深度了解波卡平行链
2021-03-15 12:48:51
来源:金色财经
随着前两天 Gavin 博士在社区的回复,我们可以窥见的是 Kusama 平行链拍卖可能很快将会到来,那个等待多时的“猛兽”似乎就要冲出牢笼了,而这一刻人们已经等待多时,可以说平行链的正式上线将会是波卡划时代的一刻。
但是在上一周我们发布《一文了解波卡平行链插槽拍卖的全貌和隐藏的商业机会》后,惊讶的发现还有不少读者对平行链的了解还仅停留在概念层面,而对其背后的产生和发展前景知之甚少,并且目前市面上我们确实也没看到把平行链完整介绍清楚的文章,并且如今的平行链可能和去年大家了解的发生了更多变化,因此我们尝试全维度的来分析平行链的过去、当下和未来,以飨读者。当然,本文关于平行链的部分描述也不排除在未来会有变化,若有那天,我们同样会再更新该内容。平行链是什么?
1 平行链是什么?
首先我们需要了解波卡的架构,波卡本质上是一个由主要的中继链和多个平行链组成的可扩展的异构分片区块链。分片意味着把一个区块链分成不同的片区,如果一个区块链被分成了 50 个片区,那么它的效率也相当于提高 50 倍,而波卡的就是分片做到极致的情况,也就是每个分片实际是一条区块链,这些区块链可以是不同架构,所以波卡是异构分片区块链,而以太坊则是同构分片区块链,与以太坊不同的是,波卡的可扩展性、兼容性相对更好,最终它会形成了一个互相协作的去中心化区块链网络。平行链在波卡生态系统中起着至关重要的作用,每条平行链都可以为某个特定的用例进行优化的新颖设计,并做到专链专用。其通过中继链接入到波卡生态系统中进行交互,提供了互操作性和跨链通信服务。为平行链未来的发展提供了无限的可能,目前,波卡官方表明,波卡早期设计有 100 条左右的平行链可以接入生态系统,层出不穷的新兴波卡生态项目使得平行链的概念更加的清晰。我们可以将平行链理解为波卡生态系统中并行的结构完全平行化的独立链。2 平行链运行原理
波卡生态系统中平行链高度的自由性是其最大的优势之一。波卡的共识算法受 Tendermint 和 HoneyBadgerBFT 的启发,是一种新型异步拜占庭容错算法,可以快速的达成有效的区块共识。节点支持数量更多,同时能容纳更多个拜占庭节点。对于波卡生态内部的平行链,基于 Substrate,可以直接通过 XCMP 跨链消息传输协议实现波卡平行链和中继链的跨链,达到平行链之间的信息交互。不同的平行链就好像 Adobe 系列软件中不同的软件,却可以通过系统进行及时互联。而对于生态外部的区块链,则由转接桥接入,允许 Polkadot 中的平行链与具有自己的共识机制的区块链进行通信,实现异构区块链之间的交流。3 平行链的大分类
基于官方对波卡生态系统的最新观点,平行链分为一般平行链、公共利益平行链。其中一般平行链指的就是波卡生态系统中大部分的生态项目通过拍卖租赁获得的私人平行链。我们将针对公共利益平行链展开讨论。为了维持和保护波卡生态系统的安全稳定运营,波卡官方推出链上治理通过公投的方式决定为公共利益平行链注册平行链插槽。那么,什么是公共利益平行链?公共利益平行链包括系统平行链和公共功能平行链。公共利益平行链(common good chains),代表整个可以为整个生态服务的可以视为有关公共利益的链,好比是市政基础设施一样。3.1 系统平行链系统平行链可以用于 Staking 和理事会的选举、治理和证明身份,还可以用于余额。它可以将中继链的部分功能转移到平行链,最大限度的减少中继链的负担,使得整个网络更加的高效,其最终的目标是使得中继链变成无交易性的可处理更多平行链的系统。3.2 公共功能平行链公共功能平行链则是指转接桥、或者以 DOT/KSM 计价的智能合约平台,以及为央行数字货币和稳定币提供稳定、永久平台的通用资产链等等。它为波卡生态系统增加新的公共功能,使得整个网络更加的具有价值。3.3 转接桥波卡的平行链中,如果是用基于 Substrate 框架生成的平行链,由于其共识机制是相同的,它们之间可以比较容易的做到跨链交互,这也叫同构跨链。但是也有另一种情况,就是现在已经成熟运行的一些区块链项目,比如比特币、以太坊等,这些区块链的共识机制与波卡生态不一样,是不能直接链接到波卡上的,这就需要一个在中间做“翻译”的角色了,这个角色就是转接桥。转接桥本质上也是一种平行链,其作用就如翻译一样,一方面让中继链觉得该外部链是一条平行链,另一方面通过在波卡的平行链和外部的区块链上同时部署智能合约,让中继链与其他本身不兼容波卡的区块链之间进行交互,以实现跨链的功能。目前,针对加密货币领域最大共识的两个项目,比特币和以太坊,官方与 Interlay 团队合作开发了 PolkaBTC 的 BTC 转接桥,还与 Snow Fork 团队合作开发了以太坊的转接桥,这两个转接桥本身没有token,只提供跨链的基本需求,大概率会成为波卡的公共功能平行链之一。官方还正在构建一个 BEEFY (Bridge Efficiency Enabling Finality Yielder) 协议,这个协议可以允许 Substrate 链使用 GRANDPA 最终性协议来桥接非 Substrate 链(目前主要支持ETH主网),利用这个协议其他平行链可以很容易的做到对以太坊的跨链。未来,相信官方会将 BEEFY 完善到可以针对当下各类成熟的区块链项目。3.4 嵌套中继链目前波卡的架构上只有一个中继链,而单个中继链可以承载的平行链数量是有限的,官方暂时给出的数据是 100,但这并不意味着这就是波卡的极限,波卡的最大优势还是在于其强大的可扩展性。比如,波卡可以将其中一条平行链,作为另一个嵌套在原有中继链上的新的中继链,新的中继链又可以链接 100 条平行链,就好比现在的波卡是一个有 100 个插槽的插线板,当插槽不够用了,就弄一个新的有 100 个插槽的插线板插到现有的波卡插槽上,以此类推,波卡便可以链接无数条区块链,理论上可以做到无限扩展性。波卡独创的金丝雀网络 Kusama,由于其本身就属于是一个拥有正常经济体系和治理体系的区块链,自然会有自己的生态,波卡未来新上的功能都会在 Kusama 上面运行和测试,许多波卡生态的项目也纷纷借鉴这个思路,做一个自己项目的金丝雀网络,并参加 Kusama 的插槽竞拍,目前 Kusama 的生态也发展得欣欣向荣。而官方对于 Kusama 还有后续的安排,便是让 Kusama 成为波卡的嵌套中继链,目前,官方已经安排了一个团队专研 Kusama 的转接桥,更多关于 Kusama 转接桥的消息,让我们静候佳音。3.5以 DOT/KSM 计价的智能合约平台目前波卡的中继链是不支持智能合约的,但是波卡背后的 Substrate 框架则是有智能合约模块。所以,波卡上的平行链是可以做成智能合约平台的,但是现有的许多做智能合约平台的波卡生态项目本身是有自己的 token 的,不具备公共的属性。对于一些开发者来说,他们并不想做一条链,尽管在波卡上发链很简单。那么,选择一条稳定、成熟的链,在上面做开发,便是这些开发者的一个刚需。但若是选择某个在做智能合约平台的波卡生态项目作为承载自己开发的应用的区块链,便会遇到一个问题,若这条链的生态做不起来,是否自己的应用也会受到影响,就好比现实中在一个人气不太好的商圈开了门店一样,多少会影响自身项目的发展。对于这类开发者来说,找到一个只支持 DOT/KSM 计价的智能合约平台,便是解决方案之一,这也是官方觉得十分有必要的一个关乎公共利益的平行链。而这一条平行链的功能,就相当于是波卡上的以太坊了,未来许多不想自己发链的 DApp 开发者,会考虑在这一条公共利益的智能合约平行链上做开发。3.6其他通用链(比如通用资产链)资产是加密货币领域重要的一个版块,如今,稳定币 USDT 的流通体量已经成为超越比特币的第一大加密货币了,另一方面,各国正在加紧研发央行数字货币,我国也多次测试数字人民币,正在快速推进落地,所以,对于这些资产的交易会成为以后的最大刚需,而这样的刚需被其中一个项目所掌控的情况并不合适,更适合用一条公共的平行链来满足这样的刚需,这也是官方近期推出 Statpint 通用资产链的原因。小结:公共利益平行链从某个角度来看,推动了波卡生态系统的升级与迭代。简单的说,系统平行链就好比政府工作中不同的部门,在去中心化的条件下,通过社区治理的方式维护了波卡生态系统的稳定,而公共平行链则就好比新的有益于大众的具体项目,使得波卡生态系统的功能更加的完善。平行链的发展现状
1 平行链如何产生的?
首先我们需要明确平行链的产生不是某种机缘巧合,本质上是为了解决某个问题而产生的针对性的方案,那么平行链方案是为了解决什么问题呢?如果是参与过 DeFi 的玩家一定会明白以太坊目前的两大核心问题:拥堵和高额 gas 费。当然,即使没有参与 DeFi,通过 ERC20 的网络转账大概也会深刻感受到什么叫“油比菜贵”。不过这一问题并不是现在才有,自从 2017 年以太坊上开始有了各种实际应用以来就成了大家口中的诟病。于是,我们看到了以太坊提出的 ETh3.0 方案,希望从 POW(工作量证明)过渡到 PoS(权益证明),以此解决目前的拥堵问题,而 ETh3.0 本质采用的是分片方式来解决问题,而平行链的考虑同样如此,只是可能大部分人不清楚平行链是分片的子集。但要达成 PoS 链共识,就必须有大于三分之二的验证人对 Layer1 上发生的所有事情达成完全一致,依然需要网络中每个人验证区块,这意味着效率并不会太高,因此才有人提出了分片的构想,将一部分工作类似于“外包”出去,以减少主链的工作量。因此,平行链的产生就是完成这份“外包”工作,“通过分片和权益证明的相互配合,即使没有所有参与者检查所有状态转换,平行链宿主也可以在许多平行链上提供全面的安全性。” 但与 ETh3.0 的分片不同的是,波卡平行链是一种异构分片解决方案,但解决的问题本质上是类似的,而这就是平行链的诞生。