波卡平行鏈將打破區(qū)塊鏈 Layer 1 局面

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本文是波卡聯(lián)合創(chuàng)始人、領(lǐng)導(dǎo)平行鏈的核心開發(fā)工作的 Robert Habermeier 在波卡社區(qū)會議 Polkadot Decoded 上的演講內(nèi)容總結(jié)。由 PolkaWorld 翻譯和總結(jié)。

從一個(gè)很宏觀的角度來觀察，我們的世界，以及構(gòu)成該世界的各類系統(tǒng)正在變得越來越復(fù)雜。我們很容易迷失在一些細(xì)節(jié)中，比如監(jiān)管、監(jiān)督和各種文書工作。

這就是加密世界，以及我們做波卡的動機(jī)。我們的終極目標(biāo)是讓人們可以更公平、更明確地進(jìn)行交易。讓人們可以自主選擇加入某些規(guī)則，并且互相協(xié)作。讓人們可以專注于真正重要和有意義的事情，而不是在復(fù)雜的官僚和系統(tǒng)中蹉跎時(shí)間。加密世界消除了很多低效率組織和合作。

平行鏈?zhǔn)菂^(qū)塊鏈開發(fā)的最后十年的實(shí)現(xiàn)，從技術(shù)上說是如此，從哲學(xué)上說也是如此。

有些東西紙上談兵了很久，但是紙上不是現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)實(shí)是代碼在執(zhí)行的東西。這就是我們的目標(biāo)，平行鏈其實(shí)就在這整個(gè)過程的真正實(shí)現(xiàn)。

大體來講，你可以用平行鏈來做的東西，其實(shí)是打破迄今為止我們與互聯(lián)網(wǎng)交互的方式，也就是說改變我們交易、構(gòu)建、組織和治理的方式。

我覺得 “自組織區(qū)塊鏈代幣社區(qū)” 這個(gè)概念很有意思。因?yàn)樗腔ヂ?lián)網(wǎng)原生的概念，來自不同階層、背景、來源和地區(qū)的人，圍繞某個(gè)共同目標(biāo)或者原則組織起來。這里的圖表示了來自全球的不同人群圍繞著波卡組織起來。

平行鏈正在打破所有現(xiàn)有的區(qū)塊鏈技術(shù)，即所有現(xiàn)存的 Layer 1 和智能合約。

我們有三個(gè)指標(biāo)：主權(quán)性、繼承的安全性、專業(yè)性。

主權(quán)性是指某個(gè)對象如何掌控自己的命運(yùn)。智能合約大大受制于其所屬的系統(tǒng)。

繼承的安全性是指你是否需要召集自己的驗(yàn)證人集。作為一個(gè)開發(fā)者，當(dāng)你構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)是否需要擔(dān)心經(jīng)濟(jì)安全性，讓你的系統(tǒng)變得足夠大從而難以被攻擊。

專業(yè)性是指提供適應(yīng)特定問題領(lǐng)域的解決方案的能力。你對于某一個(gè)領(lǐng)域越專業(yè)，你的解決方案就越高效，就有越多的人可以使用它來進(jìn)行交易。

我們嘗試讓平行鏈能同時(shí)符合這三個(gè)指標(biāo)，而目前的 Layer 1 和智能合約卻做不到。

如果走近一步觀察波卡的架構(gòu)，在這張圖上，我們能看到波卡的運(yùn)作方式是這樣的。在中心有一個(gè)中繼鏈，有很多條平行鏈被中繼鏈保護(hù)，每條平行鏈有自己的驗(yàn)證人和收集人。其中一些平行鏈?zhǔn)沁B接其他網(wǎng)絡(luò)的橋。底部還有平行線程，即擁有不同調(diào)度機(jī)制的另一類平行鏈。

對于大多數(shù)使用場景來說，智能合約平臺都太過籠統(tǒng)了。你只能用非常粗略的指令，比如加一個(gè)數(shù)、減一個(gè)數(shù)等等。如果你想用它來創(chuàng)建任何復(fù)雜一些的東西，就會發(fā)現(xiàn)它的效率很低，這主要表現(xiàn)為 gas 費(fèi)，因?yàn)槊恳淮渭訙p都要收費(fèi)，不管你做的是什么計(jì)算，都會造成 gas 費(fèi)的疊加，讓效率變得越來越低。

而使用平行鏈，你可以很專注于你的使用場景，你可以有一個(gè)專門用來存儲文件的交易，可以有用來收租金的交易，等等。這比你用 100 萬個(gè)不同的小指令要更自給自足。

另外一個(gè)平行鏈和智能合約的關(guān)鍵區(qū)別，是平行鏈?zhǔn)侵鲃映鰮舻?，而不是被動反?yīng)的。

智能合約框架的運(yùn)行方式是，它們對作為交易提交到鏈上的事件作出響應(yīng)。但是你不能寫一個(gè)智能合約，說 “在一年后叫醒我來執(zhí)行這項(xiàng)工作”，或者說 “我想在每一出一個(gè)區(qū)塊時(shí)都做某件事”。

而你作為一個(gè)平行鏈的開發(fā)者，你就擁有這種控制權(quán)，可以去調(diào)度在某個(gè)時(shí)間或塊高執(zhí)行某個(gè)邏輯。

主要是由于平行鏈提高了溝通的方便程度。Layer 1 的區(qū)塊鏈無法很有效地互相橋接，雖然可以橋接，但是最后也會有兩套共識系統(tǒng)和兩套驗(yàn)證人集。而且，向某一條鏈證明另一條鏈確認(rèn)了一個(gè)區(qū)塊、接受了一筆交易，是一件很龐雜的事情，通常會涉及滯后和延遲。

所以說關(guān)于平行鏈，很有趣的一點(diǎn)是，這些平行鏈都是由同樣的一套共識流程來保證其安全的，所以消息幾乎可以在瞬間在平行鏈之間傳遞，大概在 1-2 個(gè)區(qū)塊的時(shí)間內(nèi)，這在區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缰兴闶欠浅７浅？斓牧恕?/p>

另一點(diǎn)是，當(dāng)你構(gòu)建一條平行鏈的時(shí)候，由于這條平行鏈?zhǔn)遣ü沧R系統(tǒng)的一部分，你不用召集自己的驗(yàn)證人集或者礦工集，來保證你的安全性。你不用收集數(shù)十億美元來負(fù)責(zé)安全性，從而確保你的鏈不會被收購或遭遇 51% 攻擊。這一點(diǎn)對于那些有創(chuàng)新的想法，卻不一定有能力去做到經(jīng)濟(jì)安全的團(tuán)隊(duì)來說是一個(gè)不錯的優(yōu)勢。

平行鏈作為一種技術(shù)，究竟是什么？如何運(yùn)作？

從根本上說，平行鏈?zhǔn)遣ǖ膱?zhí)行核心。幾乎任何類型的交易，除了一些對于波卡的 root 非常重要的東西，比如余額、Staking、治理等之外，都運(yùn)行在平行鏈上。

所有的智能合約、文件存儲、預(yù)言機(jī)邏輯等，都發(fā)生在平行鏈上。平行鏈就是波卡這個(gè)去中心化系統(tǒng)中一切工作進(jìn)行的地方。

中繼鏈維護(hù)著一組平行鏈，中繼鏈的驗(yàn)證人為所有的平行鏈提供共識，讓他們可以以一致的步伐前進(jìn)。我們把所有中繼鏈的驗(yàn)證人隨機(jī)分配，檢查不同的平行鏈。

一些平行鏈正在實(shí)現(xiàn)和其他 Layer 1 區(qū)塊鏈之間的橋。這種網(wǎng)絡(luò)之間的橋的抽象，比如波卡-比特幣橋、波卡-以太坊、波卡-Monero 或者其他橋，會被封裝在平行鏈原語中。所以說你可以直接注冊一條平行鏈，而這條鏈剛好是橋，你不用在波卡的根級別，辛辛苦苦地編寫一條平行鏈出來。

所以這里我們所說的把驗(yàn)證人拆分給所有平行鏈用，其實(shí)很像我們以前聽到的分片（Sharding）的概念。主要的區(qū)別在于波卡是一組異構(gòu)鏈，而不是同構(gòu)鏈，所以每條鏈可以做不同的事情，有不同的狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)。

平行線程是平行鏈的一種稍微有點(diǎn)不同的版本。

當(dāng)你獲取平行鏈插槽的時(shí)候，都是一次性競拍好幾個(gè)月或者幾年，你會與全球的平行鏈社區(qū)競爭插槽。如果你的鏈做的工作對時(shí)間特別敏感，那么這么做是值得的。但對于很多長尾項(xiàng)目來說，這么做太昂貴了。

很多的使用場景其實(shí)都只需要每隔一段時(shí)間定期出塊，比如每小時(shí)一次，或每天幾次。

平行鏈?zhǔn)且环N “即用即付” 的平行鏈。我們有一些固定數(shù)量的插槽專門預(yù)留給平行線程。比如有五個(gè)插槽用于平行線程，可能有 500 或 5000 條鏈來競爭在這些插槽上創(chuàng)建區(qū)塊。

平行鏈可以有很多種類。比如有幣的平行鏈、無幣的平行鏈（比如公共物品平行鏈）、專業(yè)于某一領(lǐng)域的平行鏈（比如預(yù)言機(jī)、身份、文件存儲、零知識證明等）、服務(wù)于某一社區(qū)的樞紐鏈（如 DeFi 樞紐、治理樞紐等）。

舉個(gè)例子，智能合約平行鏈。你可以有一條平行鏈，來讓人們執(zhí)行智能合約，可以是 ink! 合約或者傳統(tǒng)的 EVM Solidity 合約。我習(xí)慣把智能合約平行鏈歸類到通用的專業(yè)鏈。它可以讓人運(yùn)行智能合約，提供了很大的靈活性，但是也有智能合約缺點(diǎn)。

但是好在你是可以選擇的。你可以自己寫一條平行鏈，也可以使用智能合約。

目前的中繼鏈承擔(dān)了很多功能，之后中繼鏈的其中的一些功能如 Staking、治理、轉(zhuǎn)賬等可以下放到平行鏈，而中繼鏈只用負(fù)責(zé)平行鏈的共識。這將解放中繼鏈的計(jì)算資源，讓中繼鏈成為第一條無交易的區(qū)塊鏈，只需專注于平行鏈共識，從而盡可能地?cái)U(kuò)大平行鏈規(guī)模。

短期內(nèi)比特幣和以太坊不會消失，我們希望波卡上的應(yīng)用可以使用比特幣資產(chǎn)和以太坊上的項(xiàng)目。目前橋相關(guān)的研究、開發(fā)都在進(jìn)行中，最終將部署到波卡上，通過平行鏈機(jī)制來將波卡同比特幣、以太坊連接起來。

平行鏈代表了金融資產(chǎn)和社交資產(chǎn)的集合。

每條平行鏈可以代表其利益相關(guān)者作為一個(gè)行為人進(jìn)行很多活動，如通過提案和投票來參與中繼鏈的治理，成為波卡網(wǎng)絡(luò)理事會成員，管理賞金任務(wù)，分配國庫資金等。

平行鏈就像一個(gè)個(gè)數(shù)字的國家，每個(gè)國家有自己的比較優(yōu)勢。波卡的 XCMP 讓平行鏈之間可以進(jìn)行交互，就像國家之間可以進(jìn)行國際貿(mào)易一樣。

2020 年初我們做了《波卡平行鏈宿主實(shí)現(xiàn)者指南》，它是研究和開發(fā)之間的橋梁，是一種規(guī)范，讓研究人員知道開發(fā)者在做的事，讓開發(fā)者知道研究的更底層的細(xì)節(jié)。

代碼方面，在過去的一年半中，僅僅跟平行鏈相關(guān)的代碼，我們就寫了 6 萬 5 千行。包括了平行鏈 Runtime 模塊、平行鏈網(wǎng)絡(luò)代碼、平行鏈執(zhí)行代碼。還有 800 多個(gè) PR、150 多個(gè)功能和增強(qiáng)。

設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)方面，寫了 4 萬 7 千多字的標(biāo)準(zhǔn)、23 個(gè)負(fù)責(zé)不同模塊的子系統(tǒng)、16 個(gè) Runtime 模塊。

網(wǎng)絡(luò)和測試方面，我們在 Rococo 上有 900 個(gè)驗(yàn)證人，運(yùn)行了 15 條區(qū)塊鏈，將出塊時(shí)間做到了 12 秒。事實(shí)上鏈上的代碼已經(jīng)能做到 6 秒的出塊時(shí)間，但是鏈下的代碼還需要優(yōu)化一些。

• 上線了 Rococo 測試網(wǎng)（900 個(gè)驗(yàn)證人、15 條平行鏈、使用 XCMP-lite 進(jìn)行了跨鏈資產(chǎn)轉(zhuǎn)賬）

• 完成了分片安全協(xié)議和代碼庫審計(jì)

• 上線了 Westend perma-testnet

• 給 Kusama 添加了 16 個(gè) Runtime 模塊

• 給 Kusama 添加了平行鏈、眾貸和拍賣的代碼

• 發(fā)布了 V0.9.2

• 給 Kusama 添加了首條平行鏈 Shell（即將升級成 Statemine）

• 進(jìn)行 5 條 Kusama 平行鏈拍賣（尚未公布具體時(shí)間，等平行鏈在 Kusama 上穩(wěn)定運(yùn)行后就將進(jìn)行）

• 上線公共物品平行鏈和社區(qū)平行鏈

• 完成審計(jì)

• 把平行鏈、眾貸、拍賣模塊代碼添加到波卡上（理論上說，如果平行鏈在 Kusama 上運(yùn)行得不錯，那么在波卡上也會不錯）

• 開始在波卡上推出平行鏈

• 進(jìn)行優(yōu)化和擴(kuò)展，目標(biāo)是 50 條平行鏈和 1000 個(gè)驗(yàn)證人

• 更多功能的開發(fā)，如平行線程、鏈下 XCMP、鏈下代碼存儲（將會提高性能）等

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• 關(guān)注 Substrate 進(jìn)展:

  https://github.com/paritytech/substrate

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