解析波卡平行鏈與以太坊2.0架構(gòu)設(shè)計(jì)有什么區(qū)別?
ETH 2.0 和波卡平行鏈?zhǔn)俏磥淼膬蓚€(gè)重要技術(shù)，他們雖分屬于兩個(gè)不同的重量級(jí)項(xiàng)目，但在設(shè)計(jì)上卻有驚人的相似。
波卡平行鏈
在波卡（Polkadot）的設(shè)計(jì)里，有兩個(gè)重要的概念，一個(gè)是波卡平行鏈（Parachain），另一個(gè)是波卡平行線程（Parathreads）。理解這兩個(gè)概念是理解整個(gè)波卡生態(tài)的重要環(huán)節(jié)。
波卡平行鏈，故名思議，是與波卡主鏈平行的其他鏈。要成為平行鏈，需要占用波卡系統(tǒng)的一個(gè)插槽（slot）。波卡系統(tǒng)的插槽數(shù)量是有限的（版本 1 可能支持 100 個(gè)插槽）。波卡設(shè)計(jì)出了一套插槽拍賣的系統(tǒng)，通過出價(jià)（DOT）拍賣獲得一個(gè)插槽有限的使用權(quán)（2 年每次）。
因此每次插槽的占有都是有限時(shí)間內(nèi)，到期后要重新進(jìn)行插槽競(jìng)拍。用于競(jìng)拍的 DOT 將在插槽使用到期后歸還，因此使用插槽，只是占用金額，而不花費(fèi)資金。
為什么要成為波卡平行鏈？
成為波卡平行鏈主要獲得兩個(gè)好處：鏈本身更加安全，以及擁有和其他平行鏈的互操作性。
為了更好理解鏈更加安全這個(gè)概念，我們可以把波卡系統(tǒng)想象成可以容納多條平行鏈的容器。每個(gè)平行鏈會(huì)有自己的共識(shí)機(jī)制，以及產(chǎn)生區(qū)塊的方式。容器定時(shí)將所有平行鏈產(chǎn)生的區(qū)塊收集起來，形成容器層面的區(qū)塊。該容器在波卡中被稱為：中繼鏈（Relay Chain）。被中繼鏈打包對(duì)于平行鏈而言，稱為區(qū)塊的 finalize。
波卡中繼鏈對(duì)平行連區(qū)塊的最終確認(rèn)（finalize）讓平行鏈更加安全。這樣每個(gè)平行鏈可以得益于波卡系統(tǒng)的強(qiáng)大共識(shí)，而不用擔(dān)心本鏈可能存在各種共識(shí)層面的攻擊或問題。
波卡平行鏈和其他平行鏈的互操作性是另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。波卡在系統(tǒng)層面設(shè)計(jì)了一套消息傳遞系統(tǒng)（Cross-chain Message Passing），可以讓各平行鏈之間相互傳遞消息、執(zhí)行指令、轉(zhuǎn)移 token 等等。各平行鏈根據(jù) XCMP 定義自己可以接收處理的消息類型，便可以讓自己擁有和其他平行鏈的互操作性。
如果把平行鏈比喻成操作系統(tǒng)里的進(jìn)程，那么 XCMP 可以理解為進(jìn)程間通信機(jī)制 IPC (InterProcess Communication) 。
平行鏈資源是有限的
因?yàn)槠叫墟溬Y源有限，大部分鏈可能無法競(jìng)拍到平行鏈插槽。這時(shí)，波卡官方給出的方案是，使用測(cè)試網(wǎng)絡(luò) KUSAMA，或者平行線 程（Parathreads）。
平行線程和平行鏈之間的區(qū)別僅在于一點(diǎn)：平行鏈永久占用中繼鏈資源，而平行線程只在需要時(shí)占用。平行線程需要中繼鏈對(duì)其區(qū)塊進(jìn)行確認(rèn)（finalize）時(shí)，便提出請(qǐng)求，并給予一定的費(fèi)用。因?yàn)橥瑫r(shí)會(huì)有多個(gè)平行線程提出確認(rèn)需求，中繼鏈會(huì)按照給予的費(fèi)用高低進(jìn)行優(yōu)先選擇。如下圖所示：
比起平行鏈而言，使用平行線程，無需參與插槽競(jìng)拍，因此無需大額的啟動(dòng)資金。對(duì)于一些不需要頻繁確認(rèn)的應(yīng)用（例如平均幾分鐘、甚至每小時(shí)才生成一個(gè)區(qū)塊的應(yīng)用），使用平行線程更加適合。
以太坊ETH 2.0
ETH 2.0 的線路圖按照分片技術(shù)（Sharding）在前進(jìn)。分片技術(shù)最早出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中。為了讓數(shù)據(jù)庫擁有更大的執(zhí)行查詢或插入的能力，將一個(gè)數(shù)據(jù)庫（中的同一張表）拆分成多個(gè)數(shù)據(jù)庫，并且部署到多個(gè)機(jī)器上，讓執(zhí)行能力成倍地提升。
ETH 2.0 將以太坊網(wǎng)絡(luò)拆分成多片（可支持 1024 片），將以太坊的執(zhí)行能力提升相應(yīng)的倍數(shù)。每個(gè)分片就是一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)（相當(dāng)于波卡平行鏈）。處理 ETH 2.0 共識(shí)，以及系統(tǒng)各個(gè)子分片之間通信的模塊被成為：Beacon Chain，這相當(dāng)于波卡網(wǎng)絡(luò)里的中繼鏈（Relay Chain）。ETH 2.0 分片示意圖如下：
可以看出，在大的架構(gòu)方面，ETH 2.0 和波卡有著驚人的相似。但在細(xì)節(jié)和理念層面又有很多的不同。
波卡平行鏈對(duì)比以太坊ETH2. 0區(qū)別在哪里？
從設(shè)計(jì)目的而言，波卡平行鏈主要是為了跨鏈目的，通過平行鏈水平擴(kuò)張，進(jìn)而解決性能吞吐問題。而 ETH 2.0 的設(shè)計(jì)完全是為了解決性能吞吐問題。
波卡和 ETH 2.0 都有狀態(tài)確認(rèn)的功能（finalize）。ETH 2.0 每一個(gè)時(shí)代（epoch） finalize 一次，一個(gè)時(shí)代定義為 64 個(gè)區(qū)塊，所以 6 -12 分鐘 finalize 一次。而波卡網(wǎng)絡(luò)的 finalize 時(shí)間則更短，一般 1 分鐘以內(nèi)。
從共識(shí)機(jī)制而言，ETH 2.0 和波卡也有明顯的區(qū)別。ETH 2.0 采用 PoS 機(jī)制。質(zhì)押 32 ETH 可以成為驗(yàn)證者。每個(gè)分片至少需要 256 個(gè)驗(yàn)證者才能進(jìn)行 finalize 操作。以 64 個(gè)分片計(jì)算，ETH 2.0 需驗(yàn)證者 16,384 名。而波卡采用提名者 PoS （Nominated Proof of Stake）機(jī)制，所需驗(yàn)證者數(shù)量遠(yuǎn)小于 ETH 2.0，大約每個(gè)平行鏈需 10 個(gè)驗(yàn)證者，以整個(gè)系統(tǒng) 100 個(gè)平行鏈計(jì)算，共需 1000 個(gè)驗(yàn)證者。
另外一個(gè)不同點(diǎn)在于，波卡是不同系統(tǒng)（平行鏈）間互聯(lián)的框架。而 ETH 2.0 是同一套系統(tǒng)（每個(gè)分片）間互聯(lián)的框架。
波卡更關(guān)注其他鏈，而 ETH 2.0 只是更關(guān)注本身，這也反應(yīng)出它們對(duì)未來不同的展望。波卡打造的是多鏈并存、互聯(lián)互通的場(chǎng)景。而 ETH 2.0 則打造的強(qiáng)大統(tǒng)一的底層區(qū)塊鏈系統(tǒng)，上層繁榮的 DApp 則通過應(yīng)用接口（ABI）彼此互通的場(chǎng)景。
跨鏈
波卡對(duì)于平行鏈之間，天然具有跨鏈優(yōu)勢(shì)。而 ETH 2.0 不具有跨鏈能力。但這并不意味這波卡比在跨鏈方面 ETH 2.0 強(qiáng)大很多。
例如對(duì)于跨鏈比特幣網(wǎng)絡(luò)而言，波卡需要使用比特幣橋（bitcoin-bridge）才能完成跨鏈。而這點(diǎn)，跟以太坊跨鏈比特幣方案是一致的。因此，對(duì)于跨鏈而言，波卡只是對(duì)于未來部署在波卡網(wǎng)絡(luò)上的平行鏈之間才具有優(yōu)勢(shì)。
結(jié)語
目前波卡生態(tài)的平行鏈項(xiàng)目正如火如荼地進(jìn)行。它們是否會(huì)在未來占有非常重要的地位，將是區(qū)塊鏈最大的看點(diǎn)之一。
從時(shí)間而言，波卡主網(wǎng)的上線時(shí)間較遲，錯(cuò)過了以太坊發(fā)展的這幾年黃金時(shí)間。然而，ETH 2.0 上線又將是 2 年以后的事情，而波卡平行鏈項(xiàng)目有望在今年年底或明年初上線波卡主網(wǎng)。這也給波卡留下了更多追趕以太坊的時(shí)間。所以未來波卡網(wǎng)絡(luò)能否像以太坊那樣大放異彩，非常值得我們關(guān)注！
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