在介紹Polkadot之前，不得不先說下它的負責人：大名鼎鼎的Gavin Wood。大部分人會說：我只聽說過中本聰和Vitalik神童。Gavin行事過于低調和高冷，不是中本聰這樣的比特幣創世紀人物，也不是Vitalik這樣的以太坊象征性人物。深入研究過以太坊技術和歷史的人，都知道Gavin Wood做為以太坊創始人的重要性。Vitalik發起了以太坊項目，他個人書寫了最初的白皮書，然后發起眾籌，組織開發，Gavin Wood作為CTO加入以太坊，之后撰寫了寶典級別的黃皮書YellowPaper，專業術語叫形式化證明，其實也不是數學公式證明，而是對以太坊最細節的邏輯和架構進行了描述，如果你是最大牛級別的程序員，不用照抄Go或Python的客戶端，是可以直接對照黃皮書把以太坊重新實現一遍的。以太坊相對比特幣復雜了一個數量級，黃皮書全世界能直接看懂的人估計也不超過一百個。之后他幾乎是一個人寫完了最早C++版本的以太坊客戶端cpp-ethereum。另外以太坊還有個Python的原型展示客戶端py-ethereum，和真正在用的Go語言的官方客戶端Geth。

之后由于種種原因，Gavin Wood離開了以太坊，成立了Ethcore，按照cpp-ethereum重新開發Rust語言版的以太坊客戶端：Parity。Rust語言號稱超高性能、超高安全、超高開發難度，代表著最新的編程語言技術，但還遠未流行起來。Gavin Wood敢首先吃螃蟹，用它搞定了以太坊，性能上是Geth和C++客戶端的近3倍。僅是平常速度快到沒什么，去年9月以太坊DevCon2.0開發大會的前夜，黑客利用Geth的一個內存泄露漏洞專門組裝了一個交易，讓Geth客戶端全部崩潰，留下Parity撐下了當天的開幕，好是尷尬。此后的兩個月，以太坊遭遇重重攻擊，由于部分opcode定價過低，又被黑客發送大量IO相關的交易使節點運行緩慢，Geth內存爆滿，只有Parity由于本身架構的優勢硬頂了下來。那段時間Geth天天升級客戶端，才能勉強維持同步。Parity幾乎一戰成名，礦池節點紛紛從官方的Geth換成了Parity。

之后在以太坊關于狀態樹清理的第四次硬分叉中，Geth又由于代碼編寫錯誤引發意外，與Parity走在了不同的叉路上，幾十分鐘后V神宣布Geth那條叉作廢，全網一臉懵逼，你讓那些還在用Geth的交易所、礦池、用戶怎么搞，趕緊停止充值提現，停止挖礦，只能卸了Geth去裝Parity。后來Parity的用戶界面又甩了Geth上的官方錢包Mist幾條街。

以太坊動蕩的2016下半年終于平靜了，Ethcore也更名為ParityTech，正式從以太坊獨立，并在去年10月份宣布了Polkadot項目，“史稱”第三代區塊鏈技術，主攻跨鏈任意消息通信?，F在的區塊鏈技術，包括比特幣和以太坊，雖說是全世界上萬個節點，但本質上只有一臺普通PC的運算能力，否則一般用戶的電腦就不能作為一個全節點同步全網數據，然后可以不信任任何人地在本機上做運算做決策。如果沒有全節點，用戶就要到某一個全節點那里去讀取數據，那萬一他給你的數據是假的呢，誘導你做出錯誤決定。普通電腦cpu、帶寬、內存、硬盤都有限，所以現在的比特幣10分鐘只有1M數據量，以太坊15秒470萬Gas，一般復雜度的交易只能估計支持40筆，一個爆款ICO能堵上一天。如果區塊鏈將來需要承載更多的事務，需要解決擴容的根本問題，大家也都意識到了這點。

另一方面目前的鏈沒有互通的功能，以太幣和比特幣的兌換只能通過中心化的交易所進行。你充值BTC給交易所，等半小時，掛單買成ETH，再提現到自己的以太坊地址。這個中心化的轉接場所是完全違背區塊鏈去信任的自由精神的，你充值到交易所的幣，其實已經完全不是你的了，交易所可以直接跑路，黑客還可以偷走，然后大家也經常被各種交易所的不作為問題搞得神煩。這種跨鏈代幣兌換的問題還是比較基本的，另一個跨鏈項目Cosmos主攻這個方向。

Polkadot的志向更加遠大，比如以太坊目前無法直接讀取現實世界的數據，需要一個用Oracle的概念由某個人輸進去，單條以太坊也承受不了過多的邏輯。以太坊的未來方向是分片，好多條相同技術的以太坊可以相互任意通信，執行合約等。分片是同構跨鏈，這是個很好的方向，問題是以太坊是否能壟斷區塊鏈世界。它的技術滿足不了一些關于隱私、性能、商業運行等方面的需求，必然會有各種區塊鏈技術出現，包括公有鏈的Zcash、Ripple、IOTA、IPFS等，還包括各種聯盟鏈產品等，當今目前又有各種山寨鏈出現，不論靠譜程度高低，他們必然共存于世。

其實單條區塊鏈不管多少個節點，都類似于一家網站的服務器，為用戶提供了一種特殊的服務，例如比特幣就是阿里巴巴，以太坊就是騰訊，Zcash就是百度，而跨鏈就是他們之間的那個互聯網協議的，只有都連起來，才能為用戶提供全部的服務。而這種連接不能是目前交易之類的中心化權力機構進行轉發，必須也是一條去中心化民主共治的鏈。所以說Polkadot類似中國電信這樣的基礎設施服務商，提供網站之間的通信帶寬服務。中國電信不提供什么網店和社交服務，Polkadot也一樣，沒有任何的應用，只是單純地消息路由。我們雖然不大感受的得到中國電信的存在，但誰不是每個月要交有線無線的月租費。為什么只是說中國電信呢，因為也可能有中國網通，有線通，華數之類的服務商，跨鏈這個領域Polkadot也不會全部壟斷，但它的網絡效應會比單條鏈要高更多。

Polkadot指出目前區塊鏈系統無法伸縮的原因是：把共識系統中的一致性和有效性綁定的太死了，Polkadot是個異構的多鏈框架，可以從根本上解決這個問題。有效性的概念是比如我有10個比特幣，我轉給A是有效的，我轉給B也可以是有效的。但一致性的概念就是我只能轉給其中某一個人，即使我發出了兩筆有效的交易，最終網絡會共識出一條最長鏈來達成一致，另一個交易會被丟棄。更加概括性地講就是有效性負責運算，一致性負責投票，一個是強CPU依賴的，一個是強出塊權依賴的。運算只要有CPU就行，POW投票需要買礦機，POS投票需要買權益。那么Polkadot如何分離這兩者呢，它是一條中繼鏈連接多條平行鏈的系統，中繼鏈負責一致性，平行鏈負責有效性。這個平行鏈不一定是條鏈，也可以是其他類型的系統，由收集人管理。中繼鏈是Polkadot的主權益代幣鏈。某條中繼鏈還可以是另一條中繼鏈的平行鏈，這樣就可以形成多級嵌套關系，達到真正的可伸縮性。比如1條中繼鏈管10條平行鏈，那么10套這樣的中繼鏈再配一條上層中繼鏈，就可以連接100條平行鏈。

中繼鏈采用POS共識算法，將主要借鑒Honeybarger，還有Tendermint。假設中繼鏈有144個驗證人，會每隔一個塊或更長一點時間，隨機將驗證人分組，然后分配給各個平行鏈。每組驗證人負責這條平行鏈的數據驗證，然后再整體完成中繼鏈區塊的共識。大體結構使中繼鏈區塊中包含所有平行鏈區塊的塊頭和類似SPV的樹形證明數據，包含跨鏈交易執行所需的必要數據。然后每條鏈都有一個入口隊列和出口隊列，想外發的交易填進出口隊列，等待被中繼鏈路由；接收到的其他鏈的消息會被填入自己的入口隊列，然后自己去執行。

平行鏈由很多固定身份的收集人管理，以收集交易手續費為激勵，為中繼鏈提供自己的塊頭和跨鏈交易相關的證明數據，這部分數據在Polkadot里稱為平行鏈的候選塊，將來由中繼鏈的驗證人隨機選定。由于平行鏈也不一定真有一條鏈，所以這里的塊也是泛指。中繼鏈會分成兩類，第一類是類似以太坊和比特幣這樣有自身共識系統的區塊鏈，他們有自身的POW礦工來維持鏈的運轉，他們不能直接作為平行鏈參與到Polkadot網絡中來，而是需要新成立一些收集人組建轉接橋系統，將以太坊區塊的數據整理為中繼鏈所需的格式，這個轉接橋系統才是Polkadot的平行鏈。第二類是還沒有出現的過的區塊鏈系統，他們將來的出塊人就是收集人，他們鏈區塊的決定權是由中繼鏈的驗證人決定的，這類系統可能才真正是Polkadot所設想的未來鏈。

今年一個很奇怪的事情是，ParityTech用Rust重寫了比特幣的客戶端，我一開始不理解比特幣客戶端已經是歷史悠久了，為什么要重寫一個，那些礦池也不會為了快一點去換吧，你們怎么不趕緊去做Polkadot的中繼鏈開發呢。后來想了想知道，這個客戶端就是Polkadot的前奏，開發出來也根本不是為比特幣現有的礦池做的，而是為了比特幣的收集人系統做的，并不參與比特幣的出塊權爭奪，而是為了能更方便地整合將來的上層比特幣收集人系統。他們需要維護一個比特幣的全同步只讀節點，還要參與數據上報，還要在中繼鏈上有權益記賬，還要維持中繼鏈的全節點，所以Gavin Wood干脆就用Rust重新寫一個比特幣，而不是比如用c++的比特幣再套上收集人的邏輯。

以太坊的Parity客戶端最近也不更新了，也在緊鑼密鼓地為Polkadot進行改造，需要先為這兩大系統做出觸手，才能對接中繼鏈。所以中繼鏈是一步步根據現有區塊鏈的規則去設計的，而不是無中生有的，每新出現一種區塊鏈技術，中繼鏈的驗證規則和路由規則都會重新設計，需要硬分叉級別的改造。不過論文中還提到，以后可能會做出一條純凈的中繼鏈，本身不包含任何平行鏈的協議，而是用WebAssembly等將區塊鏈的協議做成運行時部署的，再加上中繼鏈的參眾兩院治理機制，管理中繼鏈的升級。不過這種過于高級，Gavin Wood說還是以后再弄吧。

一旦中繼鏈這種系統成熟了，平行鏈其實不用再自己管理共識了，上面所說的第二種平行鏈就會誕生了。由中繼鏈直接管理共識，平行鏈收集人只是處理交易，也就不再有轉接橋系統了。其實這兩種也沒有本質區別，只是這一致性和有效性的分界線到底在哪里，Polkadot只是提供了一種選擇性。

所以Polkadot論文中專門總結了它只做兩件事情：合并安全性（Pooled Security）、 去信任的跨鏈交易性（Trust-free Interchain Transactability）。合并安全性的意思就是大家不用都去各自建立一套昂貴的POW挖礦體系，或者新建一個代幣沒什么價值的POS機制，而是將共識一定程度上讓渡給中繼鏈，你就能獲得全網安全性的累積。去信任的跨鏈交易性的意思是所有鏈的塊頭都被整合在一起，平行鏈中要參與跨鏈的用戶和收集人都在中繼鏈開戶，中繼鏈管理著跨鏈交易手續費和跨鏈數據的懲罰。

ParityTech是低調做事的人，不像目前行業里一紙白皮書就出來圈錢了，Polkadot的共識研究部分去年被英國政府資助，如果他們需要資金肯定也會有很多VC一擁而上，但我猜為了網絡初始的去中心化特性，他們會有一次眾籌，而且會同時支持BTC、ETH、ZEC三種貨幣，具體什么時候，他們也不著急，我也不知道，預計在等待法律流程結束，一兩個月內？！

Polkadot論文里寫的預計上線時間是兩年，現在才剛過去10個多月。技術過于高深，看不懂沒關系，跟對人就好。Polkadot和Cosmos也與今年初低調成立了Interchain Foundtion，鏈互聯社區（chainx.org）首先看到了這個方向，準備早期潛伏，致力于這個領域的宣傳和推廣工作。

不過 Polkadot 10月4日更新的官方動態表示，由于政策原因，美國和中國投資者無法參與該項目。

官網:https://polkadot.network/

推特:https://twitter.com/crowd_indicator