取代以太坊，争夺Cosmos，波卡的真面目是什么？

在众多尚未上线主网的区块链中，跨链项目Polkadot也成为了迄今为止最热门的区块链之一。 然而，时常与Cosmos、以太坊并肩出现的Polkadot，却在无数次的对比中充当配角，不断被分裂和重构。

本文将尝试描述 Polkadot 的真实图景。 如有遗漏和误解，敬请指正。

起源

正如比特币有中本聪，以太坊有V神，波卡也有它的灵魂——创始人Gavin Wood。

在创建 Polkadot 之前，Gavin Wood 有两个广为人知的身份：前以太坊 CTO 和联合创始人，后又是以太坊客户端 Parity 的创始人。

在致力于以太坊开发的过程中，Gavin的成就不亚于V神。 他撰写了以太坊技术圣经——黄皮书，首先提出了EVM（Ethereum Virtual Machine，即以太坊虚拟机）的概念，并开发了智能合约高级语言Solidity，这些技术发明几乎奠定了区块链2.0的基础.

在概念想象上，Gavin 还于 2014 年首次提出零信任安全交互操作系统——web3.0 时代，并将其称为“后斯诺登时代”（第二次 web3。2010 年 Polkadot 成立时） ; 在工具方面，独立创建Parity Technologies的Gavin推出了用Rust语言编写的以太坊客户端Parity，目前在以太坊用户中排名第二。

感伤期

2016年，在以太坊升级到1.5/2.0的过程中，以太坊经历了分叉危机。 Parity 的创始团队开始考虑独立创建以太坊区块链的分片版本。 Gavin 将思考过程更进一步。 在他构想的新区块链系统中，连接到中继链的分片并不完全相同，允许不同的节点运行不同的应用逻辑，让每条链成为自己的平台，所有的分片都应该享有相同的安全保障。

创始团队的光环和这一理念的先进性，迅速赢得了资本的青睐。 2017 年 10 月，Polkadot 进行了第一次众筹，在一周内吸引了 1.3 亿美元（48 万个以太坊）。 投资机构有Bossst VC、Pantera Capital、Polychain Capital等知名创投机构。

它的 ICO 方法也非常分散。 为了防止有人在 5 秒内囤积所有代币，Polkadot 采用荷兰式拍卖方式，随着时间的推移逐渐降低购买限额并提高价格。

众筹页面

然而，在众筹完成后不久，波卡Parity钱包中的93万个以太币因Parity程序员操作失误被冻结，引发轩然大波。 今年 4 月，Polkadot 推出了第二次 ICO。 在此前华尔街日报2019年1月的报道中，知情人士称，第二次ICO计划筹资6000万美元，整体估值12亿美元； 而在 4 月份，Babbitt 对 Gavin Wood 的最新采访中，Gavin Wood 表示，最后 20% 的代币将在主网上线前出售。 据Odaily星球日报报道，本次ICO个人购买一个DOT的单价较首轮众筹价格上涨了177%，预计融资额将超过6000万美元。

共享验证节点的异构多链协议

作为Gavin web3.0愿景的产物，Polkadot是一个异构的多链协议，旨在实现以往区块链努力实现的三个目标：互操作性、可扩展性和共享安全性。

如何？ 波卡由一条中继链（Relaychain）和一系列平行链（Parachain）组成。 其中，中继链负责并行链之间数据、消息、交易的共享安全、共识和跨链传输； 平行链需要绑定Polkadot的token Dots租借一个平行链插槽链接中继链（Dot持有币持有者可以通过staking token投票决定是否增加、删除或修改现有的平行链）； 对于已经无法改变共识机制的代币（比特币、以太坊等老牌公链）或者不愿意改变共识机制和共享安全的区块链，可以通过BrigeChain接入波卡生态。

这种异构多链架构希望实现各链之间资产和数据的相互流通，提高吞吐量； 在 Polkadot 中，区块生成任务可以分配到不同的子链上，这样交易就可以并行运行，而不用担心冲突。

目前，在波卡的第一个版本中，可以通过中继链并行连接数十条平行链。 据官方估算，一条中继链最多可容纳100条平行链。 目前，已有超过 25 个项目公开表示，他们打算将他们的区块链连接到 Polkadot； 在其第二个版本的概念中，可以出现基于主中继链的二级中继链，预计可扩展一千到一万倍。

第一版 VS 第二版

在安全性方面以太坊的实际用途，Polkadot 认为，在一百条互联互通的区块链中，安全性最弱的链将决定整个跨链系统的安全性，还有一些链因为难以吸引验证者而缺乏激励。 通常系统安全性不高。 因此，在Polkadot的配置中，中继链上的验证节点会均匀分布到每条平行链上，以保护其安全。 专注于链的任务（即运行）。

传统独立安全 VS 共享安全

2018 年 10 月，Polkadot 推出了一个新工具——Substrate 框架。 框架集成了区块链所需的通用功能，让开发者创建区块链尽可能的简单和灵活； 同时，也可以实现部分技术自由。

Substrate分为多层架构：即Substrate Core（与Polkadot-Core-集成）、Substrate SRML和Substrate Node，如下图所示，从上到下，技术自由度降低，抽象度降低，依赖度增加。

具体来说，如果选择顶级的 Polkadot Core，开发者需要从头开始构建自己的区块链，并在 WebAssembly 中配备区块验证功能。 从头开始意味着必须实现自己的节点、RPC 同步、网络、加密、数据库、存储、共识以及轻量级客户端和遥测等扩展。

底层的 Substrate Node 可谓一站式服务。 开发者只需要提供一个JSON配置文件，就可以获得一个完整的智能合约区块链。 你大概可以想象其中的简单：在 2018 年柏林的 Web3 峰会上，Gavin Wood 使用 Substrate 在半小时内在一台刚刚出厂的新电脑上创建了一个完整的区块链。

Gavin Wood 在柏林 Web3 峰会上

Polkadot 中的平行链不限于使用此框架创建； 该框架也不限于 Polkadot 生态系统。

混合共识：改进的DPOS+PBFT

在 Cosmos 中，通过 Cosmos SDK 构建的链只能选择 Tedenmint 共识机制。 通过 Substrate 构建的区块链是否对共识机制有限制尚不清楚，但了解 Polkadot 的共识机制还是很有必要的。

根据 Polkadot 的最新博客，Polkadot 计划使用 GRANDPA，这是一种由 Web3 基金会研究科学家 Alistair Stewart 发明的混合共识机制。

共识机制是Aurand和Tendermint用于PBFT的混合共识机制。 其中，Aurand是DPOS的升级版，保留了其出块轮换，一开始就确定出块人（验证者）的特性，因此效率高，TPS高； 同时提高节点数量，允许随机选择验证人而不是固定的21个节点出块。 此外，GRANDPA 还针对 PBFT 改进了 Tendermint。 Tendermint for PBFT 是 Cosmos 的共识，需要至少 2/3 的验证者才能达成共识。 异步 BFT Tendermint 将对每个区块执行 BFT。 爷爷可以选择每一轮验证者的最后一个区块进行BFT，减少99%的隔离见证人、链下收集签名、验证finalize等通信流量，让共识形成更快。

虽然看起来很复杂，但GRANDPA的本质是POS共识机制。 相对于大多数POS公链只有委托人和验证人两种角色，Polkadot在其白皮书中设置了四种角色：“验证人（validator））”、“提名人”、“收集人”和“钓鱼人”，

验证者和提名者类似于大多数 POS 公链中的节点和委托者。 前者质押代币生成区块并提供委托服务，后者可以将代币委托给验证者。

新增的校对者和验证者相互协助，主要任务是生成有效的平行链区块。 收集人还执行未封装块的零知识证明，并将它们提供给负责将平行链块提交到中继链的一个或多个验证器。 Fishermen 是赏金猎人，他们监视验证者和校对者的不当行为，并为报告寻求丰厚的回报。

链上治理：浮动投票通过门槛

Polkadot 的治理机制也比较复杂。 除了公投之外，Polkadot 还引入了链上“委员会”的概念，该委员会可能从大约 6 人开始，并在 9 个月内增长到 24 人（大约每两周一个）。 所有成员均有固定任期（12 个月），每位成员均由赞成票选举产生。

该委员会主要负责两项治理任务：提出合法的公投和取消无可争议的危险或恶意公投。

比较特别的是，复杂的波卡采用“加权投票”和“自适应群体偏差”。 在加权投票中，投票权重等于投票者代币数量乘以锁定时间（代币锁定时间，倍数在1到6之间。）

通俗地说就是“自适应群体偏差”，即：如果投票率低，则需要更多的赞成票才能通过该提案； 理事会提案需要更多的否决票才能被否决； 公民提案需要更多的是票才能通过。

说了这么多，Polkadot 在其治理页面的最后也表示，最终的治理模式在主网上线之前还没有确定。

与 Cosmos 和以太坊的“比较”

Polkadot 作为一个跨链项目，经常被拿来与 Cosmos 进行比较。

两者在跨链技术设计上非常相似，都提出建立一个连接的区块链（Cosmos Hub 和 Polkadot 的中继链）来在其他链之间传递消息； 两者都有一个模块存储库（Cosmos SDK 和 Substrate）供开发人员构建可直接插入相应生态系统的区块链； 两者都有连接传统区块链的桥接机制（Cosmos 的挂钩区和 Polkadot 的桥接链）。

不同的是 Cosmos 有多个 hub，不共享节点和安全。 该中心仍将允许区块链完全控制其自身的治理。 相比之下，Polkadot 目前只有一个中继链设置，这也被认为是“更中心化”的，平行链共享节点和安全性。

但支持者并不这么认为，共享网络安全并不是坏事，甚至在大多数情况下是必要的； Wetez钱包也认为，很多新公链最大的问题是节点不够多，也就是说没有去中心化就不够安全。

在这一点上，无法判断哪一方更有优势，就看项目方的选择了。

此外，在开发语言上也存在差异：Polkadot 使用 WebAssembly 和 Rust 语言，而 Cosmos 使用 Golang 语言。 WebAssembly 比较先进，更有利于不同运行时的区块链之间的协调。 目前谷歌、苹果、微软和Mozilla都支持它，但对于普通开发者来说，它是一个较小的领域。 人们的语言。 与 Rust 相比，Golang 是一种更容易学习的编程语言，在全球拥有更多的开发者。

不过，显然 Polkadot 团队也意识到了这一点。 Parity Technologies 目前正在开发两个基于 Rust 和 Javascript 编程语言的 Polkadot 客户端。 2019 年 1 月，加拿大科技公司 Chainsafe 获得 web3.0 基金会的资助，使用编程语言 Golang 为 Polkadot 开发新的客户端。

Polkadot 的设计，在一些人看来，意在取代以太坊。

例如，橙皮书曾用一个比喻来描述两个愿景的相同点：以太坊的愿景是想用以太坊的账本来帮助世界各地的村庄/各个经济体记账和结账； Polkadot虽然描述的是一种跨链技术，但它更多描述的是一种多链账本结构。 Polkadot要做的就是利用中继链的账本为其他村记账。 本质上，两者都是分类账。

Polkadot 成员 Jack Platts 在文章中也对两者进行了比较，认为 Polkadot 也比以太坊便宜：虽然租用槽位需要锁定一些 Dots，成本高于编写智能合约，但相比以太坊高 gas 费，成本在 Polkadot 生态系统中发送交易的次数将大大减少。

不过，波卡在各种场合否认挑战以太坊，但以太坊社区并不买账。

以太坊核心开发者、主要客户端Parity的发布经理Afri Schoeden曾在推特上表示，Polkadot已经达到了以太坊第四阶段“Serenity”想要达到的效果。 曾被社区称为“以太坊的叛徒”。 .

所谓“Serenity”阶段以太坊的实际用途，是以太坊向POS机制升级计划中的第四阶段。 目前，由于种种原因，以太坊Serenity阶段的分叉升级已经推迟。

以太坊上的去中心化自治组织管理 Aragon 宣布将考虑发布自己的基于 Polkadot 协议的区块链 AragonChain。 此举也引起了以太坊社区的强烈反响。

以太坊核心开发者Lane Rettig在推特上评论道：这是一个预警，如果以太坊不能快速扩张，就有失去竞争力的风险； 以太坊社区活动家、SpankChain CEO Ameen Soleimani 甚至提出，要求限制 Aragon 在 Polkadot 相关开发上的资金和其他资源支出。

尽管Aragon社区成员此前提出“建议购买价值150万美元的DOT代币以促进波卡发展”的提案，但遭到了92.29%的反对票。 但在最新的“AGP-42：让 Aragon 专注于以太坊，而不是 Polkadot”提案中，已经有 68% 的反对票。

参考：

Substrate 和 Polkadot 一切的简要总结

Polkadot 如何解决区块链创新者面临的最大问题

治理/Github

波卡常见问题解答

Polkadot 概念验证 3：更好的共识算法

Polkadot 中的 GRANDPA 区块终结性：简介（第 1 部分）

Substrate、Polkadot 和链上治理案例

为 Polkadot 做准备所需知道的一切

以太坊之战，超宇宙，详解以太坊之父Gavin Wood和他的Polkadot

面对无人值守的区块链治理，Polkadot 和 Dfinity 如何创新？

十七问解释Cosmos、波卡和以太坊的本质区别

区块链互操作性：Cosmos vs Polkadot

Aragon 投票反对专注于以太坊，转向 Polkadot

为什么我们需要 Web3.0

ĐApps：Web 3.0 是什么样子

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