一文读懂波卡：技术框架、治理与生态全览

作者：王泽龙

编辑：唐晗

出品：碳链价值（ID：cc-value）

从以太坊与波卡的终极愿景来看，前者是要做世界通用计算机、全球经济结算层（由Consensys 创始人 Joseph Lubin于Deconomy 2019提出），后者致力于实现「富有包容性」、「产生新的全球数字经济」的Web3.0。难解难分、长期竞合必定是二者的常态，而能同时存在两个优秀的项目分别尝试从南坡和北坡向珠峰进发，也正是区块链世界的迷人之处。

伴随着波卡（Polkadot）的实验性版本Kusama宣布即将上线，允许团队与开发人员在真实环境下体验波卡的一系列功能，这个估值12亿美金的顶级项目愈发临近落地。本文尝试对波卡的前世今生做一个系统的梳理，便于各位读者朋友对其建构更全面的认知。

01　波卡历史简梳

Polkadot并非一个横空出世的头部项目，它的生长历程更像是一个拾阶而上的过程，以太坊、Gavin Wood、Parity 等都是其中重要的注脚。

Gavin Wood是这个故事的起点，也是故事推进的绝对主线。这个英国大高个身上有着一系列闪耀的头衔：以太坊联合创始人、CTO，Web3基金会主席，Polkadot创始人。此外，他还和以太坊的早期核心开发者们一起合作编写推出了开发语言Solidity；他还是将Rust语言引入区块链领域的第一人。

然而他最初与加密货币的接触却显示他是个“无缘人”：相比同事Vitalik甫一接触比特币后便开始了对加密货币世界的追寻，Gavin直到2013年（也就是他首次接触比特币后两年）才开始对区块链的研究。也就是在这个时候，经过朋友的介绍，Gavin结识了Vitalik并共同推进以太坊的实现。

在随后两年多的时间，Gavin从“加密绝缘体”迅速转变为“加密狂热分子”，在以太坊完成了一系列工作：与Vitalik等早期创始人敲定以太坊基金的非营利性；完成以太坊C++版客户端的最初原型PoC-1；完成以太坊黄皮书；发明Solidity语言，并成为了智能合约开发的事实上的标准等等。

从以太坊的工程实现到技术标准的设定，作为CTO的Gavin都贡献非凡，据传他在主要开发者中拥有着最高的薪水，这似乎引起了部分成员的不满，成为了他2015年下半年脱离以太坊社区的原因之一。

此外，Gavin同部分以太坊核心成员的意见不合也是其离开的一个重要原因。他曾对《纽约客》这样评价以太坊的首席运营官Lubin（后来ConsenSys的创始人）：“他想成为导师欧比.万科诺比（Obi WanKenobi，《星球大战》中天行者额导师和师傅），却不幸成为了达斯.韦德（Darth Vader，《星球大战》中的头号反派）。”

Gavin对以太坊深层次的理解与实践，其学习的经验、吸取的教训也都有意无意地被投射在了之后他参与的项目上。Parity钱包漏洞引发的波卡所筹以太坊被锁一事，以及其部分有争议的处理等因素，使得以太坊与波卡形成了微妙的竞合关系。

2015年，离开了以太坊的Gavin创立Parity Technologies公司，并第一个用Rust语言写成了以太坊客户端，这也是以太坊最快速、最轻便的客户端。同年，他开始推进自己构想的“Web3.0”。2016年，波卡白皮书草稿《一个异构多链框架的视角》（Vision for a Heterogeous Multi-chain Framework）的完成，相伴随的中继链（Relay Chain）、平行链（Para Chain）等关键概念的产生，标志着波卡的出世。

次年10月份，波卡通过荷兰式拍卖（Dutch Auction），出售了总量一半即500万枚的代币DOT，筹得48万个ETH，价值约1.44亿美金，项目估值达到2.88亿美元，投资方包含Boost VC，Pantera Capital，Polychain等头部机构。

同年，Web3基金会（Web3 Foundation）成立，主要用于为波卡及其生态内相关的部分项目提供资金支持。

2018年，致力于简化波卡上技术开发的技术框架Substrate推出，加文用它在15分钟内开发出了一条新的区块链，不久后Substrate被整合入波卡协议。

2019年，波卡开启了第二轮私募，出售了50万枚DOTs即总量的5%，估计获资6000万美金，项目整体估值达到12亿美元（但据CoinDesk，由于3家中国基金的估价不同，波卡的此轮投后估值获低于10亿美金）。

5月份，PolkaDAO这一波卡上的去中心化组织上线，DOT代币持有者在该DAO的组织下投票选择有益于波卡的提案并参与其中。

至此，波卡的代币分配已较为明晰：55%被用于了资金筹措；15%将被用于PolkaDAO的预算；剩余的30%则由Web3基金会持有。

02　核心部件

波卡是一个区块链的全球网络与点对点网络的基础——杰克.普莱茨（Jack Platts）@Polkadot Network

波卡由四个核心部件构成：中继链（Realy chain）、平行链（Parachain）、转接桥（Bridge）以及Substrate。

它可以被视为一个很大的插座，使用它的开发者可以通过并联的方式来接入波卡网络，涵括多种业务逻辑与信息，包括区块链、应用与资金的信息等等。

同时开发者们可以共享波卡这个主体的安全性，这就进一步为波卡的互操作性奠定了基础——由于与波卡相连的每一个区块链均是安全可信的，如果一条链需要同其他区块链进行互动，则无需验证其可信度，正如以太坊的智能合约间的互信一样。

Polkadot 网络架构图 | 来源：Polkadot 白皮书

从官方的解释来看：

中继链负责链接并验证平行链

中继链连接着波卡网络。中继链确保平行链的安全并且实现平行链之间的通信，通信的内容可以是交易或者任意形式的数据。

如果说波卡是一个插座，那中继链就是在其槽位用尽后接入的二级插座/排插，同样地，开发者可以在其上接入各类业务。

平行链是基于应用的定制链

平行链是平行于波卡网络的区块链，每个平行链都可以根据不同的业务需求独立设计自己的架构。平行链也会用来并发交易提高扩展性，其通过连接中继链保证其安全。

平行链就是接入各个中继链的业务，它们需要运转起来，无需自己铺路搭桥，直接同中继链相接即可。而后者则会负责平行链的区块确认与生态治理。

转接桥则负责连接波卡与外部区块链网络

转接桥是一种特殊的平行链，它允许波卡网络和独立的区块链网络通信。这些独立的区块链网络不通过波卡中继链进行安全验证，而是使用自己的安全机制，例如比特币和以太坊网络。

转接桥可以帮助波卡系统链接外部的区块链系统，如以太坊、比特币等，正如不同标准的电源与电器要相连，需要专门的转换器作为辅助。

Substrate是一个开发框架，它能够在保持简洁性的同时，赋予开发者最大的自由度。其可以被理解为一个黑盒，所有的“魔法”都被封装其中，开发者仅需掌握基本的调用知识即可。据官方的介绍，Substrate与同类工具的优势在于，其运行时间（runtime）的升级不仰仗硬分叉。

03　波卡治理

总地来说，波卡采用的是PoS机制，DOT是波卡的原生代币，治理也自然是题中之义，此外DOT还可以在理论规则上激励代币持有人诚实行事。

波卡网络治理的四类角色 | 来源：波卡白皮书

参与治理的有四种角色：

提名者（Nominator）

持有DOT的用户“轻快”参与波卡网络治理的一个角色。他们仅需要通过质押代币并投票支持认可的验证者，以类似民主代议制的方式参与治理。投票完成后，相关用户与其所支持的验证者同进退，按比例接受赏罚。

验证者（Validator）

验证者是四类角色中掌权最高的那个，它负责封装波卡网络上的新区块。要成为验证者需要质押一定的DOT代币，也可以通过由提名者委托的方式当选验证着。成为验证者后，其必须长时间地在线（high availability，据Polkawallet创始人j表示，验证者需24/7在线）且有足够的带宽。

同时，由于验证者无法维护所有平行链的完全同步的数据库，其会将存储和验证新的平行链的区块的任务交给第三方，即核对者（Collator）。

如果验证者未履行其在既定规则下寻求共识的义务，对于初犯，系统会有所扣留验证者的奖励；对于那些重犯，系统将燃烧其所质押的代币。恶意攻击的行为，如双重签名或合谋提供无效区块等将使得验证者失去所有其质押的代币。

某种意义上来说，验证者类似于PoW区块链中的矿池。

核对者（Collator）

他们帮助验证者生产有效的平行链区块，负责完全同步数据库，运营全节点。这意味着他们所作的同目前PoW区块链上矿工所做的事情十分类似——获得所有必要的信息，以能够授权（author）新的区块与执行事务（execute transcation)。

钓鱼者（Fisherman）

钓鱼者的角色有些类似于其他区块链系统中的轻节点，无需长时间在线及足额带宽的要求。但不同的是他们需要质押一笔代币（post a bond），后者被用于防止女巫攻击（sybil attack）引起的对验证者时间与算力的浪费。这笔代币可随时提出，且等值可能不超过几美元。

同时，这些钓鱼者就像独立的赏金猎人（bounty hunters）一样，凭借发现行为不端的验证者而获得丰厚回报。

治理分为几个层次，主要是在网络上通过Dots投票。Polkadot团队还计划设立一个12-24个账户组成的理事会，对没有得到股权利益人重视的提案进行投票。这是一个对低选民投票率提案的备用解决方案。他们还承诺加入自适应仲裁偏差，并为选票赋予不同的投票权重指标，例如为长期持有人或验证人，甚至是长期为网络做出贡献的dApp开发团队赋予更多的投票权重。但是，目前这些想法只停留在概念阶段。

04　波卡生态

尽管还未上线，波卡的生态已然初具规模。从Web3基金会公布的名单来看（截至6月份），聚拢在波卡这面大旗之下的团队/项目已经多达47个，涵括了基础设施、钱包、工具、协议等多个方向。其中不乏一些明星项目。

截至6月20日，波卡生态 | 来源：W3F，碳链价值整理

ChainX

该项目定位为“波卡生态的资产网关”，致力于利用波卡异构多链的定位来实现所有链的资产互通。据其官网表示，在2019年第四季度波卡v1上线后，其将新增一条转接桥作为波卡的平行链，完成于波卡资产的互通，并继续支持社区开发各类DApp。此后的ChainX v3将变为多链结构，转为波卡的第二层中继网络运行，专注于波卡内部的资产跨链。

它还发行了代号为PCX、总量2100万枚的代币，用户可通过跨链充值进入ChainX的各类资产（比特币，以太坊等）。系统将根据每日均价自动折合成PCX市值，并根据用户所持资产总市值分配发行的PCX。每两年产量减半，无私募和预挖。PCX前两年发行的20%为开发团队的持续开发经费，两年后全部归社区所有。

ChainLink

该公司最近因为同谷歌合作，代币上线Coinbase交易所的双喜临门而在圈内大热，其早在去年12月份便宣布同Web3基金会开展合作，助力波卡发展。

ChainLink是一个去中心化的预言机网络，其使得智能合约得以安全地触达链下的数据反馈、网页API与传统的银行支付。其持续地被知名咨询公司Gartner评委顶尖的区块链技术公司之一。

作为同波卡合作的一部分，ChainLink计划帮助该网络得以触及大量的链下数据反馈、多种APIs以及传统的支付信息，为其Web3.0的愿景添砖加瓦。

截至北京时间7月25日22点，ChainLink代币LINK在Coinmarketcap上报价2.43美元，录得852,016,334美元的市值，排位16名。

Edgerware

由专注于治理方面的初创企业Commonwealth推出，于今年3月份获1confirmation，Canaan Partners以及前Polychain合伙人Ryan Zurrer200万美元的联合投资。

Edgeware将作为波卡上的智能合约层，并以平行链的形式运行。其总共将发行50亿EDG代币，其中90%将通过锁仓空投的形式分发给社区，即用户将其以太坊选择锁定于Edgeware官方指定的合约中3个月到1年的时间，按照一定比例获得EDG代币。

截至7月12日，Edgeware中锁仓的以太坊数量已经达到963,932个，折合当前市价约2亿美元。波卡上线后，EDG代币仍将被用作燃料费支付，病毒阻拦（spam prevention）以及链上活动（如链上治理）等场景。

此外，着眼于构建数据共享生态系统的Ocean Protocol、波卡生态内首个得到官方支持的跨链钱包Polkwallet、致力于解决互联网上信任关系的分布式在线信任市场KILT等也值得关注。

05　与以太坊的瑜亮之争

Gavin是从以太坊社区出走的技术大牛，他离开以太坊后创立了Parity Technology，这个公司一直在为以太坊的发展贡献力量：

无论是其推出的为社区称道的Parity Fether，Parity Signer等钱包，还是其在以太坊2.0进程中帮助推出 Casper测试网、基于Substrate的以太坊2.0信标链（Beacon Chain），都得到了社区和以太坊核心人员的高度认可，今年年初Parity获得了来自以太坊基金会价值500万美元的拨款，以感谢其对以太坊生态长期以来的贡献和对以太坊2.0基础设施的开发。

但另一方面，Parity又肩负着Gavin心中的那个Web3.0愿景，推进波卡的建设亦是不可或缺的。二者某种意义上都是操作系统层面的区块链项目，也都致力于构建去中心化的新一代网络这必然会造成优质项目应用被争抢，或者它们会内部纷争进而选边站队。

比如今年4月份的Aragon社区内部投票决定是否要转移去波卡（提案名为《AGP-42：让Aragon专注于以太坊，而不是Polkadot》），该提案要求Aragon被限制以任何方式/形式在波卡开发上花费资金；

相对立的，还有一个提案建议批准Aragon协会将其所持的全部Aragon开发资金，用于配置高达150万美元的DOTs，者引起了Aragon内部极大的纷争。

从4月份的投票结果来看，有92.9%的用户对AGP-41表达了反对，68.71%的用户对AGP-42表达了反对。尽管依据这一投票结果，Aragon暂时不会选择AGP-41来购入DOT，但这已然是该项目社区内部一次较为严重的分歧的体现了。

考虑到Aragon项目在以太坊社区和波卡社区中均具有一定的明星效应（据CoinDesk4月份报道，该项目的基金会管理着价值约3000万美元的以太坊，以及等值600万美元左右额其他加密货币与法币），该项目社区意见的撕裂或会加剧以太坊、波卡两社区中主要项目的站队效应。

波卡对以太坊的竞争甚至还不止于对生态内优质项目的抢夺，基础设施层面的博弈上波卡或也有所觊觎。今年初在以太坊君士坦丁堡硬分叉升级前的关键时期，时任以太坊核心开发者Afri Schoedon表示，波卡比以太坊的开发进程更快，甚至表示前者带来了以太坊宁静阶段（硬分叉升级最后阶段）才能带来的东西。尽管这一席言论引来了以太坊社区支持者的大规模反扑和斥责，直接导致该开发人员退出推特。但众人暴躁情绪的背后，折射的正是两大生态角逐中波卡占得几分优势的掠影。

从以太坊与波卡的终极愿景来看，前者是要做世界通用计算机、全球经济结算层（由Consensys 创始人 Joseph Lubin于Deconomy 2019提出），后者致力于实现「富有包容性」、「产生新的全球数字经济」的Web3.0。难解难分、长期竞合必定是二者的常态，而能同时存在两个优秀的项目分别尝试从南坡和北坡向珠峰进发，也正是区块链世界的迷人之处。