波卡的平行鏈架構和共享安全致力于解決區塊鏈的互操作性、擴展性、安全性等。波卡網絡還沒有發布，它在區塊鏈世界呈現出一個美好的想象，它能否實現？年底開始慢慢揭曉。

隨著越來接近準備在2019年第3季度發行的預定版本，Polkadot社區的興奮情緒不斷地被點燃。

Polkadot嘗試解決目前區塊鏈技術面臨的許多重大問題，包括：

· 互操作性

· 擴展性

· 處理速度

· 安全性

· 隱私性

· 可開發性

· 治理

這篇文章將闡述polkadot是如何通過構建一個多鏈框架來解決這些問題的，這個多鏈框架可以讓獨立的區塊鏈或托管的區塊鏈之間（稱之為平行鏈）實現互操作。

雖然平行鏈（parachains）比區塊鏈具有更通用的底層結構，但我們的托管平行鏈架構，可以被視為一系列共享一個安全池的不同鏈，同時與其他區塊鏈進行交互。

這種獨特的體系結構使不同的區塊鏈能夠共享、并放大彼此的創新功能。

互操作性——連接區塊鏈

自2009年比特幣的創世區塊誕生以來，區塊鏈生態系統的創新蓬勃發展。即便如此，絕大多數的美元價值只集中在少數幾條鏈上。將價值從一條鏈轉移到另一條鏈，可能是許多區塊鏈社區參與者最簡單的愿望。目前，通過中心化交易所最容易實現這一點。有很多原因可以解釋為什么這種交易模式不理想，但它背后存在更大的問題是：區塊鏈生態系統由不同的、孤立的鏈組成。

讓我們設想一下未來，任何任意信息，包括價值，都可以在不同的鏈之間傳遞。任意信息是指可以傳輸的任何類型的數據結構或數據。任意信息的相互通信，會讓許多以前不可能實現的場景得以實現。例如，物聯網設備可以將其數據輸入到Oracle鏈，該鏈驗證其完整性后，將該數據傳輸到保險DApp，并完成保險賠付。

使用相互連接的多條鏈，也將有助于將交易分散在更多的節點上，這將降低執行智能合約的成本，同時能夠提高擴展性和去中心化。

擴展性——增加吞吐量

擴展性是阻礙DApp使用和開發的一個關鍵因素。開發者通常會傾向于擁有最大用戶群體的項目，這樣能夠增強網絡效應。這是一個明智的決定，但也增加了對主要網絡的壓力，同時也使得那些提供價值和獨特創新的新項目更難進入區塊鏈生態系統。

Polkadot的設計宗旨就是希望通過其托管的多平行鏈結構，來減輕這些“贏家通吃”的影響。平臺的核心是中繼鏈，中繼鏈通過協調跨鏈交易，為整個平臺提供共識機制，將不同的鏈連接在一起。

多平行鏈結構旨在提供一個水平擴展的解決方案，其中可以并行處理大量交易。Polkadot還允許平行鏈擁有可以為特定任務定制的狀態機，以提高存儲效率和處理速度。

一種可能是DApps可以有自己的專用的平行鏈。這意味著其他平行鏈可以有更簡潔的狀態機，因為智能合約的繁重工作將包含在一個專用的平行鏈中。DApp開發者可以從利用現有的、可擴展的平行鏈中獲益，并且不必擔心需要運行自己的鏈。

本地速度——執行Rust交易

除了可以獲得水平擴展性之外，Polkadot還可以提高狀態機的執行速度。為了理解這個是怎樣發生的，我們接下來要介紹一種叫Substrate的技術，是Parity Technologies剛剛公布的產品。中繼鏈和每條平行鏈都將使用Substrate來構建。

Substrate是用Rust語言編程的；但是，包含狀態機的核心功能是用Webassembly（WASM）編程的。當執行核心功能時，有兩種可能性：要么本地運行編譯的Rust代碼，要么通過WASM解釋器來運行。

Rust允許快速執行（本地速度）代碼，而Wasm提供了改進的靈活性，但每秒運行的數量很少。如果一個Polkadot節點是代碼的最新版本（版本號存儲在區塊鏈上），那么它將以本地方式運行Rust代碼；但是，如果一個節點的版本比鏈上顯示的版本舊，那么它將使用Wasm解釋器來執行代碼。

舊節點不一定必須是最新版本：Wasm解釋器的靈活性是指，可以通過檢索存儲在區塊鏈的區塊中的新狀態，來更新狀態機。雖然這比Rust慢，但基于Wasm的鏈卻比EVM鏈要快。

核心功能的雙重編碼是用來避免硬分叉的技術之一：后面將在治理部分中解釋這個內容。

定制狀態機和切換到本地代碼執行（或最壞情況下的Wasm）的組合，將顯著提高處理速度。高處理速度將吸引Dapp開發者，因為他們需要滿足那些已經習慣使用中心化服務器的用戶。

安全——將現有的安全性注入新的區塊鏈中

共識算法是擁有拜占庭容錯性的PoS變體。驗證節點為平臺內的所有鏈提供安全性，包括中繼鏈和所有平行鏈。這些節點檢查所有區塊的有效性。如果一個區塊是正確的，那么驗證者將“密封”該區塊，并批準將該區塊添加到鏈中。

驗證者將在經濟激勵驅動下誠實行事，并按比例從DOTs中獲得報酬。如果一個驗證者行為不端或存在錯誤，他們抵押的DOT將被“削減”（減少）。

對平臺的攻擊與DOT的價值有關。如果DOT的價格較低，那么購買大量DOT來影響共識機制的結果，成本很低。這對于任何POS區塊鏈都是如此；但是，由于區塊鏈的公開性，大多數攻擊很容易被發現。

當礦工或驗證者遷移到新的鏈時，新的區塊鏈會降低其他鏈的安全性。而Polkadot是不同的，當驗證者密封所有鏈的區塊時，它們可以被視為提供了一個“安全池”。因此，新的鏈可以利用已經提供的安全性，而無需提供自己的安全性。這將使得在不降低現有鏈的安全性的情況下進行實驗。

添加或刪除更多的平行鏈不需要添加更多的驗證者。平臺的安全性，獨立于鏈的數量；但是，由更多的平行鏈帶來的用戶增加，可以增加平臺的總經濟價值，這有助于提供更大的經濟安全。隨著DOTs變得更昂貴，攻擊共識算法的成本也將變得更昂貴。

更多的驗證者將通過增加去中心化程度來增進網絡的彈性。

數據隱私——私人交易和許可鏈

當前區塊鏈面臨一個的問題是，所有通過網絡進行交易的數據都是公開的。但對于希望從使用區塊鏈，但需要保持某些信息隱私的組織來說，顯然這是個問題。既然GDPR已經生效，那么就更需要將數據保密。

為了解決這個問題，這些組織需要運行自己的區塊鏈。單獨運行這條鏈可以確保數據隱私，但不能從互操作性提供的共享功能中獲益。在當前環境中，一個可能的解決方案是擁有一條授權證明（proof-of-authority）的側鏈，這使得公鏈——以太坊上的交易能夠包含加密數據。

Parity正在運行許可鏈和私人交易。欲了解更多信息，請查看他們的博客文章“私人交易、WebAssembly和許可：由能源網絡基金會支持的、為能源區塊鏈提供動力的新功能，”。

好消息是，在Polkadot上運行一個許可鏈相對比較容易。Parity為以太坊開發的私人交易技術，也可以應用在Polkadot的平行鏈上：可以自由地進行數據的私有傳輸，而不會失去互操作性。

可開發性——讓開發者的生活更輕松

雖然可開發性對于區塊鏈平臺至關重要，但并不經常被討論。在討論產品設計時，我們經常會考慮可用性，但是對于應用程序平臺來說，可開發性，才是吸引開發者基于該平臺構建應用程序的最重要因素。

目前，開發團隊必須為網絡和共識機制編寫大量代碼，但實際上他們關心的，可能只是狀態機的功能。 Substrate框架能夠以更容易的方式創建不同類型的鏈。

開發者不必每次有靈感的時候都要全盤重來，他們可以使用Substrate構建一個平行鏈，從而能夠花費更多的時間在產品設計和開發上。

治理——自適性和可升級的區塊鏈管理

Polkadot使用了一種復雜的治理機制，能夠使其按照利益相關者的最終要求，不斷隨時間發展。對協議的更改將通過鏈上治理系統進行處理，其結果具有約束力，但并非不可逆轉。治理體系本身也可以由持幣者來改變。

治理將基于：

· 全民投票

· 自適應的仲裁偏倚（避免了為了通過全民投票需要法定人數）

· 理事會（由12-24個當選賬戶組成，在沒有人投票的情況下，由這些賬戶決定違約情況）

· 批準投票

請注意，最終的治理模型將在主網上線前確定。

Polkadot的治理模型是通過本文中提到的各種新機制來幫助實現的。這些機制包括：一個可升級并存儲在鏈上的自適應狀態轉換功能。這是由平臺無關的計算語言所定義的（如WebAssembly）。

Polkadot的治理體系完全是圍繞利益相關者投票的理念而建立的。一個關鍵永久的規則是：

對協議的所有更改，必須通過權益加權的全民投票達成一致；超過50%的權益將始終控制網絡。