取代以太坊、争锋Cosmos， Polkadot的真实面貌到底是什么？

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在诸多还未上线主网的区块链中，跨链项目 Polkadot也成为了至今为止热度最高的区块链之一。

但常常与Cosmos、以太坊并肩出现的Polkadot，在无数的对比中作为配角，不断地被割裂与被重构。

本篇文章将试图描摹 Polkadot的真实全貌，如有遗漏及误解，还请各位指正。

起源正如比特币有中本聪，以太坊有 V神，Polkadot也有它的灵魂人物——创始人 Gavin Wood。

在创建 Polkadot之前，Gavin Wood曾有过两个知名身份：前以太坊的CTO及联合创始人，其后是以太坊客户端Parity的创始人。

在投身于以太坊的发展进程中，Gavin的成就并不比V神小，他撰写了以太坊技术圣经——黄皮书，首次提出了EVM概念（Ethereum Virtual Machine，即以太坊虚拟机），以及开发了智能合约高级语言Solidity，这些技术发明几乎奠定了此后区块链2.0的基础。

在概念畅想中，Gavin也在2014年首次提出0信任的安全交互操作系统——web3.0时代，并称其为“后斯诺登时代”（第二次重提web3.0则是在2017年成立 Polkadot之际）:在工具上，出来单干并独立创建了Parity Technologies的Gavin推出了由Rust语言编写的以太坊客户端Parity，目前该客户端的以太坊用户仍然排名第二。

青涩时期2016年，在以太坊向1.5/2.0升级的过程中，以太坊经历分叉危机。

Parity创始团队开始考虑独立创建一条有分片版本的以太坊区块链。

Gavin将思维过程更进一步，在其构思的新区块链系统中，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，使每个链都成为自己的平台，所有的分片都应该享有同样的安全保障。

创始团队的光环与这一设想的先进性很快得到资本青睐。

2017年10月，Polkadot进行了第一次众筹，一周内吸金1.3亿美元（48万以太坊），投资机构不乏Bosst VC、Pantera Capital还有Polychain Capital等知名风投机构。

其 ICO方式也十分具有去中心化的色彩。

为了防止有人在5秒钟之内囤够所有代币，Polkadot采取了荷兰式拍卖的方法，即随着时间的推移逐渐减少购买上限、同时提升价格。

众筹页面不过，众筹完不久，由于 Parity 一位程序员的操作失误，Polkadot 的 Parity 钱包中 93 万个以太坊被冻结，曾引起哗然。

今年 4 月，Polkadot 发起了第二次 ICO。

在此前华尔街日报于 2019 年 1 月的报道中，知情人士表示第二次 ICO 计划融资 6000 万美元，整体估值达到 12 亿美元:而在 4 月，巴比特对 Gavin Wood 最新的采访中，Gavin 表示将在主网发布前发售最后 20% 的代币。

据 Odaily星球日报了解，此次 ICO 个人购买一枚 DOT 的单价，相比第一次的众筹价格已经上涨了 177%，预计此次融资获将超过 6000 万美元。

共享验证节点的异构多链协议作为 Gavin实现web3.0愿景的产物，Polkadot是一种异构多链协议，旨在实现以往区块链努力实现的3个目标：互通性、可扩展性、共享安全。

如何实现的呢？Polkadot由一个中继链（Relaychain）以及一系列平行链（Parachain）组成。

其中，中继链负责共享安全、共识以及平行链之间数据、消息和交易的跨链传递:平行链则需要绑定Polkadot的代币Dots以租赁一个parachain槽 ，来链接中继链（Dot 持币者可通过质押代币，投票决定是否添加、移除或者修改已经存在的平行链）:对于已经无法改变共识机制、代币（如比特币、以太坊这样的老牌公链）或者不愿意改变共识机制以及共享安全的区块链，则可以通过 BrigeChain链接Polkadot生态。

这一异构多链的架构，希望实现各个链条之间资产与数据的互相流通，以提高吞吐量:在 Polkadot 中，出块任务可以分配给不同的子链，从而能够实现并行运行事务且不必担心发生冲突。

目前 Polkadot 的第一版，数十条平行链能够通过一个中继链并行连接，据官方估计，一条中继链最高可容纳 100 条平行链，目前已有超过 25 个项目已经公开声明他们打算将他们的区块链连接到 Polkadot:在其第二版的构想中，可以出现基于一级中继链上的二级中继链，预计可以出现千倍至万倍的可扩展性。

第一版 VS 第二版在安全性上，Polkadot 认为在一百条相互关联的区块链中，安全性最弱的链条将决定整个跨链系统的安全性，而不乏有一些缺少激励的链条因为难以吸引到验证者，往往系统安全性并不高。

由此在 Polkadot 的设置中，中继链上的验证节点将被平均地分配给各平行链以守护其安全性，这样一来，平行链不必花心思吸引验证者来保护区块链，而将精力专注于链的任务（即运行）。

传统的独立的安全VS共享安全2018年10月，Polkadot上线新的工具——Substrate框架。

该框架集成链区块链所需的通用功能，以期使开发者尽可能简单灵活地创建区块链:同时也能实现一部分的技术自由。

Substrate分为多层架构：即Substrate Core（具有Polkadot-Core-integration），Substrate SRML和Substrate Node，如下图所示，从上到下，技术自由递减、抽象度递减、依附性递增。

具体来说，如果选择最上方的 Polkadot Core，开发者需要从头开始构建自己的区块链，并在WebAssembly中为其配备块验证功能。

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功能。

而最下方的 Substrate Node则可谓是一站式服务，开发者只需提供 JSON配置文件即可获得完整的智能合约区块链。

你大概可以想象其简便性：在2018年的柏林Web3峰会上，Gavin Wood在半个小时之内，利用Substrate在一台刚从工厂出炉的新电脑中，创建了一条完整的区块链。

柏林 Web3 峰会上的 Gavin WoodPolkadot中的平行链并不限定于用此框架创建:该框架也不仅仅限定于 Polkadot生态。

混合共识：改进版 DPOS+PBFT在 Cosmos中，通过Cosmos SDK建造的链只能选择Tedenmint共识机制，目前暂不清楚通过Substrate搭建的区块链是否在共识机制上有所限制，但还是有必要清楚Polkadot的共识机制。

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

该共识机制是 Aurand和Tendermint for PBFT的混合共识机制。

其中，Aurand是升级版的DPOS，保留了其轮流出块，且一开始就确定了出块人（验证者）的特质，所以效率高，TPS高:同时改进了节点的数量，允许随机选择验证人而非固定的21位节点出块。

此外，GRANDPA对Tendermint for PBFT也做了改进，Tendermint for PBFT是Cosmos的共识，需要 至少2/3的验证人达成共识。

异步BFT Tendermint会对每个块进行BFT，Grandpa可以选择每轮验证人最后一个块进行 BFT，减少99%的通信量如隔离见证、链下收集签名、验证 finalize，从而共识形成速度更快。

尽管看起来十分复杂，但 GRANDPA的本质还是POS共识机制，相比于大多数POS公链中只有委托人与验证者两个角色，Polkadot在其白皮书中设置了四个角色：“验证者(validator)”、“提名人(nominators)”、“校对者(collators)”和“渔民(fishermen)”,验证人与提名人与大多数 POS公链中的节点与委托人作用相似，前者质押代币生成区块且提供委托服务，后者可将代币委托给验证者。

新增的校对人与验证人互相辅助，主要任务是生成有效的 Parachain区块。

校对人还需对未封装的块进行零知识证明，并将其提供给一个或多个负责向Relay Chain提交Parachain区块的验证人。

渔夫则是赏金猎人，监督验证人与校对人的作恶行为，并通过举报寻求大笔的奖励。

链上治理：浮动的投票通过门槛Polkadot的治理机制也显得更复杂一些。