TokenGazer 深度研究 | Polkadot：异构多链架构欲解决行业痛点 对比同类项目市值或存高估...

前 言

Foreword

8月16日，TokenGazer 官网发布了 Polkadot 深度研究报告。读者想要第一时间掌握市场动态以及查看 TokenGazer 往期项目评级报告、深度研究报告、加密货币月报、策略分析、交易所数据等，请登录官方网站：tokengazer.com。

1 背景

Polkadot 的背景要追溯到以太坊的成立。

2013 年，Gavin Wood 在软件供应商 0xlegle 担任技术总监，并且在一直关注比特币。后在比特币贡献者 Ami Taaki 介绍下，了解到了 Vitalik Buterin 以及他对一个名为以太坊的项目的愿景。在 Ami Taaki 的建议下，Gavin Wood 联系了 Vitalik 以进行以太坊的开发，并成为以太坊的联合创始人及其首位 CTO。任职期间，Gavin Wood 共同发明了 Solidity 智能合约语言并撰写了以太坊技术白皮书。

2015 年，在早期领导以太坊开发近两年后，Gavin Wood 辞去其职务，和其他一些以太坊开发者一起创建了一家新公司—— Ethcore。Ethcore 是一家区块链技术开发公司，后更名为 Parity Technologies。

Parity Technologies 成立后，依然在参与以太坊的开发，以太坊主要的客户端之一 Parity 就由其开发。在此期间，Gavin Wood 与他的团队就以太坊的未来升级进行了多次谈话。随着发展，Gavin Wood 和 Parity Technologies 团队决定自己开发一个新的区块链，而不是等待以太坊 2.0。

2016年11月14日，Gavin Wood 发表了 Polkadot 白皮书，提出了一个异构多链协议的框架，它是可伸缩的且能够向后兼容目前已存在的区块链网络。几个月后，Gavin Wood 与 Parity Technologies 开发人员 Peter Czaban 一起创建了 Web3 基金会。

Web3 基金会是一个非营利组织，致力于去中心化网络的发展，Polkadot 成为其旗下项目之一。Web3 基金会委托 Parity Technologies 进行 Polkadot 的开发。

2 价值主张

Polkadot 白皮书指出了当前区块链技术堆栈的五个关键缺陷：

• 伸缩性（Scalability）：全球范围内花费了多少计算、带宽和存储的资源来处理单个交易，峰值情况下能处理多少交易；

• 隔离性（Isolatability）：参与方对于应用的差异化需求能否在同一个框架下得到最优程度的满足；

• 开发性（Developability）：工具的工作效果有多好，APIs 是否已满足开发者的需求，教程资料是否可用，是否集成权力；

• 治理性（Governance）：网络是否保留了能够随着时间进化和适应的灵活性，制定决策能否高度包容、合理和透明，来提供去中心化系统的高效领导力；

• 应用性（Applicability）：技术是否真的解决了用户的刚性需求，是否需要其他的中间件来嫁接真实的应用。

在目前阶段，Polkadot 旨在解决这五个问题中的两个问题：伸缩性和隔离性。

3 技术

Polkadot 认为，目前的区块链系统由于其共识架构而受到限制，需要多方就许多可能的、有效的历史之一达成一致。这种架构效率低下，因为它捆绑了具有不同风险的多个不同参与者和应用程序配置文件，不同的可伸缩性要求和不同的隐私需求。

通过开发异构多链，Polkadot 网络旨在支持彼此并行运行的多个区块链（即平行连 parachains，可以满足构建在其上的应用程序的特定需求），同时，构建基础层（即中继链 relay-chain，提供整体架构协调平行链）。Polkadot 认为通过这样的架构，Polkadot 具备在同一框架下将多方和应用程序的不同需求解决到接近最优程度的能力，这解决了隔离性问题。

由于多个子链构建在一个平台上，共享相同的框架和安全性，Polkadot 上的开发人员可以通过在多个链上构建的解决方案，而不是尝试将多个功能适配单个链来部署的解决方案。例如，Polkadot 开发人员可以构建两个子链，一个针对安全性进行优化，另一个针对吞吐量进行优化，而不是构建单个区块链同时具备高安全性以支持存储大量价值信息，又具备高吞吐量以支持视频游戏。

3.1 中继链

Polkadot 中继链是 Polkadot 网络的基础。其主要任务是协调建立在其上的分支之间的共识和交易，维持 Polkadot 上发生的账户信息、余额和交易的当前状态。

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。该一致性算法的灵感来自 Tendermint （由Cosmos使用）和 HoneyBadgerBFT，后者在有任意网络缺陷的架构下，提供拜占庭容错共识机制（只要满足大部分验证人是诚实的）。为了保护中继链，Polkadot 采用了由四个核心参与者管理的 PofS 机制（在下一节进行介绍ÿ