[区块链] polkadot介绍

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[区块链]polkadot介绍

文章目录

简介

Polkadot（中文名也叫波卡）是Web3基金会的主要项目之一，是一条异构的多链系统，旨在重塑区块链网络结构，Polkadot主要解决三大问题：1. 跨链互通——不同区块链之间相互通信；2. 可扩展性——通过平行链自由扩展；3. 共享安全——加入到Polkadot的平行链无需建立自己的共识，而是通过Polkadot自身提供的NPoS共识机制来保证平行链安全。
Polkadot 旨在连接和保护特定的区块链，无论它们是公共的、免许可的网络、私有的联盟链，还是oracle和其他 Web3 技术。它实现了一个互联网，在这个互联网上，独立的区块链可以在共同的安全保证下交换信息。
Polkadot 是一个有生命力的网络，其核心支柱是治理和可升级性。该网络拥有一套先进的治理工具，并使用WebAssembly 标准作为“元协议”，可以自主部署网络升级。从而适应您不断增多的需求，而没有网络分叉的风险。
Polkadot 网络使用分片模型，其中分片（称为“平行链”）允许并行而不是顺序处理交易。网络中的每个平行链都有一个独特的状态转换函数（STF）。Polkadot 有一个中继链作为系统的主链。基于 Polkadot 的设计，只要一条链的逻辑可以编译成 Wasm 并遵守 Relay Chain API，那么它就可以作为平行链连接到 Polkadot 网络。
平行链构造区块发送给中继链上的验证者，块在添加到最终链之前经过严格的可用性和有效性检查。由于中继链提供安全保证，这些平行链的全节点collactor没有任何安全责任，因此不需要强大的激励系统。

共识

Polkadot 使用 NPoS（提名权益证明）作为其选择验证者集的机制。它被设计为验证者和提名者的角色，以最大限度地提高链的安全性。

Polkadot 的共识协议使用两种协议，GRANDPA 和 BABE（Blind Assignment for Blockchain Extension）

BABE是一个用来出块的引擎，类似于Ourobros Praos，一个PoS协议。BABE算法是基于slot的，每个slot是6秒长。每个slot时间段中BABE会选出一个leader来出块。没有leader的时候，按照事先确定的顺序来决定谁是leader。当有多个leader时，允许多个节点提交块，最后的块确认由GRANDPA决定。
GRANDPA则是用来做区块确认的，像其他PBFT的衍生算法一样，GRANDPA的时间复杂度也是O(n2)。但是Polkadot之所以采用GRANDPA是因为GRANDPA并不是每次只确认一个区块，它每一次都会确定好几个区块。

共识角色

验证者(validators)

验证者通过质押 DOT、验证来自collactor的证明以及与其他验证者达成共识来保护中继链。验证器执行两个功能：

验证。平行链区块中包含的信息是否有效（例如交易方的身份）。
参与共识机制。根据其他验证者的有效性声明生成中继链区块。

提名人(Nominators)

提名者通过选择优秀的验证者和质押 DOT 来保护中继链。
您可能拥有 DOT 帐户并想赚取新的 DOT。您可以作为验证者这样做，这需要一个 24/7 全天候运行的节点,这需要成本和经历。如果你没有这样的节点，你仍然可以通过提名一个或多个验证者来赚取 DOT。

收集人(collactors)

collactor为中继链维护一个完整节点，并为其特定的平行链维护一个完整节点，这意味着他们保留了所有必要的信息。在正常情况下，他们会整理和执行交易以创建一个未密封的区块，并将其与状态转换证明一起提供给一个或多个负责提出平行链区块的验证者。换句话说，collactor通过将平行链交易聚合到平行链候选区块并基于这些区块为验证者生成状态转换证明来维护平行链。
与验证器不同，collactor节点不保护网络。如果平行链区块无效，它将被验证者拒绝。因此，拥有更多核对器更好或更安全的假设是不正确的。过多的校对者可能会减慢网络速度。从理论上讲，只要有一个诚实的collactor，就可以解决审查问题。

渔民(Fishermen)

监控网络并向验证者报告不良行为。整理者和任何平行链全节点都可以扮演渔夫的角色。

fockless升级

您之前可能在区块链领域遇到过“硬分叉”这个词。区块链或去中心化网络中不向前兼容的分叉，影响较大。硬分叉对加密货币使用的技术进行永久更改，这种变化使得所有的新数据块与原来的块不同。新分出来的区块一般有较大幅度的更改，形成一条非常不同的新区块链。旧版本不会接受新版本创建的区块，但是旧版本区块链的数据依旧保留，要实现硬分叉所有用户都需要切换到新版本协议上。
Polkadot 节点包含一个 WebAssembly执行主机，而不是在节点中硬编码运行时（链的“业务逻辑”）。Polkadot 运行时存储在 Polkadot 区块链本身上。Polkadot 可以通过升级存储在链上的逻辑来升级其运行时，并消除了需要数千个节点运营商在给定块号之前升级的协调挑战。Polkadot 利益相关者通过链上治理系统提出和批准升级，该系统也自主制定。

Rococo网络

Rococo 就是 Polkadot 的一条公共测试网络，主要就是为了测试平行链共识过程的本身和社区建立的平行链，以及相互之间的交互功能，目前，Rococo 已接入了多条平行链，例如 Acala 和 Plasm 等。

Westend网络

Westend 是 Polkadot和Kusama 的测试网络。基本上你想在 Polkadot 或 Kusama 上做的任何事情，你都可以在 Westend 上做，而无需 KSM 或 DOT代币与网络交互。它有一个水龙头可以获取测试币。

Kusama网络

Kusama 将位于“测试网”和“主网”之间,作为预生产环境，即“金丝雀网络”。速度是polkadot主网四倍，目前更像是个主网，而polkadot 则更像是个一个vip网络

Testnet -> Kusama -> Polkadot

Kusama的代币也有价值, 如moonbean在Kusama在Kusama和polkadot都发行了token并上了交易所

Kusama狂野而敏捷,非常适合大胆的实验和早期部署。Polkadot 比较保守，优先考虑稳定性和可靠性。
在这里插入图片描述

Parachain与Parathread

在这里插入图片描述

一些团队对确保专用平行链插槽所需的DOT表示担忧。新项目可能没有资金在两年内预留超过 20,000 个 DOT。平行线程需要最少的绑定（50-100 个 DOT），并允许链在有完整的交易批次时向中继链提交一个块，同时获得完整的安全性和连接性优势。如果应用程序被大量使用,可根据需要再切换到平行链。拥有平行链槽的平行链有可能将这个槽与平行线程交换，以便平行线程“升级”到完整的平行链并且平行链成为平行线程。链也可以停止成为链并继续作为线程而不交换插槽。
用 Substrate 开发的链可以在其生命周期的不同时刻呈现以下三种状态之一：具有安全桥接的独立链、平行链或平行线程。它可以以相对最小的努力在最后两个状态之间切换，因为差异更多是经济上的差异而不是技术上的差异。
平行链和平行线程之间的区别是经济上的。平行链必须通过 Polkadot 的正常方式进行注册，即治理提案或平行链插槽拍卖。平行线程有固定的注册费用，实际上比获得平行链插槽的成本低得多。
平行线程以每个区块为基础进行竞争，因此类似于比特币或以太坊中包含交易的方式。类似的费用市场可能会发展起来，这意味着繁忙时期将推高平行线程的价格，而空闲时期只需要较低的费用
由于计算机的物理内存量有限，当应用程序需要更多内存时，计算机可以使用硬盘上的交换空间来创建虚拟内存。交换空间允许扩展计算机内存的容量，并允许更多进程同时运行，但需要权衡某些进程需要更长时间才能进行。如果您将 Polkadot 视为一台巨型计算机，那么平行链就像位于物理内存中且高度可用的应用程序。平行线程就像磁盘上的应用程序，可以在需要时复制到内存中。
如果将平行链视为包年包月的云主机,那么平行线程就像是按量付费的云主机。
平行线程非常适用于三种类型的应用程序：
1. 寻求接入 Polkadot 的应用程序，
2. 担心丢失平行链插槽的应用程序
3. 读取多于写入的应用程序。

插槽拍卖

插槽为什么要拍卖

Polkadot 网络有许多开发平行链的团队，每个团队都有自己熟悉的领域。这些平行链专注于智能合约、身份、DeFi、机器人、桥梁等。Polkadot 的设计使得链可以针对特定用例优化其业务逻辑，并以安全且有意义的方式相互交互。

虽然系统的设计是可以无限扩展的，就算是波卡，也有它自己的资源极限。将新平行链添加到波卡这个过程本身，就是一个指数级扩展的问题。所以只能给出有限数量的平行链插槽，并将这些平行链运行在中继链上。

平行链通过在中继链上租用一个插槽来连接到 Polkadot，一次最多可租用 96 周，并且可以选择续订。平行链插槽是通过链上拍卖分配的，拍卖获胜者在租赁期间将保证金锁定在 DOT 中。拍卖和众贷提高了区块链项目的门槛，激励他们在发布之前展示他们的技术并获得社区支持。

插槽分配情况

基于理论计算约束，目前的目标和预期是 Polkadot 上将有大约 100 个平行链插槽可用，尽管未来潜在的优化（例如嵌套中继链）可能会进一步增加这个数字。但是，Polkadot 完全支持 100 个平行链插槽还需要一些时间，而且随着时间的推移，它们很可能会慢慢添加到系统中。并非所有这些插槽都将通过平行链插槽拍卖分配，因为有些将用于支持治理的公共利益平行链和平行线程。
大概有 10-30 个插槽用于 “公共利益平行链”，这些是给整个波卡生态使用的链。比如说连接到比特币或者以太坊的桥。还有一些实用的链，比如说 Statemint，它会作为整个生态系统的多资产平行链。还有一些系统级别的平行链，会将一些逻辑从中继链中剥离出来，比如余额、Staking、治理等逻辑，我们可以把这些东西从中继链上剥离出来，转移到平行链上，来释放中继链上的资源，好让中继链可以集中全部精力来为平行链生态服务。还会有 40-90 个用于租赁的插槽，会被拍卖出去。

蜡烛拍卖

polkadot采用了蜡烛拍卖。作为英式拍卖的替代品，蜡烛拍卖在 17 世纪盛行。你可能对拍卖比较熟悉，也就是每个人都可以出更高的价，直到最后没有人愿意再出价。而蜡烛拍卖在这个过程中增加了一些随机性。你可以想象拍卖师点燃了一支蜡烛，然后开始进行拍卖的程序，大家开始出价，但是如果某一时刻蜡烛熄灭了，这场拍卖就会立即结束，就算有人还想出价也不作数了，在蜡烛熄灭前最后一个出价的人会赢得拍卖。这种方式意味着没人能确切知道拍卖会何时结束，所以会鼓励竞标者把每一次竞标都当做最后一次竞标来看待。当然这也会鼓励尽早发现健康的价格，而不鼓励在最后一刻狙击。因为如果大家在最后一刻突然出一个很高的价格，其实会毁坏这整个拍卖经济学。

Crowdloan 机制

平行链插槽的 Crowdloan 竞拍模式，也叫众贷，让每个持有 DOT 的人都可以锁定一段时间 DOT 来 “投资” 自己看好的波卡生态项目。

用户可以在两种情况下收回自己的代币：

你支持的项目成功赢得平行链插槽拍卖。那在租期结束后，你就可以收到你的代币啦
你支持的项目的 crowdloan 到期后（通常很短），也可以截止取回代币的情况。

对于支持那些成功竞拍到插槽的用户，你们的代币会因为锁定在中继链中而产生机会成本，例如，因 staking 或其他方式而放弃的奖励。所以一般为了感谢你对某项目的支持，项目方都会用自己的原生代币作为补偿来奖励大家！

Polkadot.js中你可以选择 “网络（Network）- 平行链（Parachain）- 众贷（Crowdloan）” 标签，然后你就会看到所有正在进行的平行链众贷活动。

拍卖时间节点

第 1 批:

拍卖 1：拍卖于 2021 年 11 月 11 日开始。结束期从 2021 年 11 月 13 日开始。竞标于 2021 年 11 月 18 日结束。中标平行链的时间为 2021 年 12 月 17 日至 2021 年 10 月 20 日。
拍卖 2：拍卖于 2021 年 11 月 18 日开始。结束期从 2021 年 11 月 20 日开始。竞标于 2021 年 11 月 25 日结束。在 2021 年 12 月 17 日至 2021 年 10 月 20 日期间，中标平行链于 2021 年 12 月 17 日上线。
拍卖 3：拍卖于 2021 年 11 月 25 日开始。结束期从 2021 年 11 月 27 日开始。竞标于 2021 年 12 月 2 日结束。在 2021 年 12 月 17 日至 2023 年 10 月 20 日期间获胜的平行链。
拍卖 4：拍卖于 2021 年 12 月 2 日开始。结束期从 2021 年 12 月 4 日开始。竞标于 2021 年 12 月 9 日结束。在 2021 年 12 月 17 日至 2023 年 10 月 20 日期间获胜的平行链将于 2021 年 12 月 17 日上线。
拍卖 5：拍卖于 2021 年 12 月 9 日开始。结束期从 2021 年 12 月 11 日开始。竞标于 - 2021 年 12 月 16 日结束。在 2021 年 12 月 17 日至 2023 年 10 月 20 日期间获胜的平行链于 2021 年 12 月 17 日上线。

第 2 批:

拍卖 6：拍卖于 2021 年 12 月 23 日开始。结束期从 2021 年 12 月 25 日开始。竞标于 2021 年 12 月 30 日结束。中标平行链于 2022 年 3 月 11 日上线，时间为 2022 年 3 月 11 日至 2022 年 1 月 12 日。
拍卖 7：拍卖于 2022 年 1 月 6 日开始。结束期从 2022 年 1 月 8 日开始。竞标于 2022 年 1 月 13 日结束。中标平行链于 2022 年 3 月 11 日上线，时间为 2022 年 3 月 11 日至 2024 年 1 月 12 日。
拍卖 8：拍卖于 2022 年 1 月 20 日开始。结束期从 2022 年 1 月 22 日开始。投标于 2022 年 1 月 27 日结束。中标平行链于 2022 年 3 月 11 日上线，时间为 2022 年 3 月 11 日至 2022 年 1 月 12 日。
拍卖 9：拍卖于 2022 年 2 月 3 日开始。结束期从 2022 年 2 月 5 日开始。竞标于 2022 年 2 月 10 日结束。中标平行链于 2022 年 3 月 11 日上线，时间为 2022 年 3 月 11 日至 2024 年 1 月 12 日。
拍卖 10：拍卖于 2022 年 2 月 17 日开始。结束期从 2022 年 2 月 19 日开始。竞标于 2022 年 2 月 24 日结束。获胜平行链于 2022 年 3 月 11 日上线，时间为 2022 年 3 月 11 日至 2022 年 1 月 12 日。
拍卖 11：拍卖于 2022 年 3 月 3 日开始。结束期从 2022 年 3 月 5 日开始。竞标于 2022 年 3 月 10 日结束。中标平行链于 2022 年 3 月 11 日上线，时间为 2022 年 3 月 11 日至 2022 年 1 月 14 日。