到中继链上，所以通过在 Polkadot 的平行链和外部的区块链上部署智能合约来达到桥的效果，以实现跨链的功能。

Polkadot 网络有四个基本的角色在维持：收集人（帮助验证人收集、验证和提交备选的平行链区块）、提名人（类似于比特币矿工）、验证人（类似于比特币的矿池，打包网络区块）、钓鱼人（防止网络作恶，负责举报其他角色）。

通过这几个角色，以及 Polkadot 的跨链消息传递方案（XCMP），可以让数据在不同的区块链之间进行交互。

那么，为什么说，我们需要注意到上图的右边有个二级中继链，如果一条中继链能连接的平行链和转接桥是有限的，那么中继链还可以通过生成或者连接一个二级中继链，进一步扩大自己的连接能力，而二级中继链还可以再连接新的中继链，以此类推，从理论上讲 Polkadot 的这个结构具有无限扩展性，可以连接所有的区块链。

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Polkadot如何实现跨链？

Polkadot 主要是通过跨链消息传递方案（XCMP）来传递消息，下面我们通过一个趣味的方式来向大家讲解跨链的具体实现流程。

假如有个这样的场景，我要用 1 个平行链 A 的资产和你交换 10 个平行链 B 的资产，那么如果把平行链 A 比作美国，平行链 B 比作日本，就相当于我用 1 万美元和你交换 10 万日元，那么，整个跨链的流程就是这样的：

我在美国的银行发起一笔转账，转给你在美国的账户 1 万美元，美国的收集人就注明，我给你在美国的账户转 1 万美元，并且求你在日本这边的银行给我转 10 万日元。

美国的收集人准备将这个信息连同目的地与时间，一并传递到日本，这些信息会先放置在美国的输出队列中，传递之前需要经过美国的验证人确认这笔交易后，就会经过中继链这个组织将该信息从美国的输出队列放置到日本的输入队列。

当日本的验证人会收到该信息后，通过日本这边的收集人来执行信息中的要求，然后将你账户中的 10 万日元转到了我在日本的账户中，由此完成整个过程。

而映射到区块链网路中同样是这样的路径，美国和日本就好比不同的区块链，通过该方式就完成了两个信息孤岛的网络的链接，而具体 Polkadot 的跨链实现，整个过程全部由区块链和智能合约执行，是以去中心化的方式做到链间通讯的。

Cosmos 的跨链是如何实现的？

虽然 Polkadot 作为跨链领域当下的王者，但是人们常常以 Cosmos 作为 Polkadot 的有力对手相比较，因此，我们需要以同样的角度浅谈一些关于 Cosmos 的跨链构成。

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Cosmos的跨链结构

同样 Cosmos 也是采用了中继链的方式来进行跨链交互，但 Cosmos 意在提供一个标准的协议（IBC）让其他区块链接入该协议后，完成信息交互。

我们将 Cosmos 的结构进行拆分后可分为 Zones 和 Hubs，Zones 相当于 Polkadot 中的平行链（类似于接入不同的区块链网络），而 Hubs 则对应了 Polkadot 中的中继链（负责监视其他链是否正常运行），总体来说，Hub 管理着被称为 “Zone” 的独立区块链，而由 Hub 来追踪记录各个 Zone 的状态。

而他们之间的信息传递是有被称为“IBC”（区块链之间的通信协议）的协议来负责传输信息，读者可以理解为是 Cosmos 中特有的编码模式，只要通过该编码即可确认是 Cosmos 生态的一部分，也可进行安全的信息交互。

而基于这些底层构成和通信协议，Cosmos 还开发了一个名为 Cosmos SDK 的一个通用框架，它的目标是创建一个模块生态系统，允许开发人员轻松地创建特定应用的区块链，而无需从头开始编写应用的每个功能，从而大大减少程序员在区块链底层开发上花费的时间。

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Cosmos 如何实现跨链？

谈到 Cosmos 如何具体完成跨链动作，我们依然要回到其结构构成来看，Cosmos 将区块链拆分出了共识层（Tendermint 内核）、网络层和应用层（Cosmos SDK），这能让开发者在开发各种类型应用的时候有更大的灵活性。

因此，Cosmos 的跨链方式其实是通过自己搭建一套区块链开发框架，来让其他区块链在此框架上进行开发，并满足自身像 BFT 共识算法或者 Cosmos SDK 这样的应用加入进去，这样的理想状态听起来似乎很有趣，但离真正的跨链依然有不少差距，所以它依然在“轻节点跨链”的方式上努力着。

Polkadot 与 Cosmos 的区别

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两者核心对比

为了便于更加直观的让用户了解 Polkadot 和 Cosmos 两者之间的不同，我们制作了下图：

如果单从功能上或者某一方面来对比两个跨链项目的优劣，似乎并不能判断孰是孰非，因为单一的组成只能体现某一方面的优势，因此，我们还是回到跨链本身来看，或许会有更不错的效果。

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两者发展现状

Cosmos 自 2015 年立项以来，受到不了行业不同程度的关注，毕竟作为跨链领域的翘楚不管是资方还是社区，都赋予了极大期望，而其主网在 2019 年上半年迎来了上线。

但是就在主网上线半年后，Tendermint Labs （Cosmos背后核心开发团队）的总监 Zaki Manian在推特上公开表示，在过去的 6 个月中，Jae Kwon （Cosmos创始人）一直专注于 Virgo 项目，而忽略了 Cosmos 的 IBC 开发，没有为 IBC 提供资源，造成了许多才华横溢的工程师离开公司的局面，这使核心软件团队的资源严重不足，并表示要辞去 CEO 职位，此举引发了 Cosmos 社区巨大动荡。

正是因为 Cosmos 社区开发人数的下降，使得其 IBC 跨链通信协议开发一直处于缓慢爬坡阶段，因此跨链目标变得遥不可及，现在仅出来了一个 Cosmos SDK 框架。

反观另 Polkadot 的开发自 8 月主网上线以来，团队一直在努力开发平行链功能（跨链的核心部件），并且上周区块链大会上，创始人 Gavin 博士表示平行链代码将在未来 2 周内公布，这让人们对跨链的到来有了更强的期许。

当然某种意义上来说，Polkadot 的跨链是借助 XCMP 完成平行链之间的消息交互，还处于同一共识下的跨链，离我们理想的终极跨链（不同共识链的交互）还有一段差距，但按照发展路径来看，符合预期。

从跨链的功能性和发展来说，我们认为 Polkadot 目前更像是真正的跨链，而 Cosmos 目前还是伪跨链，其设计只是在转移资产这一层面，最主要的是 Cosmos 团队在实现最基础的资产转移之前就戛然而止了。尽管当初的理想很美好，但现实却很骨感，跨链的重任还是交给 Polkadot 来实现吧。

后记

尽管我们了解到有许多跨链的方式，但是我们更推崇的还是 Polkadot 设计的跨链形式，因为许多跨链技术往往考虑的只是针对性的解决某一些问题，让某一条链能获得扩展，但这并不能使区块链真正成为所谓的价值互联网和可信互联网。

而要承载起价值互联网的名号，一定是非常庞大的网络，而不会仅仅局限在某一条区块链上，现在的公有链或者联盟链都只是像局域网，只有像 Polkadot 所设计的，将所有区块链都互联互通，最终形成由众多区块链组成的互联网络，才更符合这个标准。

当然，跨链的解决方式也绝非我们现在看到的这些，不排除未来会有更创新的方式出现，但从项目演变和区块链发展来看，像 Polkadot 和 Cosmos 这样的跨链项目都值得我们去了解，而至于谁能成为未来的“跨链之王”，除了技术层面的因素，可能还要考虑市场和商业落地，而这才是区块链当下更应关心的问题，我们也将在后续文章中进一步去发掘 Polkadot 或者 Polkadot 生态中这样优质的项目。

背景

提到Polkadot，大家立马就会想到跨链，觉得跨链是继以太坊的智能合约平台功能后，新的刚需。诚然，跨链对于整个区块链来说都意义非凡，但其实这仅仅是 Polkadot 其中的一部分，也就是互操性，而 Polkadot 还有另一个很重要的意义，就是可扩展性。

因为中继链+平行链的结构让 Polkadot 有了相较于其他区块链项目所未有的可扩展性，也为我们带来了更多的可能。

互操性和扩展性的结合才让Polkadot变得更加完备，而但当我们深挖 Polkadot 背后的技术架构时，我们不得不提到其背后的一个划时代发明——Substrate框架。

如果说 Polkadot 是一栋万丈高楼，那么 Substrate 可谓是这栋楼的钢筋混凝土框架，它的出现才让 Polkadot 能够顺利完成摩天大楼的建设，因此了解 Substrate 的诞生与发展显得意义非凡。

Substrate 的诞生

在 2018 年举办的 Web3 峰会上，Polkadot 创始人 Gavin 博士通过一台原装出厂的 Mac 电脑，在 15 分钟内就开发出了一条全新的区块链，在当时可谓震惊全场，一时间该信息传遍了整个区块链圈子，而其用到的开发工具正是被 Parity 公司称为 Substrate 的一种全新的区块链技术框架。

这可能是又一次让区块链圈子的人感受到了什么叫“技术的力量”，毕竟 2018 年前，那些叫嚣着要开发一条公链的区块链项目还对外声称难度实在太高了，需要几个月甚至好几年的时间来完成，结果被一个名为 Substrate 的框架 15 分钟 KO。

时间倒退到 2016 年，当时 Gavin 博士对 Polkadot 已经有了一点初步构想，大方向基本沿着分片的思路在思考，让不同链的功能通过“某个中间桥”链接起来，从而提高区块链网络的扩展性，沿着这一重要的构想，我们看到了后来的平行链和中继链。

借着 Gavin 博士在开发以太坊的经验，Parity 开发团队发现他们正在重复之前在以太坊和比特币客户端上做过的同样的工作 —— 构建区块链的一些基础代码，例如账户、智能合约、治理等功能本质上是一个类似的逻辑结构，于是他们设想能不能开发一个类似于“模块”一样的东西来简化区块链的基础开发，既解放开发者，也能够让区块链的开发门槛降低一些。

于是，他们又沿着这一思路构建出了我们现在看到的 Substrate，只是他们没想到这一框架的威力远超他们想象。

Substrate 是什么及功能介绍

前面我们用通俗的语言为大家讲解了 Substrate 的诞生，其实从这个过程里我们大概已经可以看出 Substrate 究竟扮演了怎样的角色。用 Polkadot 联合创始人 Robert Habermeier 的话来说，“Substrate 是一组用于处理编写区块链时所有烦人事情的库。”

那么究竟 Substrate 的创新点和优势体现在哪些地方呢，我们尝试从逻辑上和技术本身来为大家进一步剖析。

模块化让开发周期变短

从开发者的角度来说，Substrate 极大的简化了参与区块链开发者的工作量，这意味着原来的区块链开发从底层框架搭建起来至少需要另一个庞大的团队来提供技术支持，但 Substrate 将诸如核心模块（数据库、公/私钥生成、RPC 等 ）、基本逻辑（数据结构、结算、时间戳 ）、P2P 网络和共识机制， 甚至链上治理这样的功能镶嵌到 Substrate 中，成为可调取的模块，因此大大节省了开发周期和开发流程。

并且 Substrate 是一个完全免费且开源的框架，这意味着全世界有需求的开发者都可以自由使用该框架，并且它通过 Rust 的编程语言来搭建，该语言能够帮助开发者快速、安全的完成软件开发。

正如 Substrate 的英文全称释义：A substance or layer that underlies something, or on which some process occurs.（在某些事物的下面，或者可以基于它之上创建一些事物的物质或层），大概它很好的满足了这一点。

多选择可满足不同需求

当然，也许会有人有质疑 Substrate 的模块化会不会很死板？其实不然，Substrate 是多层架构的，可以让开发人员在开发的方便性和技术的自由之间进行选择，具体的三层结构分别是 Substrate Core（具有 Polkadot-Core 集成）、Substrate SRML 和 Substrate Node。

具体来说，如图所示，从上到下，技术自由递减、抽象度递减、依附性递增。Substrate Core 是用于构建区块链最小框架的模块，也是 Substrate 框架中最基础的一层，可以提供像存储、共识、交易队列和区块生产机制和低级 JavaScript 的实用程序等模块。而往下的 SRML 层则更简单，开发者要做的就是从模块中选择自己需要的组别建进行参数设置即可。最后是 Substrate Node，可以说是该框架中的小白应用层，只需提供 JSON 配置文件即可获得完整的智能合约区块链。

而如果你需要从头构建完全属于自己的区块链，只需要从最上层的 Polkadot Core 板块开始。因此，Substrate 并不是完全的模块化，其实它的自由度依然很高，可以满足开发者的各种需求，完美印证了那句“想你所想，行你所行，听从你心"的状态。

无分叉的 Runtime 更新

我们知道区块链世界少不了“分叉”现象的出现，而传统分叉带来的不仅是对区块链网络本身力量的削弱，甚至可能因为分叉不到位给一些项目带来灭顶之灾。而 Substrate 带来的另一个最令人兴奋的特性之一，就是无分叉的 Runtime 升级。

正如我们在之前的文章所介绍的一样，基于 Substrate 的链中，链本身存储着一个叫作 WebAssembly Blob 或 WASM Blob 的东西。此 Blob 包含链构建新区块所需的所有逻辑，链本身的 Runtime 包含在此 WASM Blob 中，如果需要修改区块链的相关信息，只需要结合链上治理公投，倘若票数通过，即可完成相应的升级，从而减少了硬分叉带来的影响。

因此基于 Substrate 开发的区块链（像 Polkadot）天然解决了硬分叉带来的问题，所以在8月15日，Parity工程师Bastian发推称，Polkadot的平行链测试网 Rococo 首次进行了无分叉的Runtime升级，完美践行了该方案。

关于 Substrate 的一些事实

Substrate 就是 Polkadot？

Polkadot 是基于 Substrate 框架构建的区块链项目，而 Substrate 框架，更贴切的来说，是一个可以定制化构建区块链的一个工具。但是Substrate本质上，相当于是 Polkadot 精简之后的一个通用区块链模板。

Substrate 做的链就是 Polkadot 的平行链吗？

Polkadot 的平行链，与 Substrate 生成的链是各自可以独立存在的，当然也可以用 Substrate 框架直接构建 Polkadot 的平行链，两者的关系可以用下图阐明。

Substrate 发的链会取代其他区块链？

许多朋友一直在担心 Polkadot 与以太坊 2.0 是否属于竞争关系。实际上，Substrate 框架和Polkadot 并不打算取代现有的基础设施。他们的出发点是不一样的，Substrate 框架和 Polkadot的愿景是做链的生态，与单条区块链不是竞争关系，相反是起到连接各条链的作用，填补了工程可能性的空白。

平行链由于是连接上 Polkadot 的区块链，它的安全性由 Polkadot 的中继链保护，因此无法选择自己的共识机制。如果一个区块链想要使用自己的共识机制，或者已经有成熟的但是与 Polkadot 是属于不同共识机制的区块链，比如比特币和以太坊，那它们可以通过一条平行链作为 “桥”的作用去连接 Polkadot，这就是 Polkadot 中的转接桥。

Substrate 只能用作公链开发？

也许会有人认为 Substrate 只能用于公链开发，但其实不然，Substrate本身是一个开发框架，并未限制是否只能用作公链开发，恰恰相反，正因为其技术上的创新，Substrate 将会是公链、生态和联盟链之间的重要桥梁。

例如 Polkadot 的中继链在设计上能够让平行链通过区块验证节点与其进行认证交互，而同样，每个平行链也可以作为其它外围平行链的中继链存在，无限扩展，但至于这个平行链是联盟链还是公链其实都不重要，只要能够连接起来便可完成交互。

Substrate的划时代意义

当 Substrate 在 2018 年以耀眼的姿态出现时，人们除了惊叹其“发链”的速度，更多的可能是对未来的无限期许，而如今，随着 Polkadot 生态的发展，Substrate 似乎走地越来越稳，我们也从中看到了一些不一样的东西，而这些东西或许将会让 Substrate 走的更远。

一键发链开启区块链下一阶段

2017 年是区块链生态大爆发的一年，随着以太坊技术逐渐成熟，并被越来越多人认可，许多开发者意识到，他们可以基于以太坊发行自己设想的区块链项目。

通常的做法是，项目创始团队先根据区块链与某个行业的结合，设计出一个区块链应用，拥有或者设计一条更先进的公有链，然后基于ETH一键发币的功能，进行融资，并根据每个人融资的比例分发相应数量的这个应用或者这个公有链的Token，而后有了资金再慢慢烧钱做这个应用的专有链或者公有链。等到这条链做出来了，再通过一对一映射的方式，把币转到后面一条链上，这才完成了一条链的开发流程。

然而，理想很丰满，现实却不买账。因为在以太坊上发行数字资产倒是容易，可要做一条公链这个难度就上升了好几个层次。以太坊上发行数字资产，只需学习一下智能合约，然后几行代码就能做出来，正因为如此方便快捷，才说以太坊是一键发币。

但是要做一条公链，尤其是需要从底层逻辑开始重构的区块链，是难上加难。对技术人才的要求，包括懂知名区块链的代码和原理，如比特币，以太坊等，理解各类主流的共识算法，还需要懂智能合约，除此之外，技术团队中必须要有密码学、分布式系统、网络安全的专业人才，甚至专家。其中最难的就在密码学，有的公链甚至是计算机里的诺贝尔奖——图灵奖获得者牵头发起的。

所以，区块链人才是一将难求，曾经有人希望招募一个资深区块链架构师做他们公链的 CTO，年薪开出百万以上都招不到人。毕竟，有这实力的人都自己做项目去了。

这还只是公链人力成本高的问题，另一个问题是，公链的研发难度高，研发周期长，稍微复杂一点的项目，研发就需要一年半载的，难一点的需要好几年，比如知名的 Filecoin 项目，光是延期时间就从 2018 年 6 月份延期到了 2020 年的 10 月份，可见一斑。

如此看来，做一个公链的项目，是一个费钱又耗时的巨大工程。然而，这一困扰区块链领域多年的问题，却被 Substrate 框架轻松化解，只需一人，花 15 分钟就可以做出一条拥有定制化功能的区块链。Substrate 框架把一键发币的便捷提升到了“一键发链”级别，看似轻描淡写的只是降低了成本和研发周期，实际上却是划时代的一步。

为什么划时代，这相当于在当年只有巨型计算机的时候，突然微型计算机横空出世，让计算机不在是个别机构的专属，而是人人都能轻松用上的电子设备，由此才有了后面互联网的诞生，以及如今发达的互联网生态。同样，Substrate 框架也迈出了如当年计算机变革那般化繁为简的重要一步。

区块链应用得以快速成熟

在 Substrate 框架出现以前，对于想要做区块链应用的团队来说，相当于在互联网时期做一个 App，还得花 90% 的时间和金钱把安卓系统也一并做出来，现在有了 Substrate 的一键发链，可以像拎包入住一般轻松地进行开发，把主要的时间和精力用于完善应用本身的业务层面。

但是传统的区块链应用还有另一个问题，系统会制约应用的发展，为了引入新的特性或改变现有的规则，往往会通过更改底层协议的规则进行系统升级。但是传统区块链的系统升级需要通过硬分叉的方式来升级，这大大增加了工作难度。

设想一下，如果苹果手机的系统每次升级都要一半以上的人升级，才能算是升级成功，这对于系统的容错性来说要求很高。如果在升级过程中出现问题，可能导致用户的数字资产受到损失，用户分裂为两个生态都有可能。

但这对于 Substrate 框架来说，都不是问题。Substrate 框架允许系统无需硬分叉就可以升级，营造了一个稳健安全，又可快速更迭的系统，这对于区块链应用来说就无后顾之忧了。

此外，Substrate 框架有众多功能模块，使得制作一条高定制化的区块链也十分容易，又或者后期因为项目的需求，想要调整一些功能，也能随意增减，十分的灵活自由。Substrate 的出现就像互联网中 Linux 系统的诞生，将会为后续行业的发展提供重要的基础。有了 Linux，才有安卓，才有华为，小米，三星手机，同样的道理，有了 Substrate ，今后区块链行业会涌现特别多优秀的相关应用和项目。

Substrate 框架解决了区块链应用研发中最花钱和时间的构建主链问题，又保障了应用的运行系统与时俱进，同时丰富的功能模块库又满足了区块链项目的各类功能需求，大幅缩短了区块链应用从早期走向成熟的周期，也加速了项目迭代进化的速度。可以预见到，一个属于区块链应用开发的黄金时期即将到来。

区块链生态发展将加速绽放

在 Substrate 框架的一键发链以前，一个项目从募资到上线主网，开始接受落地性的考验，整个流程需要以年来计，而 Substrate 框架将这个时间可以缩小到以月来计，既加速了单个项目的迭代时间，也意味着区块链生态的进化速度像八倍速一样快进起来。

回望近几年区块链项目，许多项目是自从发行数字资产，直到两三年后才上线主网，开始接受落地性的考验，整个流程需要以年来计，许多项目因为运营问题，项目设计问题，经济模型等问题，上线后就一直阴跌，导致慢性死亡，更有一些项目方，以研发难度高为由，迟迟不肯上线主网，就怕一上线市场就夭折。

这样的现象，其实是必然会发生的，正如当年互联网开始崛起，倒腾各类门户网站的人也是蜂拥而去，最后却是一地鸡毛。移动互联网兴起，各类 O2O 的应用层出不穷，看得让人眼花缭乱，但现在剩下的又有几何？一将功成万骨枯，一个行业的成熟，必定会经过野蛮生长，而最后，大浪淘沙，留下的才是真正实用的有价值的项目。

区块链行业也是如此，各类公链、DApp、defi 等项目，何止上万，真正有价值的还活下来的不过百，多少资本随着前两年的起落化作了新技术探索的成本。尽管如此，这片新开拓出来的蓝海，如同漩涡一般，仍然会吸引更多前赴后继的人才、资本投入，直到挖掘出区块链真正的价值。

而 Substrate 框架，无疑是给整个区块链生态发展，按下了快进键。项目迭代速度加快，参与的人和资本也越来越多，死亡的项目也会更多，而找到区块链真正价值的项目也会离我们越来越近。

火花出现，引线已经点燃，区块链的生态将如璀璨的烟花在黎明前绽放开来，即将迎接晴朗的一天。

如何使用Substrate？

前面我们提到了很多关于 Substrate 的优势和其独特的便捷性，那么究竟该如何上手呢？我们将去年 PolkaWorld 发布的一篇名为《Substrate 一键发链极简教程》

原文链接：

www.polkaworld.org/articles/substrate-simple-tutorial

的文章分享给诸位，感兴趣的读者可以小试牛刀，或许会有意想不到的收获。

后记

Substrate2.0 版本在今年 9 月底上线，新版本带来了新的功能——链下工作机（off-chain workers）以及 70 多个可组合模块。链下工作机可将数据安全地集成到区块链上，非常适合物联网（IoT）设备或通过预言机（Oracle）进行的实际数据输入。

这也再次体现了 Substrate 和 Polkadot 优秀的可扩展性，哪怕当下没有涉及到的功能模块，也可以在未来加入进来，真正做到了与时俱进。

11 月初，平行链 V1 版本已推出，平行链上线呼之欲出，如果该功能顺利推出，意味着 PolkaDOT 将开启真正的跨链，而 Substrate 也即将迎来更大的舞台。

从时代的发展来看，作为身处时代洪流的我们而言，很难真正去评判一个事物的核心发展路径，但透过那面历史的镜子我们可以窥见更多的可能，而 Substrate 的诞生或许在未来的某一刻会被后人称为是区块链领域发展重要的转折点，犹如多年前的“智能合约”一般，如此，便是最好的故

平行链的卡槽拍卖是Polkadot近期最值得期待的活动，但是平行链模式的可持续性还有待观察。

本文对 Polkadot 主网上线以来的进展进行了总结与分析。在技术上，Substrate 更新到了 2.0 版本，Polkadot 平行链功能也即将上线。在治理上，Polkadot 的链上治理已经开启，但是大户权力大和公众投票率低的问题仍然存在。在生态应用上，已经有近百个基于 Substrate 开发的项目 ，其中最多的在 DeFi 领域。平行链的卡槽拍卖是 Polkadot 近期最值得期待的活动，但是平行链模式的可持续性还有待观察。

2020 年 5 月底 PolkaDOT 上线了首个候选链，开始了主网启动的第一步，之后按照流程迅速推进。6 月份 Polkadot 网络转为了 NPoS，意味着 DOT 持有者可以进行 staking。7 月份取消了 Web3 基金会 Sudo 权限并开启了链上治理功能，将 Polkadot 的治理权交给社区。8 月份通过提案开启了 DOT 转账功能，未来也将通过提案开启其他核心功能，例如平行链拍卖和 XCMP 等。

在 Polkadot 逐步走向正轨的过程中，很多应用加入了 Polkadot 生态。据 PolkaProject 网站统计，截至 11 月 20 日，与 Polkadot 相关项目的数量为 296 个。目前 Web3 基金会资助了超过 100 个项目，它们绝大多数都与 Polkadot 或 Substrate 相关。本文重点关注 Polkadot 近期尤其是上线之后的进展，共分为技术进展、治理状况、生态应用和卡槽拍卖四个部分，最后对 Polkadot 的进展进行总结与分析。

技术进展

Substrate 2.0

Polkadot 是一种异构的多链架构，采用中继链加平行链的形式进行跨链，让链与链之间进行交互并提高可扩展性，这其中 Substrate 框架扮演了很重要的角色。Substrate 可以理解为通用的集合各种功能的模板，开发者可以选择调用不同的模块（pallet）以节约开发时间。Substrate 拥有多层架构，让开发者有足够的自由来选择。除了可插拔的功能选择外，无分叉的 runtime 升级也是 Substrate 的优势。一旦 runtime 升级获得通过，runtime 所处的 WASM Blob 就会更新，网络中的节点将自动同步并遵守新规则，不会出现比特币或以太坊网络中的硬分叉情况。Polkadot 和生态中的大部分应用都是基于 Substrate 搭建的，使用 Substrate 构建的区块链可以很容易地与 Polkadot 进行跨链，否则需要通过转接桥。

2020 年 9 月，Substrate 上线了 2.0 版本，增加了 70 多个 pallet 和链下工作机功能。pallet 的增加意味着可供开发者选择的功能变多，包括 pallet-contracts、pallet-democracy、pallet-evm、pallet-treasury 等，它们分别在智能合约、链上投票、虚拟机迁移和国库等方面为开发者提供便利。

链下工作机（OCW，off-chain workers）可以将链外数据安全高效地集成到链上，通常这是预言机的工作，但传统预言机会存在安全、可扩展性和结构效率方面的缺陷。链下预言机允许长时间或者不确定结果的任务运行，例如 web 请求、对数据的加密解密和签名、随机数生成等，这些任务的执行时间可能比区块时间要长。出于安全考虑，链下工作机在沙盒环境中运行，它们会通过一组 API 与外部通信。

图 1：链下工作机的原理，图片来源：substrate.dev

Kusama 测试网

在 Polkadot 最初的路线图中，主网原计划在 2019 年第四季度上线，但因为种种原因一再推迟。取而代之的是 Polkadot 的测试网 Kusama 在 2019 年 8 月就已推出，并在同年 10 月就上线了 Staking 和链上治理等功能。

与其他区块链主网不同的是，Kusama 测试网在 Polkadot 主网上线之后仍然存在，充当先行网络的角色， Kusama 的代币 KSM 也保留了下来，功能和 DOT 类似。具有风险的功能在上线主网之前，会在 Kusama 网络上运行反馈，例如即将上线的平行链卡槽拍卖，会先上线 Kusama 进行实际测试之后才会在 Polkadot 上启动。在治理设置上 Kusama 要快于 Polkadot， Kusama 上提案通过后 7 天就可以进行部署，由于上线较早而且治理时间短，目前 Kusama 上的提案和验证节点的数量都多于 Polkadot 主网。

一些项目也会在上线 Polkadot 之前，先上线 Kusama 部署试验。例如一些项目会选择先在 Kusama 上进行卡槽拍卖，由于 KSM 的价值要少于 DOT，所以在 Kusama 运行的成本要更少。Kusama 与 Polkadot 功能基本一致，未来会在应用场景上有所区别。Polkadot 创始人 Gavin 曾提到 Polkadot 未来更适用于企业级应用，Kusama 适合创新实验或初创团队使用。

表 1：Kusama 与 Polkadot 的对比

由于 Kusama 的卡槽拍卖会优先推出，所以 Kusama 测试网在未来一段时间内的关注度将不亚于 Polkadot 主网。

Rococo 测试网

平行链作为 Polkadot 最关键的功能之一，目前仍处于开发阶段，还未正式上线，Rococo 则是专为测试平行链而推出的测试网。Rococo 测试网采用 PoA 授权证明，由 Parity Technologies 控制。目前 Rococo 上线了平行链 V1.0 版本，意味着距离主网平行链上线又近了一步。

治理状况

概况

《对 Polkadot 治理机制的研究》（2020 年第 38 期）一文已经对 Polkadot 的治理机制进行了详细讨论，这里只做简单说明。Polkadot 的治理通过链上完成，除了紧急提案外，必须要经过全民公投通过后才可执行。公投的内容可以由公众提出，也可以由理事会提出。在公众提案中，得到最多支持的提案（绑定最多 DOT）会参与公投。在理事会议案中，全员通过或多数理事会成员通过的议案可以参与公投。技术委员会可以和理事会一起提出紧急公投，只能在紧急情况下使用。普通的公投每 28 天进行一次，公众提案和理事会议案轮流进行公投。

在投票后，投票者的 DOT 会在执行延迟期内锁定，投票者也可以自愿增加 DOT 的锁定时间，以增加投票权重。公投后的票数统计方法共有三种，根据提案或议案的方式进行选择。公共提案采用正投票率偏差方式（默认不通过，绝对多数赞成后通过），全员赞成的理事会议案采用简单多数方式，多数成员赞成的理事会议案采用负投票率偏差方式（默认通过，绝对多数反对后不通过）。为了防止链上投票率低引起的操纵问题，Polkadot 还引入了自适应仲裁偏差规则，也就是当投票率较低时，赞成或反对人数比例要更高，提案才能够通过或否决。

在 Polkadot 治理模型的设计中，理事会是通过投票产生的，处于公投投票和 staking 状态的 DOT 仍可以用来选举理事会成员，处于 staking 状态的 DOT 也可以用来进行公投投票，所以进行 Polkadot 链上治理投票不会影响 staking 收益，但是会锁住流动性，不可进行转账交易。

提案内容与投票

目前 Polkadot 共进行了 13 次公投。在正式开启链上投票之前，Polkadot 曾发起了一次关于 DOT 拆分的投票，最终结果是 DOT 被拆分 100 倍。0 号提案于 7 月 20 日开启，内容为取消 sudo 模块，随之而来的 1 号提案是开启转账功能，完善主网功能。2 号提案为公众主导的增加验证人数量，4 号提案由于没有在 polkassembly 添加信息而被取消，10 号提案是强制转账，其余大多是理事会主导的技术升级以及增加验证人数量。

图 2：Polkadot 的公投提案结果，图片来源：polkadot.subscan.io

上图是 Polkadot 浏览器对目前已经启动的链上治理进行的总结。可以看出，投票要求采用绝对多数赞成方式进行的投票很难得到通过，也就是由公众提案发起的公投要比由理事会发起的公投更难通过，这与 Polkadot 上的投票率较低有关。以第 10 号公投和第 11 号公投为例，第 10 号公投是强制转账，被诈骗的用户希望追回赃款。这项公投是由公众提案发起的，最终赞成与反对数量分别为 827 万和 451 万，赞成率达到了 64.7%，投票率为 1.26%。Polkadot 的正向自适应仲裁偏差规则是当投票率为 75% 时，赞成率 66% 以上才可以通过（下图所示），很明显第 10 号提案没有达到要求绝对多数赞成的要求，所以最终没有通过公投。

图 3：Polkadot 的自适应偏差模型，图片来源：polkadot.network

11 号提案的内容为技术升级，是由理事会全员通过提出的议案，最终赞成数量为 17 万，反对为 0，投票率是 0.017%，赞成率是 100%，在简单多数的规则下通过了公投，但同样存在投票率低的问题。如果未来投票率依旧较低，那么公众提案如果要得到公投通过，就要达到几乎全员赞同的程度。在 Kusama 测试网上，最近的总体投票率也均在个位数，说明缩短治理时间（锁定时间）没有带来投票积极性的提高。

这种自适应的投票规则毫无疑问地提高了利益相关者与系统的关系，投票率也与公投内容与合理性有关，但这种方式是否公平以及是否加剧中心化程度还有待观察。

生态应用

虽然 Polkadot 主网的功能还未完善，但生态中已经涌现了许多应用。根据 PolkaProject 统计，与 Polkadot 相关的项目已经达到了近 300 个，包括基于 Substrate 开发的项目、工具、论坛、钱包等。在所有基于 Substrate 开发的项目中，又可以细分为资产桥、隐私、DeFi、NFT 等领域。下图是 PolkaProject 总结的 Polkadot 生态总览。

图 4：Polkadot 生态总览，图片来源：PolkaProject.com

这些项目中有一些受到过 Web3 资助，经常在公开场合被提及，下表是其中的典型项目。

表 2：Polkadot 生态项目简介

总体上可以看出，Polkadot 的相关应用主要集中在 DeFi，这也是目前全行业最热门的领域，其他的有数据、隐私和资产桥类。相对于其他公链平台，Polkadot 几乎没有关于游戏、预测和社交类的应用，这与 Polkadot 刚上线有关，也因为有些应用在其他公链上已经证伪或是跨链意义不大。在 DeFi 领域，流动性释放和 DEX 是最热门的板块，Polkadot 中的 DOT 锁定流动性有多种方式，包括 Staking、治理和卡槽拍卖（治理和其他功能的锁定不冲突），所以存在释放流动性的需求，DEX 则是在链上进行价值交换必备的应用。

目前 Polkadot 的生态应用几乎全部都需要基于平行链开展业务，没有上线主网的应用还需要 Polkadot 中继链上的验证人保证安全，所以这些项目都要参与平行链的卡槽拍卖。

卡槽拍卖

Polkadot 作为一个异构多链的区块链，中继链和平行链都是 Polkadot 中关键角色，中继链负责各平行链的安全，目前平行链还没有上线，预计在今年底或明年初上线测试网 Kusama。

拍卖方式

Polkadot 的网络资源是有限的，目前最多支持 100 条平行链，想要使用平行链则需要项目方租用平行链卡槽。租用卡槽需要锁定 DOT，等待租期结束后释放。卡槽由 Polkadot 官方依次放出，每隔一段时间开放一个，时间间隔不固定。项目方将使用拍卖的形式决定卡槽的租用权利，每个卡槽的租期为 2 年，以半年为拍卖周期，有 6 个月、12 个月、18 个月和 24 个月的时段可以选择，项目方可以对第 7-12 个月，也可以对第 13-24 个月进行出价。

系统会计算各个时间段的租金总金额，整体租金出价最高一个或多个项目方才能拿到卡槽。也就是如果两个项目方分别选择在第一年和第二年使用拍卖的总金额要高于第三个项目方使用两年的拍卖金额，那么这个卡槽会由这两个项目方使用。拍卖将采用蜡烛式拍卖的形式，结束的时间不固定。在卡槽拍卖中，策略和锁定 DOT 的数量同样重要。

项目方的准备

对于项目来说，基于 Substrate 框架构建并不意味着就可以成为 Polkadot 的平行链，同样需要租赁平行链卡槽。租赁锁定的 DOT 会在租赁期结束后返还，所以租赁成本只是 DOT 的机会成本。Polkadot 允许其他人为项目方存入 DOT，帮助项目方在拍卖中胜出，这就需要项目方设置有效的激励方式吸引 DOT 持有者。

一般来说，项目方会将自己的 token 奖励给帮助其进行平行链拍卖的用户，这也叫做平行链释放发行（Parachain Lease Offering，PLO）。同样对于用户来说，参与 PLO 的成本为锁定 DOT 的机会成本。目前 DOT 的场景有 Staking、治理、交易和平行链租赁，未来还会有一些应用场景。对于 DOT 的长期持有者来说，如果项目方给与 token 的价值要高于参与 staking （目前在 10% 以上）或者某些 DeFi 的收益，会是比较有利的。

在官方信息中，最初的平行链除了以拍卖的方式分发之外，Web3 也会赞助一些公益链，包括含有基础设施或者转接桥的链。例如与智能合约相关的平行链，在卡槽使用上可能直接得到 Web3 的帮助。如果没有成功拿到卡槽，还有几种方案可以参与跨链，使用平行线程和部署到其他已经拿到卡槽的平行链上，如果已经拥有自己的主网，还可以通过跨链桥转接到 Polkadot 上。

思考与总结

以上讨论了 Polkadot 主网上线以来的进展，在技术方面，Polkadot 更新了 Substrate 2.0，在 Kusama 和 Rococo 测试网上都有相应的技术进展。在治理方面，Polkadot 正式开启了链上治理方案。生态应用的数量有所突破。与此同时，Polkadot 作为最受期待的公链之一，市场热度一直维持较高水平，DOT 的价格变化也可以反映出来。

以太坊 2.0 和 Cosmos 是经常与 Polkadot 比较的两个项目。以太坊 2.0 解决的是可扩展性问题，采用了和 Polkadot 结构类似的分片模型，由信标链加分片链组成。Cosmos 则专注跨链领域，具体实现方式与 Polkadot 不同。目前以太坊 2.0 至少还有两年的开发时间，Cosmos 的社区热度和应用数量都有待提高，相对来说 Polkadot 还是落地程度比较高的项目。

但是，根据目前 Polkadot 的进展，还有一些有待解决的问题。在目前的治理方案中，大户权力过大和公众投票积极性不高的问题依然存在。理事会由投票选出，此投票与公投和 staking 不冲突，也就是大户可以选举出符合自己意愿的理事会成员，再用自己手中的 DOT 参与公投。虽然这种方式可以让治理结果表达最大利益相关者的意愿，但会引起治理的中心化问题。此外，在公投投票中，DOT 持有者的投票率很低。在 Polkadot 中，staking 与治理投票互不影响，目前 staking 的质押率在 70% 左右，但公投的投票率却在个位数左右。投票率低会影响治理的分布式程度，也无法真实地反映所有人的意愿。这可能由于投票的重复操作太复杂，也可能由于用户对提案内容不了解，无法做出选择。这就需要 Polkadot 社区内成员加强对治理方式和内容的理解，让治理发挥最大作用。

Polkadot 平行链的上线是未来社区里的大事，平行链的卡槽将采用租赁的方式，意味着绝大多数波卡项目都要付出成本（抵押 DOT）换取 Polkadot 上的跨链资源，所以借助 Polkadot 中继链安全性进行平行链发行的门槛提高了很多。对于大部分项目来说，只有能够支付得起租赁跨链资源成本的项目方才可以借助 Polkadot 的安全性，否则要自行部署节点，这会增加早期项目的启动难度。目前项目方采用的 PLO 解决方案会存在可持续性的问题，如果 token 分发完毕后，则必须采用其他方式吸引用户协助拍卖，项目方 token 在平行链上线后的价值捕获能力也存在风险。在平行链插槽拍卖竞争激烈的情况下，项目方必须在上线前进行大面积宣传活动，冷启动在 Polkadot 生态中将很难存在。如果未来竞争激烈的话，出于对跨链资源的争夺，项目在上线前就会出现“优胜劣汰”的局面。。

不过在 Polkadot 上存在有其他的跨链方案，例如平行线程或者集成到其他拥有平行链卡槽的项目中，也可以选择在 Kusama 网络发行来降低成本。目前平行链和平行线程的可用程度的区别，以其他方式跨链对团队的负担还需要在上线后持续观察。

Polkadot 和测试网的 Kusama 功能差别不大，所以追求不同稳定性的团队会有不同选择，但是会造成用户和社区分散的情况。虽然两者在技术升级时不会产生分叉，但在最开始两个社区就分隔开来，这在隐形中造成了社区的分裂。

Polkadot 的目标为平台的平台，公链之间的跨链是其解决的问题之一。对于公链来说，默认的跨链问题只存在于主流公链之间，目前的解决方案不断出现，Polkadot 如何在众多跨链解决方案中胜出是有待观察的。Polkadot 还有提高单链性能的优势，现在同样存在多种提高性能的方案，例如 layer 2 网络，Polkadot 发挥的作用也需要时间考验。

Polkadot 在企业平台与公链、企业平台与企业平台之间跨链的想象空间比较大，但是跨链的成本与意义也需要进一步考察，《连通公链和联盟链的研究》（2020 年第 79 期）中也有讨论，目前联盟链与公链之间的连通需求并不急迫。

Polkadot解决了比特币、以太坊等较旧的区块链面临的许多问题，正成为新型加密经济的基础。但是，Polkadot的成功取决于强大、健康、活泼的生态系统。一方面，为了帮助建立Polkadot生态系统，Polkaverse内的项目由于跑道较长而需要大量资金。另一方面，已经投资该项目的DOT持有人需要一种将其现在可转让资产重新投资到有前途的项目中的机制。

如果我们能够使DOT持有人将其DOT代币重新投资到Polkadot生态系统中，以为项目（潜在的平行链，应用程序构建者等）提供资金，并以可持续和安全的方式获得投资回报，该怎么办？

我们建议使用Polimec，这是一个开源的blockchain系统，旨在为基于Polkadot项目提供流动性，这些项目尚未准备发行自己的货币。它的概念类似于ERC20智能合约机制，但是用于在Polkadot或Kusama上发行预货币，因为它使Polkaverse项目能够在主网上线之前发行可转让的预硬币。

Polimec和KILT

Polimec利用KILT协议发行，证明和验证KYC / AML凭据。Polimec上的货币发行人必须确保其第一个接收者都经过正确的KYCed。他们可以向其业务伙伴证明这一点，并将凭据的有效性存储在KILT区块链上。在初始资金转移开始之前，Polimec可以通过Polkadot消息传递机制确定此有效性。这为发行人提供了高度的安全性和合规性。

除此之外，KILT将是首批在Polimec上发行其货币的平行链项目之一，因此KILT代币将在KILT主网启动之前可以转让。

当然，KILT和Polimec由KILT团队开发。

Polimec如何工作？

Polimec是专用的区块链，作为Polkadot的Parathread运行，可以在其运行时直接保存多种货币的余额。可在发行人的Polimec余额内创建新货币及其供应（发行货币），将货币代币转移到Polimec上的其他余额（转移）以及将所有余额迁移到主网络（迁移）。

为什么使用Polimec代替ERC20？

纵观ERC20机制，它在过去几年中非常成功，尽管它表现出一些问题。通过Polimec，我们寻求修复主要问题并为区块链项目建立与Polkadot兼容的新机制。

基于ERC20的代币最紧迫的问题是gas油价格：每次转让ERC20代币都需要一个智能合约，这会产生gas费，很容易就超过20美元。这使得少量交易代币很困难。

Polimec不使用智能合约。它直接在Polimec区块链上持有所有Polimec发行货币的余额。Polimec没有本机货币，因此维护人员仅会以所用货币支付的gas费作为报酬。这允许非常稳定且相对较低的gas价格，并具有以下优点：不需要第二种货币进行转移。

通过将Polimec与ERC20进行比较，Polimec建立了一个硬币发行者社区，因此只有该社区接受的人才能在Polimec上发行新货币。而且，只有这些Polimec货币发行人才能成为Polimec的维持者。这样，他们就有了尽可能强大的动力来维护网络并保持自己的代币存活。发行人还可以决定，如果新发行人被社区接受，这将对欺诈性或无用的项目造成自然障碍。

除了发行，转移和迁移之外，Polimec还会有其他功能吗？

Polimec还通过发行初始代币的宝贵功能为发行人提供支持：通过监视Polkadot中继链，Polimec可以将Polkadot网络上的DOT转移与Polimec上的货币销售相关联，从而自动向买家分配新货币。Polimec上的货币发行人可以向KILT区块链上的最初购买者证明成功的KYC / AML。Polimec使用Polkadot平行链通信机制在KILT区块链上初始分发期间检查这些凭证的有效性。将提供一个链下应用程序，该应用程序允许设计高度复杂的硬币提供和分配方案。

2020年，从staking（抵押挖矿）到DeFi（去中心化金融），加密世界的两大顶级概念，驱动波卡（Polkadot）获得“2020年市值最高”项目的殊荣。今天，我们将从网络整体架构、价值核心、优缺点，以及圈内对其评价等入手进行分析，以期用户和投资者能对波卡的价值有一个全面的认知。

波卡（Polkadot）的诞生

在波卡（Polkadot）之前，区块链是孤立的、无法相互通信。比特币代码库是非常耦合的，所有的三层—网络、共识和应用耦合在一起。对用户不友好，且只能处理每秒少量的交易。此外，随着以太坊网络的臃肿，各项问题开始凸显，如扩展性的限制、可用性的限制、主权方面的限制等。

因此，波卡尝试建立一套多链的架构，以期让所有接入此架构的区块链能更好的完成互相之间的信息交互，此外，其定义了一套平行链（Parachain）和中继链（Relaychain），来分别解决扩展性和伸缩性问题。

发展历程

2016年，Gavin Wood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。其后，研究人员和开发人员一直在改进、更新和完善Polkadot网络。

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，其持续推动从PoA、NPoS，到移除Sudo，最后到进入去中心化的网络治理阶段的进程建。尽管主网还未完全落地，但生态中就已经集结了327个项目，覆盖了钱包、浏览器、DeFi等多个领域。

作为自称“区块链3.0”时代代表的波卡，是否真的能成为比肩以太坊网络的价值存在？

价值体系

波卡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。

基于其上的应用能够实现：数字基础设施通过设计保护我们的利益；有更多机会获得开放式金融服务；贸易网络和经济更具代表性和效率；可靠的、开源的、点对点的协作和通信基础设施。

从应用项目的属性分析，波卡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。尤其是staking和DeFi等项目的上线，更是让波卡成为市值最高的存在，而DOT代币最近一个月也上涨了80%。周线观察，DOT已经实现连续四周的上涨，现价17.27 USD，总涨幅541.7%。

不足之处

波卡在多领域拥有很多潜力，但依然存在诸多不足。

DOT通通胀率问题：现在波卡社区对波卡最大的争议就是波卡的通胀率，目前来看每年的通胀率是10%。通胀率太高，对币价有严重的稀释作用。

节点验证问题：波卡采取的NPoS的机制是Staking经济的一种，用户通过Stake一定的token在网络中从而来运行一个节点，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，波卡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。

圈内评价

比特派创始人文浩：技术的角度，跨链概念在真正做到跨链前可谈的东西其实不多，不外乎是Staking锁仓，波卡多了个平行链插槽拍卖，因此是否真的具备区块链技术上的优势，我个人认为得等到真正的把跨链这件事给落了地之后才好评价。

星球日报创始人&CEO王梦蝶：我们认为波卡是一个承上启下、代表下一代区块链的项目。

白话区块链商务主管李雷：波卡项目在业内已有良好的预期，给区块链带很多新概念和新的可能性的同时，团队开发水平也是公认的国际一线，所以对波卡未来逐步实现其愿景还是有信心的。

链闻小毛哥：不少分析都表明，以太坊2.0和Polkadot有很大的相似性，同时也有互补性。以太坊的DApp在理论上有可能通过与 Polkadot的桥接，连接到其他平台，不失用户，也不必迁移智能合约。

根据周四的博客，Parity Technologies的Polkadot已启动了该协议的第一个平行链规范的测试网 Rococo 。平行链是Parity Tech的“协议协议”愿景的基础。

Rococo允许开发人员将基于Substrate的区块链“注册”为Polkadot较大的Parachain网络的一部分。

Substrate是一个区块链构建套件，可让其他网络作为Polkadot平行链进行互操作。

洛可可式是通过其中继链逻辑进行的区块链间通信的首次测试。

洛可可（Rococo）在Parity Technologies的领导下作为授权证明（PoA）网络启动。该公司表示，测试网将从三个平行链开始。

Polkadot正在采取行动扩展其生态系统，宣布了一个新的DeFi联盟以及针对验证者的新支持计划。

Polkadot已成为发起去中心化金融联盟的最新以太坊竞争对手。

该联盟于12月3日宣布，旨在克服Polkadot生态系统的分散性，为社区提供一个讨论使用Polkadot网络及其底层DeFi底物技术堆栈的平台。

Oracle网络Chainlink是该联盟的创始成员之一。该公司全球业务发展主管Dan Kochis说：“ Chainlink很高兴能帮助指导Polkadot不断发展的去中心化金融应用生态系统。通过推广DeFi协议的开发人员最佳实践，Polkadot生态系统将变得比以往任何时候都更强大。”

其他创始成员包括2层技术提供商Plasm Network，分散式保险市场Tidal Finance和非托管自动化做市商Polkaswap。

该联盟目前正在接受来自Polkadot Network或Substrate上的开发人员的应用程序。

Polkadot还刚刚宣布将在本月启动“千个验证器”计划，该计划将为寻求运行Polkadot节点的个人提供支持和激励，以期将其验证器的数量增加1,000个。

该程序借鉴了2月份在Polkadot的姊妹网络和平行链草间（Kusama）上启动的同一程序。当草间弥生的节点数在2月份接近180个时，该网络现在有700个有效验证器，还有393个等待验证者。

尽管三分之二的Polkadot供应量被抵押，但该网络目前仅包含249个验证器，这表明许多利益相关者正在选择使用第三方服务提供商。

上周五，火币全球公司发布了两个公告，表明该加密货币交易所正努力成为Polkadot网络发展的关键参与者。

在一对博客文章中，总部位于塞舌尔的交易所宣布了一项Polkadot赞助计划，以及来自Huobi创新实验室的500万美元Tether稳定币基金，以在整个Polkadot生态系统中支持“开发人员，活动组织者，内容创作者和大使” 。

赞助计划允许个人推荐Polkadot项目，以便在火币交易所的特殊资产上市部分“ Polkadot生态区”上市。据报道，赞助商还被邀请参加Huobi的年度会议以及其他线下活动。

申办者必须对Polkadot的成功拥有重大的既得利益才能申请。最低要求包括300,000个DOT令牌（超过150万美元），其中一半必须用火币作为资产证书锁定。

火币的投资是在周四波尔卡德（Polkadot）宣布的两份类似声明之后。该网络发起了一个以分散式金融为中心的联盟，其创始成员包括甲骨文提供商Chainlink和第二层网络Plasm。

此外，Web3基金会宣布启动“千人验证器计划”，该计划将提供教育，支持和资金，旨在增加该平台的网络验证器的数量。

基础设施和生态投资是在Polkadot的创建者Gavin Wood周四争辩说Polkadot和以太坊可以并存之后。在Polkadot解码峰会上发表的评论中，还共同创立了以太坊的程序员否认了一个第1层协议只有足够的空间的想法。

伍德说：“如果以太坊最终成为一条可以桥接的链，我认为极有可能Polkadot和以太坊可以愉快地共存。daccess-ods.un.org daccess-ods.un.org

但是，希望从以太坊取而代之的第1层平台可能会对网络影响做出一些错误的假设。

Grayscale母公司Digital Currency Group投资负责人Larry Sukernik今天在Twitter上发表评论，警告Polkadot等平台不要将开发人员迁移视为理所当然。

根据Coingecko的说法，Polkadot的DOT令牌目前的市值为47亿美元，而以太坊的市值为670亿美元。