波卡2024展望：技术迭代与治理模型探析

  当 Polkadot 的最初开发和概念验证（PoC）设计在 2016 年首次出现时，该项目还不太受到加密爱好者和机构投资的人的关注，此后它也确实被证明是一个需要我们来关注的新项目。从 2016 年起，Polkadot 已经建立了一个由顶级研发人员、架构师和项目负责人组成的令人难以置信的信誉良好的ECO，设计了一个精密的未来路线图，并实现了指数级的生态增长，成功在 2021 年成为十大最有价值的加密货币之一。2021 年CoinShares的一份报告强调，

  2021 年，Polkadot 社区和生态系统发展前途非常光明，然而到了 2022-2023 年，加密行业陷入了前所未有的寒冬，经历了一个被证明是加密历史上最残酷的熊市时期。

  但是，正如许多区块链项目一样，Polkadot 的建设者和贡献者 DAO 在熊市期间保持谦逊、继续建设，并实现了一些令人兴奋的发展。Polkadot 在逆境中表现出了极强的韧性，展示了该项目已准备好继续它在这次加密寒冬之前所彰显的势头。

  社区抛出一些口号，试图描述 Polkadot 想要实现的目标，如“区块链之母”、“终极零层”，并还有“以太坊杀手”。其中一些议题准确性更强，甚至 Polkadot 的创始人也坚持认为 Polkadot 不是以太坊的竞争对手。正如我们将在本文中剖析的那样，我们大家都认为 Polkadot 并不是在寻求与以太坊竞争，而这不影响它可能会永远改变区块链世界。

  Polkadot 的历史始于以太坊，特别是以太坊的联合发起人之一Dr.Gavin Wood（软件工程博士）所作出的贡献。Gavin Wood 博士拥有超过 20 年在加密行业内外担任软件研发人员的经验。

  Gavin Wood 编写了以太坊的第一个能够成功运作的版本，甚至撰写了以太坊黄皮书。其中， Dr.Gavin Wood 可能最出名的就是创建 Solidity，这是用于在以太坊上构建智能合约的编程语言。

  2016 年 1 月，Gavin Wood 辞去了以太坊首席技术官和核心研发人员的岗位，根本原因是其对以太坊 2.0 进入开发停滞期而感到失望。

  2016 年下半年，Wood 开发了一种新的加密货币，它将“兑现以太坊无法兑现的承诺”。Polkadot 白皮书初稿于 2016 年底完成。

  白皮书和初始概念（2016）：Polkadot 白皮书由 Gavin Wood 于 2016 年发布，概述了诸多创新的多链框架。

  Web3 基金会启动（2017）：Web3 基金会成立，致力于促进功能齐全且用户友好的去中心化网络。它在资助和指导 Polkadot 的发展方面发挥了关键作用。

  ICO 和筹款（2017）：Polkadot 在 2017 年的首次代币发行（ICO）是当时最成功的发行之一，筹集了超过 1.4 亿美元。然而，由于 Parity 钱包漏洞，很大一部分资金被冻结了。

  开发里程碑（2018-2019）：Polkadot 经历了各个阶段的测试和开发，启动了实验性的金丝雀网络（Canary Network） ——Kusama 网络。

  主网启动（2020）：Polkadot 主网于 2020 年启动，第一阶段的网络功能有限。随后阶段，Polkadot 推出了完整的功能，包括启用治理、质押和绑定功能。

  平行链推出和拍卖（2021-2022）：引入平行链是 Polkadot 的一个关键功能，从这些插槽的拍卖开始，标志着在实现 Polkadot 多链架构方面迈出重要一步。

  Web3 基金会宣布 DOT 代币不再是证券（2022 年）：在与 SEC 进行了多年的讨论后，Polkadot 宣布 DOT 为软件，而并不是证券。

  Polkadot 2.0（2023）：全新技术更新标志着平行链插槽拍卖的结束，这是加密领域最重要的事件之一，使得更有活力的平行链市场将被采用。

  除了 Gavin Wood 是 Polkadot 开发核心人物和以太坊联合发起人外，Polkadot 创始团队还包括其他几位知名人士：

  Peter Czaban：Web3 基金会前首席技术官，在指导基金会的使命和监督 Polkadot 技术发展方面发挥重要作用。

  这些创始人都为该项目带来了独特的技术亮点和愿景，为 Polkadot 发展为一个可扩展、可互操作和安全的多链ECO做出了贡献。他们的努力是推动 Polkadot 在区块链领域实现持续发展的关键。

  Polkadot 的 DOT 实用代币的首次代币发售仍然留在加密资产领域许多资深人士的记忆中，对 Polkadot 团队来说也是如此。DOT ICO 于 2017 年 10 月举行，在以太坊筹集了超过1.45 亿美元。

  DOT 初始供应量为1,000 万，其中一半分两轮以28.8 美元的初始价格出售给公众和私人投资者（分别为 225 万和 275 万）。

  然而，在 2020 年 8 月，DOT 在社区投票后进行货币改值，这实际上导致每个 DOT 持有人持有 DOT 数量增加了 100 个。重新确定的价格导致 DOT 代币的实际 ICO 价格为0.29 美元。

  ICO 价格调整后不久，由于 Polkadot 多签钱包代码中的漏洞被利用，筹集的9,000 多万美元资金被永久冻结。事件发生一周后，Polkadot 团队证实尽管资金被冻结，仍然有足够资金来开发 Polkadot。尽管已经努力争取追回资金，但仍有超过 50 万 ETH 被锁定。

  ICO 的崩溃标志着该团队钱包第二次因代码漏洞而被黑客入侵。第一次黑客攻击发生在 2017 年 7 月，在被攻击之前，超过 3300 万美元的以太坊被窃取。在这两次事件中，Polkadot 团队发布了后续文档详细说明黑客行为以及如何防止黑客行为再次发生。

  2020 年 7 月，举行了第三轮私人融资，出售了不到 35 万个 DOT 代币，这又筹集了4,300 万美元；2022 年，他们又筹集了400 万美元。

  Polkadot 是一个区块链项目，旨在为互联网的去中心化未来（Web3）发展提供动力。Polkadot 通常被称为 Layer0 区块链，与比特币、以太坊、Solana 等 Layer1 网络，以及 Arbitrum、闪电网络、Optimism 等 Layer2 网络形成鲜明对比。以下是一些技术背景信息：

  Layer0 提供共享安全性和互操作性，Polkadot 是唯一一个在整个生态系统中提供完全共享安全性的 0 层。

  Layer1 是以应用程序为重点的链条，例如比特币、以太坊、Solana 等主网。

  Layer2 通常是指第 1 层上的可扩展性解决方案，其中有必要注意一下的例子是以太坊和比特币闪电网络的仲裁和乐观主义。

  Polkadot 的核心效用是寻求为通用计算提供一个安全、持续的基石。简而言之，Polkadot 提供了共享安全性和互操作性，能够支持并行运行的多个可互操作的区块链。“Layer 0”一词是指 Polkadot 主链（中继链）故意限制为 Layer1 链提供安全性和最终性的能力，而 Layer1 链又托管智能合约应用程序等。我听别人形容波卡就像是一个巨大的购物中心，可以为不同的商店提供空间和安全，让不同商店彼此靠近，在同一个建筑中轻松交流。

  一个常见的误解是，Polkadot 能够直接连接比特币和以太坊等多个网络，这有点不准确。Polkadot 利用可以在平行链上构建的桥来实现互操作性。Polkadot 不是连接独立的区块链网络，而是连接平行链，为他们提供必要的基础设施，使他们可以专注于应用性和实用性。

  平行链系统可能会作为实用程序提供与其他网络的互操作性，预计随时间的推移不断增加。实践中已经存在的一个例子是 Moonbeam 网络，这是一个与 EVM 兼容的平行链，支持与以太坊的跨链互操作性，允许其开发人员在 Moonbeam 上构建 DApp 和 NFT。还有 Snowbridge：一个以太坊-Polkadot 的桥平行链，实现两个网络之间的互操作性。

  Polkadot 网络以及平行链如何实现互操作性，图片来自 Twitter

  Polkadot 平行链允许创建智能合约，中继链支持新的区块链（和代币）使区块链能够交换信息。值得注意的是，Polkadot 无需硬分叉即可升级，该协议由持有 Polkadot 原生加密货币 DOT 管理。Polkadot 升级到 Polkadot 2.0 可能会在中继链上引入全新的智能合约功能。

  Polkadot 是 Web3 基金会的一个项目，Web3 基金会是位于瑞士加密谷（Zug）的非营利组织，委托总部位于英国的 Parity Technologies 开发和维护 Polkadot 网络的初始实现，该网络现在由 Polkadot 的链上治理系统维护。

  Polkadot 无疑是现存技术最先进的区块链之一，我们尽量以通俗易懂的语言来解释区块链和加密货币，为读者提炼出复杂的区块链堆栈。

  Polkadot 白皮书描述 Polkadot 网络为可扩展的异构多链，比特币和以太坊等 Layer1 区块链设计在单层下执行所有区块链功能。

  数据可检索性：区块链网络维护一个分布式账本，存储所有交易或数据条目的记录。数据可检索性是指网络中所有参与者都应该可以访问此分类账的概念。在公链中任何人都可以加入网络，下载整个区块链的副本并验证交易。这确保了系统的透明度和信任度，因为参与者可以独立验证数据的存在性和完整性。

  共识：共识机制是使区块链参与者能够就交易的有效性及其添加到区块链的顺序达成一致的协议。共识对于防止双重支出和维护区块链的完整性至关重要。常见共识机制包括工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）和其他机制，这些机制在参与者之间如何达成一致意见方面各不相同。

  执行：执行是指在区块链上验证和执行智能合约或交易的过程。智能合约是自动执行的合约，协议条款直接写入代码中。当满足智能合同中规定的条件时，代码会自动执行合约条款，而无需中介。智能合约的执行是许多区块链平台的关键特征，例如以太坊。

  这三个功能共同工作，创建一个安全、去中心化和防篡改的系统，其中可以记录数据、商定交易，并且自动执行智能合约。像以太坊这样的传统区块链网络使用单一的全局区块链网络在整体框架下处理所有三个核心任务，这是其可扩展性问题的根源，源于网络节点或因处理所有进程本身而陷入停滞。

  Polkadot 是一个异构多链，将这些功能抽象为两个独立的层，即中继链和平行链：

  平行链是几个在 Polkadot 网络中并行运行的 Layer1 网络。智能合约或交易执行也由单个平行链处理。每个平行链都可以有自己的一套规则、逻辑和执行环境，允许在平行链级别实现灵活性和创新。平行链可以实现自己的共识机制和执行环境，例如与以太坊兼容的执行环境来执行智能合约。与以太坊 Layer1 不同，平行链没有共识负担，允许它们实现所需的可扩展性。所有平行链都与称为中继链的 Polkadot 主网共享必要的块数据，以实现共识并继承其安全性和最终确定性。

  中继链构成了 Polkadot 网络的基石。它负责在平行链之间达成共识，并确保整个网络的安全性和有效性。Polkadot 使用一种名为提名权益证明（NPoS）的独识机制来实现这一共识；中继链上的验证人负责通过质押 DOT 代币来生成区块和保护网络安全。

  单个平行链数据可用性主要由平行链本身负责，每个平行链都有自己的一组验证人，并维护自己的数据和状态。中继链通过协调网络和提供安全性间接确保数据可用性，但每个平行链的特定数据可用性在该平行链网络内进行管理。

  验证者是指 Polkadot 中继链的完整节点，这些节点参与其共识过程以保护 Polkadot 网络，包括平行链。请注意平行链只关注执行，并依靠中继链来达成共识和最终性，他们在验证者的帮助下实现了这一点。

  每个平行链都被指定为一个验证子组。这些子组接受平行链区块，并进行必要的有效性检查，以确保这些块是按照平行链的共识规则构建的。一旦所有新的平行链块都经过准确验证，验证者就会将它们包含在中继链区块中。现在，验证者需要验证中继链区块本身；他们通过处理中继链的所有交易来验证继链，并包括块中的最终平行链变更。

  需要被视为验证者的 DOT 数量取决于网络参与度，并且可能会跟着时间推移而变化。这不仅取决于每个验证者投入的质押量，还取决于活跃验证者集的大小，以及池中等待的验证者数量。此外，验证者列表每项数据信息都会发生变化，即每 24 小时一次。

  Polkadot 从 20 个开放的验证者位置开始，并逐渐开放增加。验证者数量最终上限尚未确定，只应受到点对点消息传递导致网络带宽压力的限制，但 Polkadot 的最终目标是让1000 个验证者在其网络上验证交易。

  当中继链上的验证者生成包含平行链交易的新区块时，20% 的区块奖励根据他们积累的“积分”数量在验证者之间分配。验证者负责更加偏基础设施的任务，以进行网络维护。他们执行的任务越多，他们获得的积分就越多。

  提名者是网络参与者，将 DOT 委托给验证人参与 Polkadot 共识。他们除了投入风险资本以表明他们信任特定的验证人将诚实地构建 Polkadot 网络之外，没有其他角色。

  收集者通过构建平行链区块来协助验证人达成共识，收集者维护特定平行链的全节点和中继链的全节点。作为平行链的完整节点，他们保留所有必要的信息，如交易数据、签名和状态转换，以构建平行链区块。他们整理并执行平行链交易来创建平行链区块；向提出平行链区块的一个或多个验证者提供这些区块，以及平行链交易有效性的零知识证明。

  Polkadot 中继链采用一种新颖的提名权益证明（NPoS）共识流程来保护区块，旨在优化网络安全和效率。以下是它的工作原理：

  提名验证者：代币持有人可以提名信任的验证者。这个过程涉及质押 Polkadot 的原生代币 DOT。

  验证者选举：选举机制从被提名者库中选择验证者。这个过程考虑了支持每个验证者的赌注量，以确保一个网络的平衡和安全。

  质押奖励和风险：验证者和提名者都会获得与其质押金额成比例的质押奖励。然而，它们也有共同的风险：验证者的任何恶意行为都可能导致削减（Slash），从而丢失部分滴呀的 DOT。

  安全性和效率：NPoS 旨在最大限度地提高保护网络的质押金额，提高其安全性。由于所涉及的经济利益关系，验证者被激励以高效和诚实的方式执行。

  总之，Polkadot 的 NPoS 是一个复杂的共识模型，它调整了各种网络参与者的激励措施，以维护一个安全、高效和去中心化的生态系统。

  Polkadot 中继链采用一种新颖的提名权益证明（NPoS）共识流程来保护区块，旨在优化网络安全和效率。以下是它的工作原理：

  在 Polkadot 生态系统中，XCM 代表跨共识消息传递。这是一个协议，专为 Polkadot 和 Kusama 网络内部和外部的不同区块链（平行链）之间通信而设计。XCM 使这些不同区块链能够相互发送消息，尽管可能具有不同的共识机制或状态转换功能。以下是 XCM 如何促进跨链通信的详细情况：

  协议设计：XCM 是消息的语言和格式。它被设计成尽可能通用和抽象，以适应广泛的潜在用例和区块链设计。

  消息发送和接收：平行链可以将 XCM 消息发送到另一个平行链，而无需将这些消息存储在中继链上。

  跨共识兼容性：XCM 旨在跨不同共识系统兼容。这意味着使用一种共识机制的区块链可以使用不同的机制与另一种区块链通信。

  用例：XCM 用途多种多样，可以包括在平行链之间传输代币，调用位于另一个平行链上的智能合约，或可能需要在多链环境中通信的任何其他类型的信息或命令。

  权力下放和安全：XCM 利用了 Polkadot 共享安全模型，确保了跨链通信与单个平行链的内部操作一样安全。

  总之，Polkadot 中的 XCM 是以安全、高效和去中心化的方式实现不同区块链之间互操作功能的强大工具，这是 Polkadot 建立的基石。XCMP 是传递 XCM 消息的传输层，它提供了运输方式和安全路线，但不提供约束协议的框架。

  消息创建：平行链上的用户或应用程序发起跨链操作，创建 XCM 消息。此消息被格式化，得以在具有不同共识机制和状态转换函数的不同平行链之间被普遍理解。

  提交到本地平行链：XCM 消息首先提交给本地平行链。在这里将根据平行链的规则进行处理，并准备传输到另一个平行链。

  中继链参与：本地平行链将 XCM 消息转发到 Polkadot 中继链；中继链在 Polkadot 架构中发挥着核心作用，将所有平行链相互连接并促进它们之间的通信。

  消息路由：中继链将消息路由到目标平行链，此路由基于 XCM 消息中包含的信息，该消息指定了目标平行链和预期操作。

  目的地平行链接收：目标平行链接收来自中继链的 XCM 消息，根据逻辑解释消息，并执行请求的操作。

  执行和响应：目标平行链执行 XCM 消息中请求的操作，这可能涉及代币转移、智能合约执行或其他区块链操作。

  反馈循环：根据跨链操作性质，目标平行链可以生成响应或确认并使用相同的 XCM 协议，将其发回原始平行链。

  在整个过程中，Polkadot 安全和共识机制确保了跨链通信的安全可靠。XCM 协议作为通用和抽象消息传递格式的设计，允许在 Polkadot 生态系统中进行各种跨链交互。

  以太坊网络是完全无需许可的，这意味着只要遵守以太坊协议的共识过程，任何人都可以在网络上进行任何操作。因此，开发者在以太坊主网上部署他们想要的任何智能合约（包括智能合约 Rollups）方面拥有完全的自主权。

  Polkadot 网络的工作原理略有不同，该项目最初愿景只是想让优质和高效开发的 平行链连接到中继链，并从其安全性中受益。因此，Polkadot 引入了插槽拍卖机制，以随时监管 Polkadot 上的平行链数量。以下是 Polkadot 2.0 升级之前的拍卖方式。

  插槽拍卖用于确定哪些平行链将连接到 Polkadot 中继链，连接到中继链允许平行链从 Polkadot 的共享安全性和互操作性功能中受益。

  这些是中继链上可供平行链连接的可用位置。每个插槽的持续时间有限，通常从几个月到几年不等。

  拍卖格式：Polkadot 使用蜡烛拍卖（Candle Auction）的一个版本，这是一种历史上用于出售的机制。拍卖的结束是由拍卖结束后追溯确定的，因此很难通过在最后一分钟出价来欺骗系统。

  竞标：通过锁定 DOT 代币来进行插槽竞标，DOT 锁定数量和租赁期限是投标过程中的因素。

  租赁插槽：获胜项目可以在竞标期限内租赁平行链插槽；在此期间，他们的平行链将连接到中继链。

  锁定 DOT：拍卖中出价的 DOT 代币在插槽租赁期间被锁定，它们没有被花掉，而是作为一种保证金，确保平行链在中继链上的位置。

  拍卖中出价的 DOT 代币在插槽租赁期间被锁定，它们没有被花掉，而是作为一种保证金，确保平行链在中继链上的位置。

  为了收集足够的 DOT 进行投标，项目通常使用众贷，他们从社区筹集 DOT。

  租赁期结束后，平行链插槽将再次进行拍卖，锁定的 DOT 将返回给项目或其众贷贡献者。

  插槽拍卖是 Polkadot 治理和经济模式的基本部分，确保其在网络中分配有限资源（平行链插槽）的过程中做到公平和透明。

  Polkadot 网络验证者被动态分配以验证不同的平行链块。Polkadot 通过一组验证者加密地随机分割成每个平行链的子集，从而提供强有力的保证，使得这些子集在每个块中都不同。

  Coretime 是指这些验证者子集作为计算资源（核心）分配的可用性，Polkadot 目前支持50 个这样的核心。每个核心可以托管一个利用所有资源的平行链，或托管使用部分可用资源的多个平行线程，核心并行运行，同时处理多个复杂的任务。Polkadot 也被称为“ Polkadot 超级计算机”，代表了处理大量任务的集体能力。

  Polkadot 最近彻底改革了治理机制。它放弃了 Governance V1，而采用了 OpenGov，这是一种更民主、更公平的协议治理格式，削减了特权并使 DOT 社区有了更大的发言权。我们建议阅读有关 Governance V1（）的内容，以了解 OpenGov 引入的变化。

  Polkadot 的第一个治理系统包括三个主要组成部分：技术委员会、理事会和公众（所有代币持有人）。技术委员会负责管理升级时间表，而理事会是一个民选机构，负责处理参数、管理和支出提案。虽然公众（代币持有人）在治理过程中发挥了关键作用，但理事会将在他们进入投票阶段之前就会仔细审查他们的提案。

  尽管 Governance V1 在管理国库资金和促进升级方面效果显著，但存在一些局限性。它一次只允许对一次公投进行投票（紧急提案除外），投票期持续数周。该系统倾向于仔细考虑少量提案，而不是更广泛的想法，这可能会限制网络快速适应和发展的能力。V1 还通过实施理事会和必须获得认可来限制公众的发言权。对更大的去中心化和民主的需求导致了 OpenGov 的采用。

  Polkadot OpenGov 对于 Governance V1 的缺点进行了重大改变。新系统旨在进一步分散决策，并在任何给定时间增加可能的集体决策数量。主要变化包括：

  解散理事会和技术委员会：理事会集体解散，更广泛的 Polkadot 技术团队取代了技术委员会。

  直接民主投票制度：理事会职责转移到了公众，公众显著可以直接发起新的提案。

  增强的代表授权选项：用户可以以多样化的方式将投票权委托给社区成员，从而更细致地代表利益相关者的利益。

  多个起源（Origins）和轨道（Tracks）：提案现由公众发起，并根据其性质进入不同的运行轨道，每个轨道都有一个专用起源。该系统允许对多次公投同时进行投票，从而提高了治理过程的灵活性和响应能力。

  注意：对于那些想了解更多信息的人来说，也可以深入了解 OpenGov 的工作原理：

  在 OpenGov 中，DOT 持有人发起所有提案，与 Governance V1 不同，OpenGov 允许社区并行处理多个提案。OpenGov 根据其旨在实现的目标将提案分成15 个不同起源的类别。每个起源都遵循一个特别制作的“轨道”，包括预设配置来管理投票过程。起源和轨道系统确保每个提案都能充分接触到社区的时间和资源。

  一些治理提案具有时间敏感性，需要果断决策，而另一些则更具基础性和资源密集型，需要更多的思考和测试。OpenGov 是一个平台，在这个平台上，所有这些不同提案都不会抢夺社区注意力，能轻松实现全面发展。

  去中心化：OpenGov 将治理权力从中央理事会转移到更直接的民主模式。通过解散理事会和技术委员会，并将其责任移交给公众，OpenGov 促进了去中心化决策方法的形成。

  包容性和社区赋权：OpenGov 引入了更细致的授权选项，鼓励更广泛地参与治理，利益相关者可以在他们最了解或最感兴趣的领域为决策做出贡献。

  适应性和进化：在 OpenGov 中引入多个起源和提案轨道，建立一个更灵活、响应更快的治理系统，可以适应不同类型的提案，确保治理过程高效和有效。

  透明度和问责制：技术团队的引入和快速处理提案列入白名单的能力，增强了网络快速响应关键更新或改进的快速响应能力。

  可扩展性和效率：OpenGov 的设计允许同时对多个公投做投票，从而提高治理系统的效率。这种可扩展性对于 Polkadot 2.0 中的动态核心时间管理系统至关重要。

  Polkadot 2.0 提出了一个新的网络方向，放弃了其定期慢拍卖模型，采用了一种动态的“按需付费”模型，将平行链插入 Polkadot 网络。但与此同时，新的愿景指出了插槽拍卖存在的一些限制，如以下所示：

  资源分配刚性：原始插槽拍卖模型为固定期限分配了平行链插槽，缺乏适应不一样项目需求或网络条件变化的灵活性。