1 Polkadot 是什么

Polkadot是由大名鼎鼎的Gavin Wood主导的ParityTech团队进行设计和开发。Polkadot致力于实现链间任意消息通信，解决区块链的互通性问题，进而实现多链并存，解决扩展性和多样性问题。

在区块链世界中, 比特币第一次打造出了公有共识系统，将货币发行和转账作为点对点现金应用，发明了去中心化的群体性协作方式方法。以太坊把区块链去中心化载体本身和上层通用应用进行了分离，也既是将共识和状态机分离，但在以太坊中共识和状态机分离是一条链内实现。

Polkadot畅想了一种新的区块链形态，由单独的中继链去统一管理共识安全和数据交互，用百花齐放的平行链技术去满足各种应用需求，进一步分离共识和状态转换，这听起来和目前的区块链形态有很大不同，其实是个“链网”而不是条“区块链”。

开发者目前是在单一虚拟机平台上写合约应用，未来可以先在统一共识平台上写某种虚拟机，再在自己创造的虚拟机平台上写应用。不同于目前大多区块链协议层项目要么是在比特币上增加隐私，要么是提高智能合约执行性能等这些量变的改善.

因此Polkadot给区块链行业带来的可能是质变的新范式革命, 笔者甚至认为以Polkadot为代表的多链技术是区块链发展的方向.

1.1 中继链(Relay Chain) 和 平行链(Parachain)

Polkadot由一个中继链Relay Chain和若干平行链Parachain组成。

中继链负责全网的共享安全共识和平行链的跨链交易转发，中继链可以理解为具有安全共识的网关。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，算法受简单的 Tendermint 和 HoneyBadgerBFT 启发。中继链本身不包含任何应用，应用均在平行链上进行开发和部署。

平行链(Parachain) 是附着于由中继链提供的安全性上的，可并行化的区块链应用。平行链由中既链提供共享安全共识和平行链之间的跨链消息转发。平行链可以使用不同类型的区块链底层技术，允许每个参与者定义自身有效性的方法，来解决特定领域的问题。

1.2 Polkadot 的参与方

有四个基本的角色在维持 Polkadot 网络:收集人(collator)、钓鱼人 (fisherman)、提名人(nominator)、验证人(validator)。在 Polkadot 的一个可 能实现里，最后一个角色有可能会被拆分成两个:基础验证人和可用保证人 (guarantor)。

验证人：验证人有最高权限，帮助在 Polkadot 网络里打包新区块。验证人和目前 PoW 区块链的矿池相似。

提名人：提名人是一个拥有权益的群体，他们把安全性押金委托给验证人。提名人和目前 PoW 网络的矿工相似。

收集人：交易收集人是帮助验证人制造有效的平行链区块的群体。

钓鱼人：钓鱼人并不直接和区块打包的过程相关，人的存在，我们才能减少恶意行为的发生，即使发生希望也只是 因为私钥不小心泄露了，而不是故意的恶意企图。起这个名字的出发点是考虑到他们期望 收益的频率和最终奖励的大小。
更多参与方职责详情请查看《Polkadot白皮书》

1.3 跨链通信

Polkadot 最关键的部分是跨链通信。因为在平行链间可以存在某种信息通道，我们才说 Polkadot 是可伸缩的多链系统。

　　用户提交一个交易，先转移到平行链外部，然后通过中继链再转移到另一条平行链，成为一个可以被那里的账户执行的交易。

现实中的单条区块链不管多少个节点，都类似于一家网站的服务器，为用户提供了一种特殊的服务，例如比特币就是阿里巴巴，以太坊就是腾讯，Zcash就是百度，而跨链就是他们之间的那个互联网协议的，只有都连起来，才能为用户提供全部的服务。而这种连接不能是目前交易所之类的中心化权力机构进行转发，必须也是一条去中心化民主共治的链。Polkadot就是区块链中的基础设施服务商，提供跨链通讯。

2 Polkadot与技术对比

2.1 Polkadot vs Cosmos等跨链方案

Cosmos是Interchain Foundation的跨链开源项目。本质上，它包含多个使用独立 Tendermint 实例的区块链(在空间 zone 中运行)，和一个使用去信任通信的中心(hub)链。跨链通信仅限于转移数字资产(也就是代币)，而不是任意信息。
　　简言之，Cosmos和其他项目专注在跨链价值转移上。Polkadot允许不同智能合约间更具备普适性的跨链交互，远景更为宏大。

2.2 Polkadot vs 侧链

你以前一定听说过双向锚定、侧链和联合挖矿，但相比于快速增长的以太坊技术，这些概念已经像是史前时代的了。Polkadot吸取了它们一般性的概念，摒弃了侧链的扩展性，直接提供了共享安全，而且也不像侧链系统那样，开发人员如果要打造一个侧链的话，还要组织矿工来保证资产安全。

2.3 Polkadot vs 企业级区块链

Polkadot和Hyperledger等联盟链方案之间不是竞争关系，而是扩展他们的功能。Polkadot会在这些方案间提供去信任的数据交换。比如财富500强的公司各自去实践一个Hyperledger，通过挂靠Polkadot，所有巨头都将可以相互通信。

2.4 Polkadot vs 以太坊2.x和其他基于EVM的方案

Polkadot并不是为了和以太坊竞争，Polkadot看做是一个区块链平台，意味着与其他以太坊平台相互相互开发、试验、部署和维护。

3 Substrate基础链

Parity Substrate是独立于Polkadot的项目。 Polkadot是基于Substrate构建的，现在你可以使用Substrate来构建新的区块链项目，而不用等Polkadot开发进度。sustrate项目地址：https://github.com/paritytech/substrate
　　Substrate是一个框架，类似于Express框架或其他Web应用程序框架，只不过是用于构建分布式或去中心化系统，比如加密货币项目，或消息总线系统。
Substrate主要开发完成了如下功能:

• 共识机制，出块投票逻辑：提供拜占庭容错机制的功能。
• p2p网络：比如p2p节点的搜索，同步等等
• Wasm虚拟机:可以使用Rust、C++、JS等语言开发合约。
• 智能合约原生执行:操作系统原生执行的高性能。
• 去中心化随机数:共识算法和链上不可操控功能的核心组件。
• 轻客户端等模块:消除中心化节点依赖，使低性能设备也能直接 接入区块链。
• 多语言版本实现，可以实现广泛的生态对接，官方会有Rust、JS 的全协议客户端。

事实上，我们可以基于Substrate技术基础上，基于高度聚焦、 实用快速的思想，打造自己的区块链技术平台。
参考：http://bbs.chainx.org/topic/5b8506378cfa203f329ef9dc

4 业界方案

Polkadot 目前处于POC-3阶段，主网计划将于2019年Q3上线。
国内因特链正基于Substrate打造平行链。

5 总结

从区块链的历史来看，不管是中本聪的比特币，还是Vitalik神童和Gavin Wood的以太坊，亦或是ByteMaster的EOS，都引领着区块链世界发展。不过时间永远不会停止区块链世界的前进，目前Polkadot尚且处于早期阶段，我们可以一直跟踪这个项目，静待区块链世界的下一波浪潮。

附：Polkadot github地址：https://github.com/paritytech
Polkadot 官网：https://polkadot.network/#whatisit