新一代区块链基础设施Polkadot波卡介绍

一直密切跟踪Polkadot发展进度的加密货币投资机构哈什CIB(HASH Schmidt)刚刚发布了一份关于Polkadot的深度研究报告，详细介绍了该项目的核心特征以及跨链赛道的竞争趋势。哈什CIB一直与Polkadot的生态支持基金会Web3 Foundation关系密切，也与Polkadot的开发公司Parity保持着密切的沟通。哈什CIB预测，PoA版本的Polkadot backbone很可能会在3月份推出，主网络的全面推出应该会在6月最后一周到9月最后一周之间完成。

链讯精选了报告的核心内容，包括项目的第一手开发进度和启动过程，以及为什么在跨链赛道上具有竞争优势的分析，为关注Polkadot的读者提供第一手资料。

写作：

哈什CIB研究所所长桑德罗戈尔杜拉泽

哈什CIB分析师鲁斯塔姆博塔舍夫

哈什CIB首席技术官彼得卡兰贝特

编译：佩里王

报告的核心要点

Polkadot是新一代区块链基础设施，希望成为分散式互联网(所谓的Web 3.0)的主干。它是以太坊之后推出的最重要的项目之一，其创造者眼中的世界是使各行业的多个公共和私人服务链能够相互交易，从而在许多现有和新兴行业中诞生新的社会经济互动。这个宏伟而雄心勃勃的目标离现实还很远。要知道，一个突破性的想法要想变成现实，技术和需求必须同步。但现实是，一方面，区块链技术的发展仍然比较缓慢，另一方面，对它的需求刚刚开始出现。

稳定的货币和分散的财政(DeFi)是推动区块链普及的主要动力。DeFi锁定在以太坊的总价值已经超过10亿美元，而稳定币的日总交易量超过600亿美元。稳定的货币消除了加密货币成为货币的关键障碍，即波动性，但也消除了一个投资主题，即希望成为通用支付手段的加密货币项目。这也将促进各种区块链项目实现一定的模式转换：从通过用例的增长来实现其令牌的升值，到使货币持有者能够赚取网络的部分“收入”的模式。这种代币经济学应该是传统投资者所熟悉的，尤其是考虑到该模型中代币的估值需要明确的贴现现金流法(DCF)方法。

尽管做出了许多努力，但在当前的区块链开发中仍然存在两个主要的技术障碍：安全和不可信环境中的可伸缩性和互操作性。关于顽固的扩张问题，人们还在从多个角度寻求解决方案。然而，互操作性似乎已经接近解决，Polkadot和它的竞争对手Cosmos即将完成各自的互操作性方案。Polkadot的跨链交互功能此前已经推出了测试版，应该会在未来四到七个月内正式发布。鉴于Cosmos的内部纷争和可见的有限功能(只能实现链间的价值转移)，Polkadot有机会成为该领域的领导者。

2019年上市的所有大型项目中，代币价格暴跌，其中私募轮次估值高的代币暴跌幅度最大。在这些新一代项目中，Cosmos是唯一的正面型号，而Algorand、Hedera Hashgraph、Blockstack和兰花令牌的价格分别下降了50% -90%。基于目前的市场情绪，如果Polkadot的代币现在上市，我们预计也会出现不利的行情。但如此糟糕的市场表现并不能否认上述项目的价值，价格低廉主要是因为市场对新的大型项目上市的预期过高。因此，价格调整可能为有远见的投资者提供选择未来行业赢家的机会。

我们认为Polkadot主网和跨链通信在2020年6月底之前不会上线。DOT tokens的转让最早可以在5月底实现。区块链将很快发布测试版。Polkadot将逐步从PoA共识网切换到PoS共识区块链，4-7个月实现跨链通信。链槽的需求是Polkadot登陆后成败的关键，未来的发展很大程度上取决于此。Polkadot最初的目标客户包括现有的区块链、区块链协议/生态系统和大规模去中心化应用，以及企业和卡特尔集团(如银行、其他金融机构甚至政府机构)。然而，我们并不期望它的采用率会急剧增加。

我们对Polkadot的整体估值为13.47亿美元，预计2020年中期DOT tokens的价格为135美元。评估过程看似简单直接，但具体的价格目标是非常主观的，因为能够输入到这个财务模型中的适用数据很少。一切都要假设，所有的假设都是值得商榷的。我们建议读者重点关注本文介绍的估值方法，并根据自己的假设为实际模型填写数据。

波尔卡多怎么样了？如何开始？

我们预计Polkadot将在3月份推出测试版，并在2020年7月底之后全面推出主网。自2016年11月发布白皮书以来，Polkadot区块链目前正处于最后的测试网络阶段，等待测试版的发布，这很可能在未来几天内发生。除了测试网络，Polkadot还在测试更具实验性的双胞胎网络——“矿中金丝雀”草间弥生。草间弥生和波尔卡多特基本是一个东西，只有一点区别，现在都是跑步模式。草间弥生可以很好地说明波尔卡多特在准备状态上的进步。

Polkadot之前没有延迟既定时间计划的记录，但最近有一些非关键的延迟。原本预计在2019年第三季度实现的创作区块，后来被推迟到了2019年底，然后Web3基金会告诉我们，Polkadot会把最后期限推到2020年1月中旬，也就是中国农历新年(1月25日)之前。但是最近的草间弥生乱局导致其完全停顿，再次推迟了波尔卡多特的创世街区活动，现在估计在三月初左右。

随着问题的解决和草间弥生的稳步工作，我们现在对实现我们的期望充满信心。据奇偶称，延迟的另一个原因是正在进行的安全审计。2019年进行了两次安全审核，预计在发布前还将完成另外五次审核，其中两次已经完成，一次完成50%，另一次正在进行中，目前正在进行测试。我希望他们将顺利进行，网络将根据最新的时间表启动。

Polkadot最初将作为权威证明(PoA)区块链开始，由Web3基金会作为最初的验证者。然后，它将逐渐过渡到启用并行链的PoS网络。PoS上线初期有100个验证器，上线后第一年验证器数量将稳步扩大到1000个。

下面，我们概述了奇偶校验提供的从测试版到全功能网络的步骤，并估计了完成每个步骤所需的时间：

1.在测试阶段，网络从由Web3基金会运行的大约6到10个验证者节点(PoA consensus)开始。在此期间，你可以申请你的DOT，执行基本验证者设置命令，质押DOT，然后你就可以成为验证者，或者提名第三方验证者(把你的DOT借给他，按比例分享其回报)。我们估计这个阶段需要一至一个半月。

2.一旦指示有超过100个准备好的验证者，从PoA到PoS共识的升级将开始。在此阶段，仅启动验证者和被提名者的“保证”、“要求”和“会话”模块。在这个阶段，需要测试PoS共识是否如预期的那样工作：交易的终结性达到了，网络的一般操作不会有缺陷。根据我们的估计，这一步需要两周到一个月的时间。

3.共识确认运行良好后，将开放剩余的Polkadot模块，但不会启用值传递和并行链的操作。在此阶段，启用在线治理后，网络参与者可以提交进一步的升级建议并投票。

4.下一步是采用一个治理提案来去除sudo模块。Sudo模块为网络开发者提供了压倒性的权限，可以在出现任何问题时发布任何网络升级。Sudo最初是作为一种安全措施存在的，以避免重大技术错误导致的问题，应该在网络稳定后退出。我们认为第3步和第3步总共需要一个半月的时间。

5.删除sudo模块的治理提案通过后，下一个提案应该是启用点持有者之间的价值转移。我们认为这一步需要一到三周的时间。

6.最后，并行链将被启用，并且并行链的第一个槽拍卖将被进行，但是必须在成功执行步骤1到5之后。跨链邮件协议也将在此阶段启用。我们估计完成这一步需要一到两个月的时间。

因此，我们估计完整的Polkadot区块链主网最早将在创世区块事件后3个月启动(并启用并联链)。最晚开始日期应在创建基础块后的6个月内。如果PoA版主链如期在3月上线，那么全面上线应该在6月最后一周到9月最后一周之间。按理来说，主网启动很可能在此期间启动。

2020年5月底才能进行价值转移。基本上网络启动的时候，初期投资人的余额都会体现在他们的账户上，不过如此而已。换句话说，在2020年5月之前，点交易是不可能的，因为它们不能在不同的账户之间转移。宇称就是这么说的。但这不会阻止OTC市场上IOU等DOT衍生品的交易。Web3基金会不欢迎灰色市场，正在与知名加密货币交易所讨论推迟DOT上市，直到可以实现价值转移。它还希望通过官方的声音，小型或投机性的交易所将被清除出DOT。

如前所述，测试版发布后，将逐步启用基于该网络的其他涉及DOT的交易，如质押、提名和绑定DOT投票。

草间弥生并不打算成为一个平行链，它很可能将保持一个独立的区块链，直到Polkadot v2.0推出。在Web3基金会的愿景中，草间弥生不是一个测试网络，而是一个运营网络，它将与Polkadot生态系统断开连接，直到Polkadot将主协议升级到2.0版本。是否允许草间弥生在后期获得平行链的槽位取决于社区投票。

起初，在Polkadot上推出某些功能之前，Kusama用于实现概念验证和发布新功能。现在情况就是这样。但Web3基金会逐渐希望它能发展成自己的网络，然后桥接到Polkadot主网。这个想法的出发点是因为各种原因，一些不能或者不受Polkadot主网欢迎的项目/dApp会尝试在草间弥生上启动。这些可能是“过于先锋”的应用，与Web3基金会实现的Polkadot整体愿景不符。Web3基金会试图让企业甚至政府与科技初创企业运行在同一个网络上。

Polkadot主网v2.0目前的蓝图规划尚不明确，但会启用更多的中继链，并按照原有中继链的层级结构进行组织。这些新的所谓并行中继链将托管特定于各自行业/部门的准中继链(例如，游戏并行中继链)。Polkadot v2.0架构有望让Polkadot大规模扩展——，至少这是目前的愿景。因此，根据Web3基金会的说法，当Polkadot v2.0成为现实时，草间弥生可能会成为一个拥有自己生态系统的平行中继链，到那时它的生态系统应该已经成长起来了。

重新认识博卡：波尔卡多是什么？

Polkadot是继以太坊之后推出的最重要的公链项目之一。Spartan Group的联合创始人兼管理合伙人Kelvin Koh表示，Polkadot在中国的知名度、社区规模和投资者兴趣是唯一可以接近以太坊的项目。Polkadot旨在创建一个“区块链互联网”，即连接公共链(以及加密货币或去中心化应用平台)和私有链/联盟链(受企业青睐)以及介于两者之间的一切。

与大多数其他项目不同，Polkadot团队对其开发步骤和测试过程持开放和诚实的态度，回答社区的任何问题，并给出详细的解释。他们精心准备了Polkadot wiki条目和Web3 Foundation研究网站，不仅详细解释了网络，还提供了与区块链其他基础设施项目的比较。

对于想了解Polkadot如何工作的读者，我们强烈推荐这些信息。不过，在这份报告中，我们不会重复这些全面的信息来源，而只会显示通过与主要软件开发商Parity Technologies和管理其生态系统开发的Web3基金会直接对话获得的基本项目描述和一些细节。我们希望不会遗漏重要信息，也希望不会出现主观的曲解。

简单来说，Polkadot是一个异构的多链平台，它允许独立的区块链在同一个网络中连接和交互。这是一个支离破碎的环境，每个区块链只有在共享安全方面是相同的，但在其他方面仍然不同。

Polkadot的主要功能是通过跨链消息协议(XCMP)实现区块链之间任意消息的传输。Polkadot允许独立区块链之间进行任何类型的交易交换，从价值转移到复杂的智能合约调用。为了实现这个目标，波尔卡多特开发者必须在波尔卡多特区块链下创建一个新的基础设施协议层。Polkadot协议承载同名的区块链网络并提供前述的通用环境——，否则它将无法连接现有的区块链以实现这种任意的互操作性。

该基础设施的一个关键部分是所有连接网络的共享安全性。这意味着它们共享相同的候选验证者池，这产生了所有这些区块链的状态和状态转换(事务)的公共分类帐。由于其PoS系统依靠各方的资金质押来保证安全性，这种方法允许所有验证者的资金集中在单个安全层，以保证所有连接链的利益，而不是不均匀地分布在网络中的不同链上。这里的前提是资本的集中遵循幂律分布。

Polkadot包括主中继链(其功能仅限于提供共享安全和网络治理)、并行链(Polkadot网络中的独立区块链)和通向其他外部网络的网桥。另外还有所谓的parallel Parathreads)——，其实就是一个现收现付的并行链。块在中继链上的发布方式与并行链完全相同，区别在于它们只是偶尔使用一次，而不是以稳定的频率。

跨链信息的哈希是指可以通过加密验证的信息“摘要”。实际的跨区域区块链消息交换应该直接在并行链之间进行。中继链的验证者也可以作为备份选项充当并联链的“邮递员”。

并行链是一个独立的区块链，具有自己的状态转换功能，收集和处理自己的事务。他们为此专门设计了网络节点，同时使用中继链及其全局验证器集来获得安全性。因此，并行链上的一个事务用加密证书封装成一个块来证明其有效性，由并行链的检验者提交给全局检验者集合的一个子集(依次分配给每个并行链)，该事务将被并入中继链。并行链需要绑定Polkadot的本机令牌点来租用中继链上的插槽。然而，链槽的数量是有限的，并且通过拍卖来分配。

具有自己的安全性和其他参数集的外部链也可以通过所谓的桥连接到Polkadot。实际上，桥还扮演着并行链的角色，它的功能是将消息(事务、智能合约调用和事件)从“外部”区块链传递到波尔卡多特网络中的区块链，然后再传递回来。

网桥自然比本地的波尔卡多特区块链慢，因为它们依赖于连接网络的经济终结机制(使用“检查点”，如比特币区块链中6个街区的深度)，而不是立即发送它们的最新交易。随着时间的推移，这些网桥可能会发展成更强大的产品，帮助波尔卡多特网络与外部区块链连接。此外，奇偶校验和第三方开发者已经找到了一种方法，将桥接功能作为智能合约部署到Polkadot的并行链，而不是作为其自己的区块链。

除了在区块链和它所依赖的网络基础设施之间开发任意消息传递协议之外，Polkadot的另一个重要创新是为这个基础设施构建一个“开箱即用”的工具集。它被称为Substrate，目的是使试图使用Polkadot的初创公司能够快速将想法开发成原型。

Substrate具有极强的模块化和易用性，允许构建任意参数的定制区块链，包括私有链/联盟链(因此受到希望利用区块链技术的大型企业的青睐)。基板的多样化模块是建筑的基础。需要注意的是，它们也是可组合的——，也就是说，您可以定制基板模块的不同部分，以形成完全定制的区块链元件。对于那些相似但不能组合的模块化工具集，您只能在完整的(“原样”)配置中使用这些模块。

现有的基板模块可以在下图中看到不完整的列表。我们预计随着开发者社区的贡献越来越多，这个列表会越来越长。

基于Substrate的网络通常是开源框架，允许构建独立的区块链，它们也自然兼容Polkadot网络。任何基于衬底构建的区块链都可以成为并行链，只需要添加一个名为Cumulus的特殊模块，并占用一个可用的并行链槽即可。Substrate区块链框架及其Cumulus扩展构成了Polkadot的软件开发者套件(开发者称之为“PDK”)。

Polkadot的大多数参数，或者任何链的参数，都可以很容易地升级。如果没有以太坊或者比特币上的所谓分叉，这种表现是不可能的。这些升级可以通过链治理系统来实现，链治理系统对Polkadot社区将是完全包容和透明的。它绝对是Polkadot上最重要的创新之一，但它很大程度上是一个实验，比其他核心组件更具实验性。虽然技术会(或不会)在未来几个月内证明自己，但治理机制的有效性仍需要几年的检验，以验证其是否能真正发挥作用。好消息是治理也是可扩展的。

为了更容易理解整个概念，我们可以将波尔卡多特与全球最先进的枢纽机场进行对比。根据这种关联，平行链可以理解为不同的航空公司，平行链槽是登机口，桥是通往其他机场的班车。Polkadot将其平行链槽出租给其他区块链项目(就像机场向航空公司出租登机口一样)，并与其他区块链建立桥梁(向其他机场发送穿梭巴士)。Polkadot的干线链(airport)连接其参与者，并允许他们在生态系统内无缝地发送跨链消息(就像通过转接航班在航空公司之间转移乘客一样)，从而实现互操作。

此外，中继链还为合作伙伴提供确认服务，保证共享安全(机场提供空中导航服务，保证安全起降)。因此，参与的区块链不必依赖彼此的安全，而是可以依赖组合的安全。加入生态系统的区块链越多，它们的安全性和价值就越高。机场越大，它作为全球空中交通枢纽的地位就越重要。

跨链竞争激烈吗？不激烈

Cosmos是Polkadot唯一现存的竞争对手。虽然Cosmos的Hub和Zone从高层架构上看可能类似于Polkadot的trunk链和parallel链，但从安全角度看，两者是有本质区别的。

并行链和中继链共享状态和验证逻辑(安全性)，这使得它们具有共同的执行环境。然而，在宇宙区域和中枢之间没有安全的共享。所以，当一个接收方区域通过一个Hub接收到一条消息时，它会期望发送方区域所在的链在未来保持不变(因为无法保证，所以只能选择相信)。

两个协议的安全前提不同，我们更看好Polkadot的方法。

Cosmos和Polkadot有着相同的目标，那就是让参与的链能够使用自己的内部消息协议相互通信：Polkadot的跨链消息(XCMP)和Cosmos的块间通信(IBC)。去年三月，Polkadot在主要线上似乎落后于Cosmos。但是，在我们看来，落后并没有那么大。IBC最初旨在用于跨链价值转移。不久前，它的开发人员增加了对链间消息的更广泛支持，而XCMP从一开始就被设计成允许任意消息传递，这更复杂。

在功能上，这造成了两个项目之间的鸿沟，因为任意的跨链消息传递将开辟无限可能的途径，去中心化的价值交换只是其中之一。Cosmos还在等待跨链通信。最近项目主要领导的争执影响了IBC的发展速度，所以只能看到随着IBC的延期和XCMP越来越接近投产，两个项目的真实差距越来越大。

这两个项目的主要区别在于它们的安全模式。因为Polkadot具有共享安全性，所以它的并行链不需要维护它的验证者集来达成自己的共识。同时，并行链仍然保留对其状态机和系统的其他规则和参数的完全控制。

宇宙星上的区域是一个独立的区块链，它自己的内部验证者负责保护自己的国家。为了像任何平行链一样安全，一个区域必须激励和引导类似于Polkadot (1000)的验证者的数量，并确保他们的认捐芯片足以防止恶意行为。即使对于大型项目，这也是一项非常艰巨的任务。

宇宙的IBC协议启用后，宇宙中的所有区块链需要相互依赖来执行复杂的链间操作。可以合理地假设，如果一个区域的安全性较弱(如果被破坏)，则可能会影响整个系统的安全性。即使只考虑跨链价值转移，也可能发现问题。因此，鉴于所有网络参与者都希望实现足够的安全性，在Cosmos上引导一个区域的成本高于启动一个并行链的成本。

宇宙会员是免费的，不需要许可。任何区块链人都可以在宇宙网络上建立一个区域或中心。目前有两个Hub Hub:cosmo Hub和Iris Hub。后者打算连接主要在中国和其他亚洲国家运营的区块链。对于投资者来说，没有足够的动力持有网络原生的ATOM令牌，因为与DOT不同，他们没有资格与验证者(提名)分享利润。投资者唯一的希望就是随着cosmohub的广泛使用，ATOM代币会升值。

Cosmos声称其主网络上有132个项目，略高于Polkadot上预计的130个项目。Cosmos上最著名的项目包括：

货币安全链币安链，由全球最大的现货加密交易所货币安全开发，用于支持已经运行的DEX；

欧洲货币支持的稳定货币发行者Emoney

Kira链间交换，另一个DEX；

Loomnetwork，DPoS侧链网络，用于高可扩展性游戏等面向用户的DPoS；织机网自2018年初投产，已整合比特币、以太坊、币安链、Tron等区块链，即将登陆EOS；

Kava是一个DeFi平台，用于创建多抵押贷款债务仓库(CDP)和发行由抵押品支持的稳定货币USDX。

以太坊2.0可能会成为Polkadot的有力竞争对手，但Polkadot声称两者其实是互补的。虽然以太坊2.0设想的信标链及其碎片链看起来与Polkadot的中继链和并行链非常相似，但不同的是，从状态转移和块有效性的角度来看，以太坊碎片是同一个区块链的一部分，因此它们具有相同的逻辑，即它们是同构的。并行链是独立的链，因此其逻辑(状态转换和协议逻辑方面的有效性)更加灵活。换句话说，他们是异类。通过与Polkadot的桥梁，以太坊的DApp可以连接到其他平台，而不会失去原来的用户，也不会迁移智能合约——，这也是为什么这两个项目在理论上被视为互补。

电报开放网络(TON)的方法是独特的，但它在很大程度上是基于Polkadot提出的体系结构。TON在一定程度上结合了Polkadot和以太坊2.0的特点，旨在成为一个异构系统，尽管其主要的“中继”链(称为masterchain)和第一个“并行”链(称为workchain 0)是由Telegram开发者构建的。

TON最初的想法是兼容Telegram Messenger，但该计划最近在与美国证券交易委员会SEC的诉讼中被放弃。但是TON本身上的每个工作链也可以是碎片化的同构系统，所以它的workchain 0可能类似以太坊的信标链。TON将其区块链经理的角色命名为类似于Polkadot，也称为验证者、被提名者和检查者。TON的目标是拥有一个2的32次方的工作链，而Polkadot版只涉及100个平行链。Telegram计划将来在它的工作链中有一个2的60次方的分段链。相比之下，Polkadot不敢那么野心勃勃，只是希望它的一些并行链在2.0版本中成为并行中继链。

我们希望将这些核心项目与下面的图表进行比较。总的来说，我们感觉跨链领域的竞争并不激烈。

责任编辑；基线