科普 | 波卡与区块链互联网简介

在过去的几年里，区块链技术在普及方面取得了惊人的进步，导致了大规模专用区块链的出现：以太坊提供智能合约，莱特币交易速度比比特币快 5 倍，Zcash 正在实施零知识证明等。在过去的一篇文章中，我提到了阻止加密货币获得更广泛受众的原因。 在这篇文章中，我将以简单的方式解释为什么将这些区块链连接在一起可以解决它们的主要问题。 这种互连称为区块链互联网，它代表了一个允许数据和交易以无需信任的方式从一个区块链流向另一个区块链的网络。

加密仓库 - 信用

连接加密仓库

今天，每个区块链都有自己的特点、社区、共识算法和维护网络安全的参与者（矿工、利益相关者……）。 因为各个区块链在自己的生态系统中发展，所以它们不会相互受益。 事实上，他们是竞争对手。 以比特币（BTC）为例。 从矿工决定改为开采比特币现金 (BCH) 的那一刻起，比特币就变得不那么安全了。 就矿工数量而言，这种转变对比特币影响不大，但这样的举动可能会危及具有较小社区的区块链的安全性。

如果不依赖通常中心化的第三方平台，则无法顺利进行跨生态系统的交易。 例如，投资基于以太坊的代币不能直接通过 Zcash (ZEC) 及其数据的高度机密性来实现。 生态系统之间的数据传输是另一个需要解决的挑战。 几家公司现在已经开发了自己的私有联盟链，以使用该技术来改进内部流程。 想象一下，商家 M 使用私有链技术来管理商品的物流。 再想象一下，快递公司 P 使用私有链来跟踪其货车和包裹。 让 M 获取 P 的数据将很有用，这样 M 就可以跟踪其货物直至交付给客户。 现在站在客户的角度，在一条公链上追踪从M方购买，P方发货的商品，也是非常有价值的。 如今，工作流程并不完美、透明或无需信任。 它只适用于区块链（公共和私人）相互连接的世界。

允许独立区块链相互交换信息的协议 - Polkadot

Polkadot 希望将区块链联合在一起

Polkadot 是 Web3 基金会发起的一项倡议，由 Parity 技术开发，用于互连区块链，但不仅限于它们。 我将解释该协议的目标及其带来的解决方案。 为便于理解，以下仍以通俗易懂的方式进行说明。 您还可以通过阅读白皮书或其简化版来了解更多关于该协议的信息。

Polkadot 使开发人员和企业能够利用其协议来构建区块链或平行链。 只要这些平行链建立在 Polkadot 之上，它们就会共享相同的权威证明 (PoA) 共识。 由于这种共识嵌入到 Polkadot 中，平行链开发人员可以专注于各自区块链的特殊性。 所有平行链都无缝连接到称为中继链的公共区块链，中继链充当所有平行链之间的链接。

安全性由网络上的多个参与者来保证：每个平行链都有相等数量的全节点，这些节点专门负责一条平行链，称为收集人。 这些整理者从用户那里收集交易，对其进行验证，并将经过验证的交易传输给负责中继链的参与者。 这些参与者被称为验证者，他们运行的节点相当于中继链上的轻节点。 验证者负责验证和广播从收集者发送的块。 为此，每次接受区块时，验证者都必须抵押他们的 DOT（中继链代币）。 为了确保验证者行为正确并且不广播无效交易，我们引入了另一类参与者，称为渔夫。 他们因证明验证者行为不当而获得丰厚的回报。 另外，验证人需要得到提名人的认可，提名人也需要抵押自己的DOT来提名验证人。 验证者不仅有质押权，还可以投票批准或拒绝平行链，因此控制这些验证者非常重要。

简而言之，一笔交易从一条平行链到另一条平行链的工作流程如下：

用户在平行链 *A 上创建交易以将信息发送到平行链 *B。

交易被发送到 *parachain*A 的收集人。

收集人确保交易有效并将其包含在一个区块中。

收集人将区块和状态转换证明提交给平行链 *A 的验证人*。

验证者验证接收到的块是否仅包含有效交易并抵押他们的 DOT 代币。

当有足够多的提名人质押他们的 DOT 并提名验证人时，将授权将他们的区块广播到中继链。

事务被执行，同时，数据从 A 发送到 B。

由于上述过程需要保持去信任化，一旦收集人传递了错误的信息，就会产生这种行为的证据，收集人可能会受到惩罚或被除名。 同时，验证者处于巨魔的监视之下； 为了保留代币，提名人会倾向于提名表现良好的验证人。

今天，人们可能会怀疑用 Polkadot 的协议重建任何现有区块链的想法。 显然，在不久的将来，现有的玩家和区块链很可能仍然不会使用 Polkadot 来重建他们的生态系统。 这是一个先有鸡还是先有蛋的问题。 但是，由于使用 Polkadot 协议可以节省时间和成本，新的区块链玩家肯定会对这项技术感兴趣。 Zcash、Melonport 和其他几家参与者表示有兴趣使用 Polkadot 来创建或重建他们的区块链。 在现有区块链和 Polkadot 的平行链之间架起桥梁在今天是可能的，即使像比特币这样的区块链无法在短期内说服他们的矿工网络成为收集者或验证者。 选择。

由于以太坊是图灵完备的，它应该是最容易桥接的区块链之一。 Polkadot 白皮书解释了如何通过所谓的闯入合约和突破合约将以太坊主网连接到 Polkadot 网络。 为了将数据从以太坊传输到 Polkadot 平行链，一些验证者要么需要在以太坊主网上运行一个完整的节点并监听特定合约的日志，要么他们需要有一种机制来从绑定的第三方接收交易证明-方全节点。 在后一种情况下，验证者不需要运行整个区块链，而是依赖 Merkle 证明来验证交易。 为了保证交易的规范性，验证者在中继链上广播交易之前需要等待最少数量的区块确认。

为了将信息从 Polkadot 发送到以太坊，可以授予某些验证者在传出交易中抵押他们的 DOT 的权利。 知道授权验证者列表的内部合约可以在收集指定数量的验证者的签名后创建交易。

就比特币而言，似乎有可能让一些 Polkadot 验证器运行多重签名钱包并在比特币区块链之间传输交易。 然而，一些限制可能会降低此类转账的安全性，例如比特币钱包接受的签名数量（一般不超过 16 个）。 与带有专用桥的以太坊合约不同，比特币钱包不允许以编程方式编辑授权验证者列表。 可以通过开发专用于此目的的桥钱包来规避此类限制。

综上所述，由于特定桥的存在，大多数现有区块链都可以连接到 Polkadot 网络。 为通用区块链搭建桥梁可能不像以太坊那么简单，但这是可能的。 在与 Polkadot 的平行链交换信息的同时，这些区块链可以保留其现有的共识类型和网络安全参与者。 是否开发桥梁将取决于用例和需求。 Parity 技术开源了一座桥梁比特币钱包是非对称加密吗，通过权威证明共识将区块链连接到任何其他 Parity 链。 Oracle Networks 现在正在使用此库的修改版本，请阅读本文以了解有关此用例的更多信息。

优势

Polkadot 的最终目标是将区块链连接在一起。 该协议有几个关键优势，对于愿意基于它构建区块链的开发人员来说，这些优势将特别有趣。

该协议最明显的优势是安全性的结合。 开发人员不需要创建矿工/验证者社区来保护区块链：现有的一组验证者和提名者会处理这个问题。

第二大争论点是 Polkadot 允许的可扩展性。 在我写这篇文章时，比特币和以太坊是最受欢迎的区块链，它们都基于工作量证明共识。 两者的吞吐量都很低比特币钱包是非对称加密吗，并且同时遭受网络拥塞。 因此，其用户面临更高的交易费用和更长的交易广播时间。 每个 Polkadot 平行链都应该服务于单个用例，类似于分片的概念。 这些链的并行性（因此得名平行链）和权威证明共识的使用不仅有助于提高网络的吞吐量，而且与普通的基于工作量证明的区块链相比，还减少了能源浪费。 一个巨大的优势。

尽管乍一看很困难，但 Polkadot 协议被设计为尽可能简单和中立。 任何区块链技术都可以建立在这个协议之上，只要它能为交易提供有效性证明。 由于其独立于底层平行链，该协议与私有联盟链完美兼容。 事实上，某些信息可以被加密，使整理者或验证者无法读取，同时仍然从他们的工作中获益。 但是，企业可以在需要时对外共享私有信息。 回想一下前面的示例，其中包裹的下落只应透露给 2 个特定方。 由于非对称加密，发货电商和收货消费者都可以读取行踪信息。 对于他们来说，只有这些信息是可读的，用另一个密钥加密的交易仍然不可读。

Polkadot 并不是唯一希望联合区块链的协议。 Cosmos、Blocknet、Aion 等协议也在积极致力于构建区块链互联网。 下一篇文章将专门对这些协议进行比较说明。

原始链接：@thibauts/polkadot-the-internet-of-blockchains-explained-in-simple-words-9981ded05bc9