一文了解Polkadot Lightpaper

翻譯 / OKEx情報局 校對 / 阿⻛

指導⽼師 / 數字⽂藝復興基⾦董事總經理曹寅 波卡⽣態科普作者鴨哥

Polkadot Lightpaper 

波卡簡介

An Introduction to Polkadot

Polkadot empowers the individual against much more powerful corporate and state actors.

Dr. Gavin Wood, Polkadot Founder

波卡賦予個人的強大力量，是對抗巨頭公司與國家行為體強的有力武器。

——波卡創始人 林嘉文 博士

目錄：

• 前言
• 概況
• 異構分片
• 可擴展性
• 可升級性
• 治理透明
• 跨鏈可組合性
• 波卡的架構
• 波卡的共識角色
• 波卡的治理角色
• DOTs
• Kusama Network
• Substrate
• About Web3 基金會
• 關於Parity合作項目

前言：少一些信賴，多一些真相

我們每天都在與少數幾家科技巨頭的產品打交道，但是這些公司的利益和動機常常與用戶的利益和動機發生衝突。

如果我們想用這些應用，就必須同意那些我們永遠都不會逐條閱讀的使用條款，而同意這些條款就意味著，我們完全同意這些公司控制我們與應用交互產生的數據。

通過追蹤數據，科技巨頭們往往能夠勾勒出個人生活的清晰畫面，因此數據已成為21世紀比石油更有價值的資源，這也是Amazon/Facebook/Twitter/Alibaba估值如此之高的根本原因。但當下的互聯網世界卻是這樣的，用戶向科技巨頭們免費提供個人數據後，除了向神祈禱個人隱私不被泄露、竊取、濫用之外，別無選擇——這些中心化世界的巨頭們就像惡魔一樣一口一口將我們吞噬。

隨著開源技術與像區塊鏈這樣的去中心化技術不斷進步，愈加指向一個結論，即我們完全有可能建立一個全新的系統，讓中心化不再凌駕於個人主權之上。在全新的系統上，第三方將不再是惡魔，我們將不再恐懼。

但當下的區塊鏈技術現狀，儘管其在某些領域有一定的進步與應用，但還遠沒有強大到可以與中心化的壟斷一較高下的程度，何況其在現實世界的大範圍部署尚未出現。換句話說，區塊鏈還是個小Baby，怎能與成年人抗衡？

概況：聚合萬鏈

波卡是下一代區塊鏈協議，將不同用途不同類型的區塊鏈聯合起來，使各種鏈能夠大規模無縫運行。由於波卡允許任何類型的鏈之間跨鏈通訊，因此能夠適用更為廣泛的應用場景。

波卡獨闢蹊徑，以匯聚多鏈優勢的方法，通過各種應用程序和服務提供商，以更公平的方式提供服務，為去中心化之路開闢了新道路。

雖然區塊鏈技術在物聯網（IoT）、金融、治理、身份管理、去中心化網路和資產追蹤等領域潛力巨大，但當下區塊鏈技術的系統設計缺陷，很大程度上阻礙了其大規模商用。

相比之下，波卡的系統設計有幾個非常明顯的優勢，包括異構分片、可擴展性、可升級性、透明治理與跨鏈可組合性等。

這是無限區塊鏈

THIS IS BLOCKCHAIN UNBOUNDED

異構分片：一網多鏈

設想一下，未來會不會是一條區塊鏈治理所有人呢？我們不這麼認為。

在特定場景與用戶案例中，不同區塊鏈會有不同設定，隨著時間推移，不同鏈的專業化程度勢必不斷提高，跨鏈交易需求也會增加。

波卡的分片區塊鏈網路，能夠將多鏈統一在同一個網路中，支持在安全的環境下進行信息跨鏈與交易的並行處理。

得益於波卡獨一無二的異構分片設計，網路中的每一條鏈都可以針對特定的使用場景進行優化，而不是在一刀切模式下艱難生存。

鏈越多，不同鏈的專業化程度越高，意味著創新的可能性也越大。

可擴展性：可生長的區塊鏈

一個區塊鏈項目不足以支撐未來熱鬧的去中心化應用。早期區塊鏈項目有限的吞吐量和非專業化運行，使得它們在現實世界的場景中無法有效擴展。

通過橋接多個專業化區塊鏈到一個分片網路中，波卡能夠並行處理多個交易。這種設計突破了早期區塊鏈網路逐一處理交易的瓶頸。

波卡未來還能進一步擴大規模，嵌套中繼鏈架構能讓分片數量進一步提升，進而實現可擴展性。

可升級性：無分叉升級

早期的電腦遊戲被裝在墨盒（cartridges）中，墨盒是一種印刷電路板，其製作起來既昂貴又耗時。而遊戲代碼又都是被蝕刻在晶元上的，也毫無容錯空間可言。

如今，我們已經習慣了應用程序、遊戲和瀏覽器的頻繁更新，甚至是自動更新，開發人員在發現Bug後能夠立即修復以免釀成大禍，在升級的同時應用程序也會變得更加友好。

就像所有的軟體一樣，區塊鏈需要不斷升級才會變得有價值。然而，區塊鏈的升級要遠比應用程序、遊戲或瀏覽器的升級困難得多。因為一般情況下，區塊鏈的升級需要通過硬分叉來實現，此過程通常需要花費數月的時間，尤其是「分叉」，不僅難度相當大，還有可能導致社區分裂，這樣的案例在過去十年來屢次發生，每次出現都會對原鏈產生巨大傷害。

而波卡革新了這一過程，使區塊鏈無需分叉就能實現自我升級。這些無叉升級都是通過波卡的透明鏈上治理系統實現的。

在該特性的加持下，波卡生態的項目就具有了較強的靈活性，以適應當下技術進步並保持發展。波卡還大大降低了「硬分叉」的風險——對許多項目來說，這是個十分嚴重的問題。

治理透明：社區驅動

早期的區塊鏈沒有正式的治理流程，各個利益相關方無權提議或否決協議變更，除非他們熟識某些能夠決定協議變更的人。

波卡完全不同，其治理過程由DOT持有者決定，整個治理過程以透明且公平。

所有的DOT持有者都可以提出修改協議的建議，或者對現有的建議進行投票。他們還可以選舉委員會成員，以幫助被動利益相關者治理整個系統。

跨鏈可組合性：協同設計

早期的區塊鏈就像一個個封閉的「圍牆花園」。但是，隨著特殊用途的區塊鏈數量的不斷增加，跨鏈通信和互操作性的需求也在不斷增加。

波卡的跨鏈可組合性和信息跨鏈，支持不同分片進行信息互通、交換價值和功能共享，為新的創新浪潮打開了一扇大門。

在波卡的跨鏈橋功能的支持下，波卡網路的分片還將能夠DeFi協議和外部網路（Ethereum）上的加密資產進行交互。

波卡的架構：與這些點鏈接

波卡網路包含了一種被稱為平行鏈的異構區塊鏈分片。這些平行鏈鏈接到波卡的中繼鏈並中並獲得中繼鏈的保護，平行鏈還可以通過鏈接橋與外部網路連接。

中繼鏈（Relay Chain）是波卡網路的核心，負責網路安全性、一致性和跨鏈互操作性。

平行鏈（Parachains）可以擁有本鏈代幣，還可以針對特定使用場景主動升級的主權區塊鏈（Sovereign blockchains）。平行鏈可以通過按量付費與中繼鏈鏈接，或者租用插槽（slot）的方式與中繼鏈持續鏈接。

轉接橋（Bridges）是允許波卡分片可以與以太坊和比特幣通信這樣的外部網路連接的特殊區塊鏈。

波卡的共識角色

驗證人（Validators）它是中繼鏈全節點，中繼鏈會在驗證人池中通過隨機分組把驗證人指定給不同的平行鏈。驗證人會接受來自收集人打包的區塊並進行有效性驗證，然後結合共識演算法對收集人提交的區塊進行確認。

收集人（Collators）它是平行鏈的全節點，負責收集和執行平行鏈的交易併產生候選區塊，將區塊和證明提交給驗證人，並通過收集交易獲得手續費。收集人類似於PoW共識區塊鏈當中的礦工。

提名人（Nominators）DOT的持有人，會選擇自己信任的驗證人進行DOT質押，然後分享驗證人的收益。

釣魚人（Fishermen）它也是平行鏈全節點，監控驗證人的非法行為，若驗證人作惡（如批准了無效的平行鏈區塊），釣魚者可以向其他驗證人舉報並獲得相應報。

波卡的治理角色

理事會成員（Council Members）所有DOT持有人都可以登記參加理事會，目前，理事會由23名成員組成，定期一個月。它的作用是代表DOT利益相關者，提交重要提案，在特殊情況下，取消毫無爭議的危險或惡意提案。

PolkaWorld對理事會的詳細解釋：

波卡的理事會可以被認為是波卡的主要執行機構，與議會民主中的政府角色有相似之處。理事會有兩個主要權力：第一，總的來說，它對財政部的任何資金都有控制權。至少 60% 的理事會成員必須就任何特定的費用達成一致，才能獲得財政部的批准和轉賬。目前大約有 45000 DOT 在財政部。

其次，它可以控制一半的治理事件的時間表（legislative timetable），至少每兩個月安排一次公民投票。這中間穿插著理事會無法控制的所有公共公投事件。

理事會是一個多元化的機構，由 13 個單獨的波卡賬戶組成。這些帳戶是通過 DOT 持有人的投票決定的，現在已經啟用了這個功能。投票使用的是 Phragmén 選舉演算法，其方式與我們為網路選擇驗證人的方式非常相似。

任何 DOT 持有人都可以通過繳納少量（1 DOT ）保證金作為候選人參加選舉。任何 DOT 持有者都可以表示他們同意一個或多個候選人，而擁有最多 DOT 支持的候選人將被選入理事會。

那些沒有得到足夠支持的人（20 位候選人）將保留他們在下一輪選舉中的選票，每天都會進行下一輪選舉，但因為我們還在運行（所有的）事情，所以通常是每月一次。作為一項防止垃圾郵件的措施，那些支持率更低的候選人將被撤銷，並失去他們的押金。

技術委員會（Technical Committee）由積極建設Polkadot的團隊組成，可與理事會一起提議緊急狀況下的全民投票，以便快速投票和執行。技術委員會的存在，其唯一目的是檢測代碼中的錯誤等問題，並快速跟蹤鏈的緊急升級或更改，成員可由理事會以多數票決定增加或取消。

DOTs：The DOT Token

DOT代幣的三個直接作用：網路治理、Staking和Bonding。

治理（Goverance） DOT持有者完全控制協議，中繼鏈參與者（DOT Holder）擁有所有特權，包括管理異常事件、協議升級和修復等，而在其他平台上，礦工會獨享該特權。

Staking（Staking）博弈論激勵代幣持有者誠實行事，如果參與者工作盡職盡責，就能夠通過Staking機制獲得獎勵，而那些不盡職的參與者，例如處於工作狀態時，節點卻不在線，他們將失去質押在網路中的代幣，這樣做是為了確保了網路安全。

綁定（Bonding）POS網路中的一個關鍵概念是「Bonding」，它可以被翻譯為與POS網路建立強有力的「綁定」關係。通過在特定時間內鎖定一定數量的代幣，以表明您是波卡網路可信任的參與者，而且願意接受網路的規則約束。

Kusama Network：在波卡的狂野表親Kusama Network上玩混沌遊戲

Kusama Network是一個早期的，未經審計和未經修改的Polkadot早期版，目的是在現實世界中測試Polkadot的網路技術和經濟激勵政策。這裡也是平行鏈開發人員在將功能部署到Polkadot之前最佳的試驗場。

Kusama Network由持有KSM代幣的持有者與社區共同管理，將作為獨立的網路而存在。

Substrate：你的區塊鏈生成器，你的區塊鏈升級程序，你的區塊鏈

Substrate是構建區塊鏈的框架，使用Substrate，開發者可以輕鬆創建具有獨特功能的自定義區塊鏈。

Substrate完全模塊化且具有靈活性：混合和匹配現成的組件，構建核心業務邏輯，而將其餘部分留給框架。

混合和匹配現成的組件，構建您的核心業務邏輯，而將其餘部分留給框架。即插即用模塊（如Consensus、Networking和Finality等）讓您可以自由地專註於開發，從而節省大量的時間和精力。這一過程，確保在自定義區塊鏈上保留必要的功能，以確保網路的精簡。

在Substrate的無叉升級和透明治理支持下，開發者可以隨時移動添加新特性，而不必擔心分叉。簡單無風險的升級意義重大，因為這意味著基於Substrate構建的區塊鏈，可以隨著技術革新與市場需求不斷變化。

Substrate還對鏈接Polkadot提供開箱即用的本地支持，Cumulus，就是Substrate將區塊鏈連接到Polkadot網路的底層工具，用於解鎖鏈間通信、協作和共享安全。

About Web3 基金會：Web3基金會

Web3基金會的創建是為了培育和管理去中心化技術領域的軟體與協議領域的應用，特別是那些利用現代加密技術來保護去中心化技術與應用，以促進Web3生態系統的穩定與繁榮。Polkadot就是Web3 Foundation的旗艦協議。

基金會的未來

Web3基金會致力於資助或協助與其使命相一致的項目的開發或部署：

• 創新的區塊鏈技術、信息加密協議；
• 點對點的基礎設施(例如libp2p與devp2p)；
• 加密經濟機制(如DAC/DAOsoftware)；
• 數據發布系統(如IPFS)。

關於Parity：開發團隊

Web3基金會已委託Parity Technologies來開發波卡。

Parity由以太坊聯合創始人Gavin Wood發起，是一個由頂級分散式系統工程師、密碼學家、解決方案架構師和研究人員組成的全球團隊。從構建高度可用的以太坊客戶端，到開發比特幣和Zcash的應用，再到開發下一代區塊鏈技術的Substrate和Polkadot，Parity已從根本上塑造了整個區塊鏈行業。

合作項目：Polkadot & Substrate的朋友們

Polkadot旨在與公有鏈、私有鏈與聯盟鏈合作。我們很高興與以下項目保持親密合作，並開發第一個使用案例，也期待與尋求採用該技術的其他區塊鏈項目合作：