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Arrington Capital:深度剖析波卡平行链设计理念与运作机制

原标题:《The League Of Parachains: Polkadot

作者:Ninos Mansor,Arrington Capital合伙人

编译:麟奇,链捕手

摘要

波卡对多链问题提出一个新颖的解决方案,类似于国际社会中多民族国家之间的共存。每个国家都追寻自己的命运,并对未来抱有美好的愿景,这些不同的文化聚集在一起形成联盟,从事贸易,生活在一个良好外交而非战争的世界。

这就是波卡的"Layer Zero"(L0)中继链背后的理念。开发人员构建满足特定应用程序和用户需求的自定义区块链(平行链),但这些链在共享安全的旗帜下进行合作。他们各自专注于建立其Layer 1(L1)的核心竞争力,但共同享有L0的安全性。

波卡的目标是成为区块链中的区块链,将状态与应用分开,让每个L1专注于自己链的可定制性。L1们将安全问题外包给母舰:就像每个国家都能享受常备军的好处,而不需要组建、维护和部署常备军。因此,平行链可以将原本用于L1安全的资源重新部署到其产业链的核心竞争力上。这种共享的安全系统释放了(1)平行链的可定制性而不牺牲其安全性;(2)不同的平行链之间的内在互操作性。

波卡需要独特的经济学。平行链依赖于中继链的安全性,但安全性不是想获得就能够得到的。它具有稀缺性。因此,平行链位置具有的稀缺性,整个经济架构是围绕开发人员讲解获取、维护和外包安全方面的L0而构建的。

为了对网络安全这一稀缺资源进行定价和分配,波卡转向了自由市场:蜡烛拍卖。通过这种方式,未来网络用户可以通过众包贷款流程进行资金支持,从而实现资源的无许可性、竞争性和公平分配。无法获得平行链安全位置的项目仍然可以通过按使用付费的形式,从获得平行链位置的持有者那里,租借它,来获得中继链的安全性。

在这份报告中,我们解读了波卡的技术和哲学基础。

第一部分将重点介绍波卡讲解解答区块链的三元悖论,并汇聚到平行链的可定制性上;

第二部分将通过众包贷款、蜡烛拍卖和平行线程(Parathreads)来解读平行链的融资问题;

在第三部分,我们将探讨著名知名的平行链先驱项目,并描述他们是讲解利用波卡的架构来建立自己的定制区块链。

1.1 多链世界假说

我们将会生活在一个多链的世界中。民族和国家因其建交历史、多种族以及贸易和生产的相对优势而不同。同样的,区块链将为具有广泛需求的用户提供各种功能,每个地区都有一个最适合其目标的区块链。不同的政治和经济理念将表现为共识算法和释放时间。

多链世界将以用户的形象出现。实时货实验解锁了一种新的货币秩序: 用户可以无缝迁移到反映其世界观的链上,无论他们是奥地利人、凯恩斯主义者还是介于两者之间的任何人。

同个用户将同时生活在不同的链上,这证明了人类个性的不一致和分裂。多链世界是多国世界的自然演变:虽然多链比以往任何时候都更不受地理环境的限制,但它仍然需要一个中心。它将被需要用于外交、贸易和维和的基础设施。

这是波卡的核心及其对多链格局的贡献。

1.2 区块链中的区块链

1.2.1 解决三元悖论:应用与状态的分离

2020年的DeFi和2021年的NFT验证了多链假说。并且,夏季里的繁荣也证明了开发者和用户在多大程度上受制于狭隘的设计参数。他们必须选择一个链,并接受其版本的完整性、安全性和共识,这对某些应用程序来说足够了,但对另一些应用程序则不是。因此,用户别无选择,要么争夺资源(如Gas战),要么将次优设计纳入这一受限环境(如DEX设计:AMMs与CLOBs)。

从以太坊的受限实验中得出的最常见的结论是,以太坊需要进行扩容。虽然扩容可以缓解交易拥堵并降低交易成本,但用户仍然被困在一个单一的区块链范式中,即他们受制于政府的法律。

另一个结论是,没有(或极少数)网络会适合于所有的应用。相反,我们都要使用这些应用。哪个区块链应该承载上述用例?高价值的转账需要极高安全性,并以牺牲吞吐量和结算时间为代价。小额、频繁的转账不需要这些,但需要高速率(例如支付渠道、衍生品交易、游戏局点)。

当然,这方面进行专业化建设是要付出代价的。对于这些权衡的一个更普遍的表现是区块链三元悖论:即在可伸缩性、安全性和去中心化这三者总是需要协调。

我们的观点是,随着时间的推移,会有不同的方法来解决三元悖论。我们之前写过Vega的应用程序链方法,通过为其应用程序构建L1来解决三元悖论,以及Algorand希望建立一个单一的基础层,通过密码学的创新来解决三元悖论。

波卡通过抽象化来处理这个问题,允许不同的链进行协调,共同解决三元悖论。它的执行形式就像一个网络中的网络,将状态与应用脱钩。每个平行链都是它自己的L1。开发人员可以在不放弃性能的情况下自定义他们的安全保证。

波卡并不试图解决L1(平行链)的三元悖论,而是充当L0(中继链),在所有这些自定义区块链之间进行协调。因此,波卡对三元悖论的解决方式集中在可组合性上:每个区块链都依靠连续性的去中心化和可扩展性来配置自己的参数。

更重要的是,由于抽象化的使用,波卡的L1区块链是完全可自定义的。平行链决定了他们自己的架构、共识机制等,但在安全方面依仍赖L0。因此,像一个国家一样,平行链专注于他们的竞争优势,同时在一个更广泛的区块链联盟中共存。每个链都享有集体性的安全,就像一个国家享有国际军事委员会的保护一样。加入波卡类似于加入像北约这样的组织:L0以集体安全的概念为基础,保护平行链的全球生态系统。

安全抽象性的第二个,也可以说更容易被忽视的副产品是互操作性。由于不同的平行链通过中继链协调安全,中继链可以在平行链之间路由信息。这意味着像去中心化预言机和网桥这样的关键基础设施可以在本地网络中运行,并受益于相同的安全保障。

L1链可以进行单边交易,而不需要形成双边协议。成为中继链的一部分也就像成为WTO的成员一样。平行链可以在依靠单一基础设施(网络的集体安全性)的情况下进行沟通和转移价值。波卡因此消除了每个预言机或网桥,单独引导启动的安全的需要,创造规模经济,并再次允许平行链加倍发挥自己的比较优势。

图1:左图:L1区块链的区块链三元悖论——可扩展性、安全性和去中心化之间的一些权衡将始终存在。

右图:波卡解决三元悖论的方法:从L1中将安全保证抽象化,从而充当L0协调L1区块链,以实现安全性和可扩展性。这就是波卡讲解实现可自定义化多链世界的方式。

1.2.2平行链的起源

如果开发人员想要部署dApp,他们可以部署在现有区块链上或构建自己的自定义区块链。在以太坊这样的主要区块链上部署的好处是,dApp继承了母网络的安全性和流动性保障。缺点是开发人员(以及最终用户)受限于L1共识属性。由于区块链不是为dApp定制的,用户就很明显是网络上的二等公民身份。

另一种方法是部署在单独的、自定义的区块链上,并针对dApp进行优化。这种应用链方法的问题在于,自定义区块链需要引导启动自己的安全性。新的区块链需要吸引足够的资金来保护共识性,最终会遇到冷启动问题。

就其本身而言,每个潜在的L1可能没有足够的经济价值来引导启动网络,但如果它们能够联合起来呢?然后,一个长尾区块链可以吸引足够的资本来保证安全性。假如有一种方法可以让小型dApp汇集资金,并形成一个集体去引导启动安全性,即使仅凭他们过小的规模而无法成功时,又该怎么办?

波卡提出了第三种选择:平行链。平行链是与中继链协调配合的L1区块链,外包安全保障。平行链有自己的一组节点(“收集器”),它们与中继链节点(“验证者”)合作协调。大致上,收集器产生的区块由验证者验证并签署,以生成中继链区块。验证者验证来自任何平行链的区块,并在不同的平行链之间轮换以防止串通。

最终效果:开发人员可以在自定义的区块链上启动dApp,但仍然可以通过L0与其他链协调共享安全性。这就是波卡的具有决定性的特征:平行链使dApp能够在不牺牲可自定义功能的情况下共享安全性。

通过拆分状态和应用,中继链不存储平行链的状态,它只关注状态的变化,而不是状态本身。因此,中继链不受各种平行链的存储需求的影响,并使每个平行链成为一等公民。

1.2.3 外包安全性:中继链

波卡的共识算法将状态与应用分开。中继链使用指定的PoS模式来达成共识,验证者用过抵押来确保诚实行为。其他验证者监督此验证者的不当行为。中继链的共识(大致上)列方式发生:

  1. 每个平行链使用自己的自定义共识机制,提出候选块并将它们提交给中继链。

  2. 中继链验证者,随机分配到一个给定的平行链,验证并分发他们从平行链收到的候选区块。

  3. 一个被选中的验证者使用经过验证的平行链候选区块提议一个新的中继链区块。

  4. 其他验证者监督区块提议(针对平行链和中继链区块),并投票确定一个中继链区块(最终确定性)。通过允许平行链使用他们自己的共识算法,但通过中继链进行协调,同时将安全性外包给一个L0的情况下,平行链可以保持可扩展性和分散性。

图2:波卡架构由三个主要组件组成:

(1)作为共享安全中心的L0中继链,

(2)独立运行的L1平行链,但从中继链租用安全性以用来固定租约,以及;

(3)平行线程,是定期租出中继链安全性但没有固定平行链租约的L1。

由于中继链的共享安全性,波卡只能容纳有限数量的、具有足够高安全保证的平行链。因此平行链稀缺,候选者们必须去竞争一个名额。他们必须说服市场,让市场相信他们应该被锚定在中继链上。插槽位置总数是中继链验证者数量的函数(受计算限制约束)。

以每条平行链10个验证者的比例计算,当前约1000个验证者可以被容纳于约100个平行链插槽位置。下面的我们将描述L1讲解竞争获取平行链插槽位置,以及平行链讲解将其服务出租给平行线程(希望使用中继链而不获得平行链插槽的L1)。

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