一文详解Huobi Prime的Polkadot生态项目AKRO | BlockVC观察

要闻

近日，Polkadot 生态中第一个 DeFi 项目 Akropolis（AKRO）将于7月16日通过 Huobi Prime 上线全球领先的数字货币交易所 Huobi Global。BlockVC 专注于将区块链带入主流，因此，对以跨链为核心并有望助推区块链走入主流社会的超级公链 Polkadot 生态持续保持密切关注，坚持积极参与其生态系统建设和完善。

一文全维度解析超级公链 Polkadot 生态

项目背景

比特币实现了第一种安全的去中心化支付系统，以太坊则打造了世界上第一个具备图灵完备性的去中心化通用应用平台。去中心化支付是绝大多数区块链项目的基本功能，而比特币只允许用户和开发人员进行与支付相关的有限的操作，而以太坊通过EVM实现的图灵完备性将能够理论上允许用户基于以太坊创建任何任何能够想到的一组规则或业务逻辑，从而为其生态应用提供了无限的可能性。然而，由于系统架构设计的限制，以太坊上的应用共享系统资源（存储和算力等），这种系统资源一般存在一定的上限。以交易处理能力而言，以太坊只能每秒钟处理约15.6笔交易，这种处理能力完全无法满足其平台上大量应用的性能需求。即使以太坊在未来通过分片或 Layer2 技术等解决了性能瓶颈，在资源的协同调用和分配等方面依然会遭遇极大的困难，单就需要在成千上万个并行的去中心化应用请求中实现高效率调度系统资源而言，便已经极具挑战性。此外，任何应用一旦建立起真正有效且稳定运行的商业模式，在商业的扩张之途上，对资源的渴求将极度贪婪。在此基础上，以太坊整个系统资源的扩张速度大概率不能随着其平台上的局部应用的需求增长而进行大规模提高，将会因此加剧应用之间的系统资源竞争，这一现象在 EOS 的 RAM 和 CPU 竞争上已经得到体现。

Polkadot 为上述两个问题给出了自己的解决方案。而 Polkadot 的诞生与加密数字货币领域的超级巨星 Gavin Wood 拥有直接的联系，因此，介绍 Polkadot 就不得不介绍一下这位低调的超级巨星-Gavin Wood。

Polkadot 之父，Gavin Wood

Gavin Wood，全名 Gavin James Wood，是一位来自英国的程序员，曾多次主导发起并参与过多起影响整个加密数字货币世界的革命性事件，简要罗列如下：

• 以太坊的联合创始人和前 CTO，撰写了以太坊的技术黄皮书，奠定了以太坊技术开发和实现的基础；

• 发明了多项区块链产业的底层技术，例如，面向智能合约的编程语言 Solidity（目前是世界上普及率最高的智能合约编程语言）、POA（Proof-of-Authority）共识机制、Whisper（一个点对点的匿名消息传输协议）;

• Parity Technologies 的创始人、CTO 和主席，领导了 Substrate 和 Polkadot 的技术创新；

• 提出 WEB3. 0概念，并出任 WEB3 Foundation 的主席。

在 Gavin 提出 Polkadot 之前，曾发起过一个小型项目 Chain Fibers，旨在推行一系列能够让以太坊提高可扩展性的解决方案，这些解决方案中包含了“分片”技术和“Ethereum 2.0”的早期版本。后来，Gavin 基于 Chain Fibers 进行解构和重构，期望能通过最简单的方式创造一个类似于“分片”，但允许多种不同特性的任务并行/平行运作的系统，这就是 Polkadot--一个在区块链层面允许存在大量负责不同任务的平行链的系统。

项目定位

Polkadot 是一个去中心化的 WEB 3.0 区块链互操作平台，期望打造一个既能实现共享安全性，也能实现协同运作的由大量区块链组成的网络，即，一个状态机的联合网络。

项目设计

技术方案

Polkadot 是一个基于 substrate 技术，为下一代 WEB 打造的高可扩展性、互操作性好且安全的网络协议和异构多链交互架构，简要介绍如下：

• Substrate

在介绍 Polkadot 之前需要介绍一项具有革命性的区块链技术，Substrate。该技术由 Gavin Wood 发起，可以实现企业级区块链的快速定制和部署，主要包含的特性是：能轻易的基于用户案例创建合适隐私水平的区块链；为移动应用和 IOT 设备提供轻客户端优先的设计；无需进行分叉即可实现网络协同升级。此外，虽然 Polkadot 并非必须创建在 Subtrate 技术之上，但通过 Substrate 创建的区块链将只需要经过极小的代码工作便可以轻易集成到 Polkadot 生态中。

• 系统架构

Polkadot 的系统架构主要由中继链（relaychain）、平行链（parachain）和转接桥（bridge）三种关键结构组成（如下所示）：

Polkadot 系统架构图

1. ‍中继链

   中继链是 Polkadot 的中心链，所有的验证者都需要抵押 DOT 代币在中继链，并为中继链提供验证服务。中继链主要由数种交易类型组成，其中包括了与治理机制、平行链拍卖、NPOS 参与等在内的交互方式。中继链将负责连接平行链，并为平行链提供交易验证、消息传输（交易或任意数据）、安全保障和跨链连接等服务。由于大部分计算工作将被分配到包含不同应用和特征的平行链中，所以，理论上中继链上的交易费用相对较高；

2. 平行链

   平行链主要是由用户进行创建的应用定制链，可以根据应用需求进行全方位的自定义（既可以是定制化的应用，也可以是强化隐私或可扩展性等特性等区块链，甚至支持任何实验性质的区块链设计和创建），其进一步与中继链相连并由中继链保障安全性。在 Polkadot 中，绝大部分算力将被分配到平行链中以支持各平行链的定制应用，但并不对平行链的功能和用途进行限制，唯一的要求是：平行链必须能够产生一个能被委任到该平行链的验证者验证的证据。

3. 转接桥

   转接桥主要为一种帮助实现区块链链间通信的方式之一。通过转接桥，Polkadot 可以实现任何形式的链间通信，包括内部平行链间通信和接入外部的独立区块链（如比特币和以太坊网络）。转接桥的部分桥接细节尚处于开发阶段，目前已经存在三种类型的转接桥：转接桥合约（以智能合约的形式部署在 Polkadot 和外部区块链之间）、跨平行链通信（不需要智能合约）以及内置转接桥模组（通过一个特制模组实现外部区块链向 Polkadot 实现桥接）。

   在 Polkadot 中，中继链和所有相连的平行链始终共享同一状态（状态一致性）。即，如果中继链进行了回滚操作，那么所有的平行链也将进行回滚操作以保证状态一致。这种方式将保证整个系统的合理性且能保证没有人能够使整个系统崩溃。

• 系统角色

在 Polkadt中 主要存在四种角色以确保整个系统安全和正常地运行：验证者（validators）、搜集者（collators）、提名者（nominators）和渔夫（fishermen），分别承担：验证者（validators）由抵押全节点组成，负责验证平行链的交易数据，并将平行链区块头打包进中继链区块中；搜集者（collators）主要负责搜集、打包平行链上的交易数据并将区块证明发送给验证者，此外，搜集者还可以承担渔夫的角色；提名者（nominators）负责提出抵押并选择验证者代表他们的利益，即其所选择的验证者获得奖励与惩罚都会同样的反馈到对应的提名者；渔夫（fishermen）监督网络中的作恶行为并获得对应的奖惩制度，可由搜集者承担。

Polkadot 中系统角色的交互关系

• 共识机制

共识机制的作用主要是实现整个 Polkadot 系统中中继链和平行链的状态一致性。在 Polkadot 中，为了实现共识机制的可验证性和可验证的最终一致性，采用了一种混合共识机制。这种混合共识机制，通过将“最终一致性部件”与区块生产机制相分离，既能实现区块的快速生产，也通过将区块的最终确认过程单独运行在一个隔离的进程来避免交易处理速度的降低。这种混合共识机制主要由两部分组成， BABE 和 GRANDPA。

1. BABE

   BABE，全名 Blind Assignment for Blockchain Extension，即为区块生产过程，该机制结合 Polkadot 随机性（来自 VRF 和 VDF ）和插槽的抵押代币状况来将区块生产插槽赋予给验证者。

2. GRANDPA

   GRANDPA，全名 GHOST-based Recursive ANcestorDeriving Prefix Agreement，主要负责通过实现区块链之间（如平行链）的共识来确保区块的最终一致性。该机制能够以一种部分同步网络模型进行运作，只需要需要网络中2/3的节点为忠诚节点便可，同时能够在异步设置中处理1/5的拜占庭节点。

经济模型和治理模型

在 Polkadot 中，经济模型主要通过其原生代币 DOT 来实现，通过 DOT 将实现如下四种职能：

• 治理职能

DOT 的第一个职能是赋予持有者对平台管理的控制权。在 Polkadot 系统中，DOT 持有者将能够参与数个方面的决策和治理，包括网络费用、平行链的增加和移除、特殊事件（例如对 Polkadot 的升级和维护）。

• 共识职能

Polkadot 将会允许代币持有者通过抵押的方式参与到系统角色中，代币持有者参与系统活动的条件将根据不同的系统角色、代币抵押时间长短、抵押的代币数量等因素的不同而有所区别。值得注意的是，通过代币抵押参与共识的过程中存在因为恶意行为被罚没代币资产的风险。

• 互操作职能

为了将信息从一条链传递到另一条链，发送方将需要以 DOT 的方式支付手续费。

• 连接职能

为了将新的平行链添加到 Polkadot 网络中，用户必须将 DOT 代币锁定一段时间才能激活连接功能，在此期间，代币将被锁住，一旦平行链移除之后，代币将会自动释放。

DOT 令牌总量为1000万枚，其中30%为 WEB3 Foundation 保留，另外50%在 Polkadot 拍卖中出售，其余20%在主网上线前完成分发，所有令牌预计将在2019年末主网发布后生效（目前测试网已经上线）。

Polkadot的令牌分发

项目资源

Polkadot 最引人注目瞩目的是其实力强大的技术开发资源。Polkadot 项目全权由 WEB3 Foundation 创立和运作，该基金的设立愿景是为了实现新一代的无服务器化互联网和去中心化的网页/网站，旨在使每个人都能实现对自己身份、资产和数据的完全掌控。目前该基金会主要负责的项目包括 Polkadot、WEB3 峰会、WEB3 技术堆栈、WEB3 授权和 WEB3 研究，其中，WEB3 技术堆栈对整个 WEB3 的技术生态和技术架构进行了详细的规划和设计。在技术架构层面，其提出了如下的技术堆栈结构，共分为4层，具体技术堆栈如下图所示：

WEB3 Foundation 提出的 WEB3.0 技术堆栈

在这份技术堆栈设计中，主要分为三层：底层主要包含了点对点网络和平台无关的计算描述性语言；L1 层包括了零信任/低信任的交互协议（区块链或者 DAG 等）、零信任/低信任的交互平台（共享安全性）、数据分发协议和瞬态数据通信等技术；L2层包括了可能的Layer2 技术，如状态通道、存储激励、预言机、重度计算、加密存储、分布式密钥管理、Plasma 协议和治理结构等；最上层主要包括协议扩展性的开发套装（开发工具、API 和开发语言）以及用户交互界面（如浏览器）。

目前 WEB3 基金会已经委任了5个开发团队和超过100名开发者开发 Polkadot，其中包括：

• Parity Technologies

该团队主要为了创建去中心化网站/网页的区块链基础设施，目前在链上治理协议升级、POA 共识机制、私有以太坊转账交易、Warp 同步和修剪、Rust 和 Wasm 开发语言等方面方面处于行业开拓的领先地位。

• ChainSafe

这是一只来自于多伦多的草根开发者团队，目前运营着数个社区发起的活动包括 Toronto Rust developers Meetup、 benToronto 和 The Toronto Creative Commons Film Festival。至今该项目共参与过6个开源项目，主要集中在以太坊和 Polkadot 生态，分别是：Gossamer、Lodestar、Ethermint、Ethereum Classic、Görli和ChainBridge。

• Soramitsu

该团队是一家位于日本的区块链科技公司，主要集中在开发区块链的数字身份认证平台。目前，该技术团队开发了一个权限许可型的下一代区块链平台（联盟链或私有链）超级账本 IROHA，通过该平台为用户提供包括管理数字资产的移动应用、身份认证、合约等服务。值得注意的是，该项目在日本拥有大量的合作伙伴，将能够为 Polkadot 生态在日本甚至全世界的产业落地和布局提供帮助。

Soramitsu 的部分合作伙伴

• OpenNetSys

该项目团队主要是集中在帮助用户降低开发门槛，帮助用户在无需学习 Solidity 语言或计算机编程环境的基础上实现具有复杂性和鲁棒性的产品创建。

• Polkadot-js

该团队主要开发一系列围绕着 Polkadot 生态的工具、接口、知识库等相关开发者基础设施。

项目开发与生态建设

截止目前，虽然 Polkadot 的主网尚未上线，但其区块链开发技术 Substrate 和测试网技术已经相当稳定和成熟，因此已经有大量的开发团队和项目加入 Polkadot 生态。这些加入Polkadot 生态的项目，目前主要分为5个子类别，共46个项目，其中基于 Substrate 和Polkadot 创建的项目有26个，工具类项目4个，Polkadot 配套设施项目共5个，钱包类项目共5个，基础设施类项目共6个。

加入 Polkadot 生态的部分项目

值得注意的是，构建于 Polkadot 生态的项目往往能够在社区和资本市场获得极大的支持，以 ChainX 和 Edgeware 为例，前者在巅峰时期锁定了2000个 BTC，并导致其代币 PCX 涨幅近20倍；后者的代币智能合约目前已经锁仓88万 ETH。这种吸金速度足以证明Polkadot 生态的炙手可热。此处重点介绍一下 Polkadot 生态中的首个 DeFi 项目 Akropolis。

Akropolis

Akropolis 旨在通过去中心化金融的优势释放世界上非正式经济的潜力，其构建的金融协议可以帮助人们储蓄、盈利并大幅增长。通过 Akropolis 的金融协议，用户将可以实现如下特性：

• 创建和管理储蓄共同体，通过非银行信贷的方式解决财务问题，更快更稳定的实现储蓄目标；

• 拥有基于现金流的金融产品，帮助实现更便宜、更快速、更透明和更低风险的融资方案；

• 创建一个替代身份与信用的金融系统，为没有信用评分或信用记录的人提供非掠夺性资金来源；

• 为 Finance 3.创建无国界、无额外费用的储蓄和贷款架构，整合 DeFi / OpenFinance 解决方案，在其基础上创新，建设更好的 Finance3.0 。

其中，值得关注的是，该项目提出了一个与其他金融类区块链项目不同的解决方案-基于信誉的信用系统。也即是，当前的 DeFi 产品大多只能实现高抵押率进行抵押借贷，本质上并不能实现个人金融杠杆的放大，而 Akropolis 将可以通过对用户的信用进行评估，从而实现对未来现金流的折现，这将为用户提供接近于现实生活中银行借贷系统的体验，将极大的推进该项目的市场接受度。除此之外，该项目的技术开发实力一流，曾获得 Cloinlist 和 0x 联合举办的黑客马拉松的第二名，目前，还通过于一系列区块链项目建立合作而拥有极为丰富的生态内资源。

Akropolis 的合作伙伴

此外，该项目与 Polkadot 生态拥有极为深厚的联系，成为了 Polkadot 早期的24条平行链之一，并先后加入了企业以太坊联盟（EEA）和 MANA 贸易组织，而后者与 WEB3 基金会有着密切的联系。

项目综述

Substrate 和 Polkadot 的成功将会使区块链创建和部署的技术门槛大大降低，使得发行区块链同发行代币一样简单。这种技术特征将可能引发一个万链并存，万链互联的区块链互联网时代。在此基础上，通过将平行链定制为应用链和功能强化链（如强化隐私和可扩展性等），将能够为用户提供差异化的服务，而且能够既为平行链提供同一级别的安全保障，也能够避免在资源调度和信息传输等方面的冲突和竞争。此外，通过 Substrate 将能够轻易的将无币区块链资源（联盟链和私有链）团结到 Polkadot 生态中，而 Akropolis 借助于 Polkadot 的强大生态将能够可能实现对其他徒有其名的同类型金融 DeFi 实现降维打击。