中继链巨头Polkadot终于要落地了，不会还有人不知道吧 | 一文读懂Polkadot（波卡）

Posted 2021-06-20 剑行歌之

技术背景

        一个优秀的项目必定是由一个优秀的领导者带领着一个优秀的团队共同创造的，那么跨链界扛把子----Polkadot,它的领导者和团队是谁呢？

        首先，我们来介绍下Polkadot的团队----Parity，做以太区块链开发的，应该都听说过Parity，毕竟Parity开发了第一个支持可插拔的共识引擎的以太虚拟机（EVM），同时，在做基于以太的开发时，大多开发人员都会选择Parity作为开发平台。
        接下来我们再聊聊Polkadot的领导者Gavin Wood博士（G神），G神在区块链领域有很多成就，我们选几个来说：以太坊黄皮书的撰写者、发明出为智能合约开发设计的Solidity语言、被称为以太坊的隐形大脑、Parity科技的创始人也是Parity以太坊客户端的核心开发者。我个人认为G神是代码届的艺术家，是不断突破，不断创新的coder。
        显而易见，波卡的领导者以及团队无疑都是非常优秀的，那由他们缔造的Polkadot是什么呢？能为我们解决哪些问题？我们继续往下看。

技术架构

谈到波卡的架构之前，我们先看一张Polkadot的经典架构图片：

        哈哈，一眼看上去是不是有点懵，反正我当时是有点懵的，感觉特别高档和技术性。接下来我拆分开一个个进行分析：Polkadot的三个链角色和四个跨链参与者：

三个链角色

中继链（Relay chain）:

        中继链位于Polkadot的体系的核心地位，负责为系统提供统一的共识和安全性保障。通过中继链，实现多个平行链之间的跨链交易。值得一提的是，中继链上的平行链卡槽是有限的，平行链想注册到中继链的话，要先对卡槽进行竞拍。

平行链（Parachain）:

        在Polkadot中平行链负责具体的业务场景，平行链自身不具备区块的共识，它们将共识的职责让给了中继链，所有平行链共享来自中继链的安全保障。需要注意的是，在Polkadot的理念中，平行链理论上可以作为二级中继链，从而实现Polkadot的扩展性，解决了中继链卡槽固定的局限性。
        平行链与中继链之间有两条消息通道：出口队列egress和入口队列ingress，egress负责提交候选区块到中继链，ingress负责接收中继链共识验证成功的验证区块。

桥接链 (Parachain Bridge）：

        像Bitcoin, Ethereum这些区块链项目以及趋于成熟，具有自主独立的生态治理模式和安全机制，Polkadot通过Bridge链实现Polkadot网络与这些公链网络进行跨链交易，实现生态之间的交互。

四个参与者

验证者(Validator):

        验证者是波卡中继链上维护网络共识的角色，负责Polkadot的网络出块，会维护中继链的全节点，对平行链上的提名者提交的候选区块进行验证，验证成功将获得押金。验证者们在中继链中对平行链提交的候选区块进行共识验证，当足够多的验证者确认之后，将区块转移到平行链的ingress队列等待处理。验证人是属于中继链的，所有平行链共用。
        验证人可以理解为法官，进行最终确认。

收集者(Collator)，

        收集者主要负责收集交易，验证交易有效性，整理交易数据，打包成候选区块并放入egress队列。收集人属于每个平行链独有的。
        收集者可以理解为检察官，进行信息采集及提交预案。

钓鱼者(Fisherman):

        钓鱼者是 Polkadot 中负责监督的节点，用以监督验证者和收集者。当钓鱼者发现某一个区块是无效的，他们需要质押一定数量的 DOT 代币并提出这个区块是无效的质疑指令，然后这个区块会被再次验证和审核，如果最终此区块被证实是无效的，那么提名人质押的DOT代币会被没收，让钓鱼者获得奖励，反之如果该区块是有效的，则钓鱼者质押的DOT代币会被没收。
        钓鱼者可以理解为举报者，进行检举不合法的交易。

提名者(Nominator):

        提名者即为 DOT 的持有群体，对验证人进行维护和选举。提名者通过质押足够的DOT进行投票选举验证者，从而获得验证者的分配收益，当提名者收到的验证者分配的收益过低时，会重新投票给收益分配比更高的验证者。只有在提名人支付了足够押金后，才能向中继链提交区块头和平行链的egress信息
        提名者可以理解为选民，负责对法务人员的票选。

跨链交易流程

    1.中继链根据平行链进行验证人分组。
    2.平行链A对交易进行签名和广播
    3.平行链A的收集者收集交易，验证交易有效性，整理交易数据，打包成候选区块并放入egress
    4.提名人支付押金，向中继链提交区块头和平行链A的egress信息；
    5.验证人小组选择候选区块，并验证区块是否包含有效交易，验证成功将获得押金
    6.所有验证人对中继链区块达成共识，验证人将平行链A上的交易从平行链A的出口移动到平行链B的入口以完成消息传输(XCMP协议)。
    7.平行链B在入口队列中执行该交易并修改自己的账本。

Polkadot的优势

可扩展

        在Polkadot的理念中，理论上平行链也可以作为二级中继链进行使用，从而导致Polkadot基于原始的中继链，可以无限接入平行链进行扩展。

定制

        在区块链架构中，一条链并不能适用于所有场景。所有区块链都会做出权衡，以支持不同的功能和场景。在 Polkadot 上，每条平行链都可以具有针对特定场景优化的新设计。这意味着平行链可以提供更好的服务，通过专一性来提高效率和安全性。
        基于 Substrate 开发框架，团队可以比以往更快、更高效地开发和定制他们的区块链。

跨链协作

        Polkadot 提供了互操作性和跨链通信，实现了链之间的信息、价值交互。

安全性

Polkadot提供了一个可适应的共识机制，为接入的平行链提供安全保障

自治

        在Polkadot中，平行链保持着极大的自治性，Polkadot 上的社区根据自己的意愿来治理他们的网络，并在整个 Polkadot 网络治理的未来中持有透明的 stake。团队可以根据自己的需要定制和优化区块链的治理，尝试新的想法，或者交换预先构建的模块以加快部署速度。随着时间的推移，区块链治理模式甚至可以更完美，并随着需求和条件的变化进行升级。

更容易的升级

        与Polkadot 支持无分叉升级，允许区块链随着更好的技术出现而轻松地发展和适应。

好了，Polkadot我们就先了解到这里，后面我们继续研究中继链另一大巨头–Cosmos，大家可以期待下。