区块链-Polkadot 探讨 - Go语言中文社区

区块链-Polkadot 探讨


1 Polkadot 是什么

Polkadot是由大名鼎鼎的Gavin Wood主导的ParityTech团队进行设计和开发。Polkadot致力于实现链间任意消息通信,解决区块链的互通性问题,进而实现多链并存,解决扩展性和多样性问题。

在区块链世界中, 比特币第一次打造出了公有共识系统,将货币发行和转账作为点对点现金应用,发明了去中心化的群体性协作方式方法。以太坊把区块链去中心化载体本身和上层通用应用进行了分离,也既是将共识和状态机分离,但在以太坊中共识和状态机分离是一条链内实现。

Polkadot畅想了一种新的区块链形态,由单独的中继链去统一管理共识安全和数据交互,用百花齐放的平行链技术去满足各种应用需求,进一步分离共识和状态转换,这听起来和目前的区块链形态有很大不同,其实是个“链网”而不是条“区块链”。

开发者目前是在单一虚拟机平台上写合约应用,未来可以先在统一共识平台上写某种虚拟机,再在自己创造的虚拟机平台上写应用。不同于目前大多区块链协议层项目要么是在比特币上增加隐私,要么是提高智能合约执行性能等这些量变的改善.

因此Polkadot给区块链行业带来的可能是质变的新范式革命, 笔者甚至认为以Polkadot为代表的多链技术是区块链发展的方向.
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1.1 中继链(Relay Chain) 和 平行链(Parachain)

Polkadot由一个中继链Relay Chain和若干平行链Parachain组成。

中继链负责全网的共享安全共识和平行链的跨链交易转发,中继链可以理解为具有安全共识的网关。在中继链上,Polkadot 通过一个现代的异步(asynchronous)拜占庭容错(BFT) 算法达成对有效区块的相互共识,算法受简单的 Tendermint 和 HoneyBadgerBFT 启发。中继链本身不包含任何应用,应用均在平行链上进行开发和部署。

平行链(Parachain) 是附着于由中继链提供的安全性上的,可并行化的区块链应用。平行链由中既链提供共享安全共识和平行链之间的跨链消息转发。平行链可以使用不同类型的区块链底层技术,允许每个参与者定义自身有效性的方法,来解决特定领域的问题。

1.2 Polkadot 的参与方

有四个基本的角色在维持 Polkadot 网络:收集人(collator)、钓鱼人 (fisherman)、提名人(nominator)、验证人(validator)。在 Polkadot 的一个可 能实现里,最后一个角色有可能会被拆分成两个:基础验证人和可用保证人 (guarantor)。

验证人:验证人有最高权限,帮助在 Polkadot 网络里打包新区块。验证人和目前 PoW 区块链的矿池相似。

提名人:提名人是一个拥有权益的群体,他们把安全性押金委托给验证人。提名人和目前 PoW 网络的矿工相似。

收集人:交易收集人是帮助验证人制造有效的平行链区块的群体。

钓鱼人:钓鱼人并不直接和区块打包的过程相关,人的存在,我们才能减少恶意行为的发生,即使发生希望也只是 因为私钥不小心泄露了,而不是故意的恶意企图。起这个名字的出发点是考虑到他们期望 收益的频率和最终奖励的大小。
更多参与方职责详情请查看《Polkadot白皮书》
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1.3 跨链通信

Polkadot 最关键的部分是跨链通信。因为在平行链间可以存在某种信息通道,我们才说 Polkadot 是可伸缩的多链系统。
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  用户提交一个交易,先转移到平行链外部,然后通过中继链再转移到另一条平行链,成为一个可以被那里的账户执行的交易。

现实中的单条区块链不管多少个节点,都类似于一家网站的服务器,为用户提供了一种特殊的服务,例如比特币就是阿里巴巴,以太坊就是腾讯,Zcash就是百度,而跨链就是他们之间的那个互联网协议的,只有都连起来,才能为用户提供全部的服务。而这种连接不能是目前交易所之类的中心化权力机构进行转发,必须也是一条去中心化民主共治的链。Polkadot就是区块链中的基础设施服务商,提供跨链通讯。

2 Polkadot与技术对比

2.1 Polkadot vs Cosmos等跨链方案

Cosmos是Interchain Foundation的跨链开源项目。本质上,它包含多个使用独立 Tendermint 实例的区块链(在空间 zone 中运行),和一个使用去信任通信的中心(hub)链。跨链通信仅限于转移数字资产(也就是代币),而不是任意信息。
  简言之,Cosmos和其他项目专注在跨链价值转移上。Polkadot允许不同智能合约间更具备普适性的跨链交互,远景更为宏大。

2.2 Polkadot vs 侧链

你以前一定听说过双向锚定、侧链和联合挖矿,但相比于快速增长的以太坊技术,这些概念已经像是史前时代的了。Polkadot吸取了它们一般性的概念,摒弃了侧链的扩展性,直接提供了共享安全,而且也不像侧链系统那样,开发人员如果要打造一个侧链的话,还要组织矿工来保证资产安全。

2.3 Polkadot vs 企业级区块链

Polkadot和Hyperledger等联盟链方案之间不是竞争关系,而是扩展他们的功能。Polkadot会在这些方案间提供去信任的数据交换。比如财富500强的公司各自去实践一个Hyperledger,通过挂靠Polkadot,所有巨头都将可以相互通信。

2.4 Polkadot vs 以太坊2.x和其他基于EVM的方案

Polkadot并不是为了和以太坊竞争,Polkadot看做是一个区块链平台,意味着与其他以太坊平台相互相互开发、试验、部署和维护。

3 Substrate基础链

Parity Substrate是独立于Polkadot的项目。 Polkadot是基于Substrate构建的,现在你可以使用Substrate来构建新的区块链项目,而不用等Polkadot开发进度。sustrate项目地址:https://github.com/paritytech/substrate
  Substrate是一个框架,类似于Express框架或其他Web应用程序框架,只不过是用于构建分布式或去中心化系统,比如加密货币项目,或消息总线系统。
Substrate主要开发完成了如下功能:

  • 共识机制,出块投票逻辑:提供拜占庭容错机制的功能。
  • p2p网络:比如p2p节点的搜索,同步等等
  • Wasm虚拟机:可以使用Rust、C++、JS等语言开发合约。
  • 智能合约原生执行:操作系统原生执行的高性能。
  • 去中心化随机数:共识算法和链上不可操控功能的核心组件。
  • 轻客户端等模块:消除中心化节点依赖,使低性能设备也能直接 接入区块链。
  • 多语言版本实现,可以实现广泛的生态对接,官方会有Rust、JS 的全协议客户端。

事实上,我们可以基于Substrate技术基础上,基于高度聚焦、 实用快速的思想,打造自己的区块链技术平台。
参考:http://bbs.chainx.org/topic/5b8506378cfa203f329ef9dc

4 业界方案

Polkadot 目前处于POC-3阶段,主网计划将于2019年Q3上线。
国内因特链正基于Substrate打造平行链。

5 总结

从区块链的历史来看,不管是中本聪的比特币,还是Vitalik神童和Gavin Wood的以太坊,亦或是ByteMaster的EOS,都引领着区块链世界发展。不过时间永远不会停止区块链世界的前进,目前Polkadot尚且处于早期阶段,我们可以一直跟踪这个项目,静待区块链世界的下一波浪潮。

附:Polkadot github地址:https://github.com/paritytech
Polkadot 官网:https://polkadot.network/#whatisit

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  • 发表于 2019-09-01 14:20:44
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  • 分类:区块链

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