传统上，每个区块链都作为一个独立的系统运行。它无法与他人合作或交换信息。在 Polkadot 出现之前，这限制了拥有一个连接良好的去中心化生态系统的可能性。Polkadot 是一种创新的区块链解决方案，具有独特的多链结构，允许区块链在集成网络中交互和运行。在本文中，我们将讨论 Polkadot、它的运作方式以及它的增强版本 Polkadot 2.0。
什么是 Polkadot？
Polkadot 是下一代区块链平台，致力于提高区块链之间的互操作性。它基于多链框架，其中平行链（单个区块链）连接到中继链以验证交易。中继链是 Polkadot 区块链的核心。它负责平行链之间数据传输的安全性。此外，它们还可以通过桥梁与其他区块链进行通信，促进独立区块链之间的跨链交互。
与大多数基于第 1 层和第 2 层的区块链不同，Polkadot 在第 0 层构建了其区块链。它的创建是为了解决该领域的一些关键问题，包括可扩展性和兼容性。这有助于区块链平稳运行，使网络能够支持高度复杂的应用程序而不会变得拥挤。
Polkadot 有一个名为 DOT 的代币，它是区块链的原生货币。与其他原生货币相比，DOT 有利于质押、奖励、治理、绑定等。此外，它拥有无限的供应量，这确保了绑定和质押等活动的代币供应。
Polkadot 的历史
2016年末，以太坊联合创始人之一、前以太坊基金会CTO Gavin Wood博士发布了一份关于Polkadot的白皮书，可以弥补以太坊所设定的缺陷。随后在2017年，Wood与他人共同创立了Web3基金会，这是一家专注于支持去中心化技术发展的非盈利组织，致力于帮助创建一个名为Web3的去中心化互联网。
一家名为 Parity Technologies 的区块链开发公司，其联合创始人也是 Wood，负责开发核心技术，包括 Polkadot 区块链的 Substrate 框架。关于 Polkadot 网络，Web3 基金会负责管理，而 Parity 负责开发。除了 Wood，Robert Habermeier 和 Peter Czaban 也在区块链的创建中发挥了重要作用。
在2017年10月的ICO期间，Polkadot在短短两周内成功筹集了1.45亿美元。然而，由于多重签名钱包代码存在漏洞，通过ICO筹集的近9000万美元资金被永久冻结。但Polkadot背后的团队确认他们有足够的资金用于区块链的开发。
2019年9月，Polkadot代码的早期版本Kusama在金丝雀网络上线。目前，Kusama和Polkadot是两个独立的区块链，开发者在DOT网络上发布新的更新之前，都会在Kusama网络上进行测试。
Polkadot 网络在设计时就考虑到了多阶段发布。区块链的第一阶段于 2020 年 5 月推出。DOT 区块链的主要功能 Parachains 于 2021 年 12 月推出。Polkadot 2.0 是对现有 Polkadot 的重大升级，已于 2024 年 5 月开始推出。
Polkadot 如何运作？
中继链是整个 Polkadot 结构的骨干，因为它将许多平行链连接到一个网络中。它具有多种功能，包括管理不同平行链之间的所有通信、在这些链之间提供安全通信以及验证整个区块链网络。此外，由于中继网络是第 0 层区块链，因此它不支持智能合约。
平行链是独立的区块链，拥有自己的一套规则、逻辑和环境。它们是与中继链并行运行的第 1 层网络，具有特定于应用程序的数据结构。这使得在网络内扩展成为可能，并允许平行链毫不费力地与其他链交互。此外，作为第 1 层区块链，它们支持智能合约并支持去中心化交易所、dApp、桥梁等的开发。它们还将区块数据中继到主网，这通常被称为中继链。
与依赖权益证明或工作量证明等共识机制的其他区块链不同，Polkadot 使用提名权益证明（NPoS）。NPoS 通过验证者、提名人和整理者帮助维护网络的安全。
验证者
验证者负责验证和保护Polkadot网络。他们验证平行链并确保区块按照规则构建。验证完成后，平行链被纳入中继链。所有平行链都验证完成后，他们就会验证中继链。要成为验证者，参与者需要质押大量的DOT，而成为验证者所需的数量将来可能会发生变化。此外，当中继链中添加新区块时，20%的区块奖励将作为奖励分配给验证者。
提名人
提名人是 Polkadot 共识机制的重要组成部分。他们选择一个可靠的验证者，他们认为该验证者将为网络的利益而工作，并将他们的 DOT 代币投资给选定的验证者。作为提名验证者的回报，他们会获得佣金。
整理者
收集者的作用包括从平行链收集交易并将它们组织成所谓的平行链区块。他们通过为每个平行链和中继链设置一个完整节点来实现这一点。这些平行链区块被传输给验证这些区块的验证者，然后这些区块被合并到中继链中。
Polkadot 跨链消息传递（XCM）
XCM 是 Polkadot 生态系统中的一个协议，旨在促进不同平行链（单个区块链）与外部网络之间的通信。它们使不同的区块链能够相互交换消息和数据，而不受状态转换函数和共识算法的限制。这使得平行链能够拥有自己独特的系统特性，同时能够以更高效、更安全的方式进行互连。
波卡2.0
Polkadot 2.0 是现有版本的升级，专门为解决 Polkadot 1.0 中的各种问题而开发。上一个版本存在许多问题，例如资源使用效率低下、出块速度慢、项目发展受限、由于插槽拍卖而产生的经济限制等等。为了解决这些根本问题并为项目注入新的活力，开发了 Polkadot 2.0。升级带来了新功能，例如，
异步支持
第一个新推出的功能是异步支持，旨在通过提高区块链的速度、可访问性和功能性来提高区块链的效率，同时又不失其安全性。在当前的 Polkadot 1.0 中，平行链的每个区块都必须依靠最新区块与收集人进行锚定，这被称为支持。然而，异步支持打破了这种循环，它允许收集人将平行链区块锚定在历史中继链区块上。这种方法使平行链不再局限于中继链，可以大大提高其效率和可扩展性。以前，需要等待很长时间才能创建一个块，但有了异步支持，一个块可以在 6-12 秒的速度下创建。此外，它还允许平行区块存储 2 到 4 倍的数据，这使得创建者可以开发大型应用程序而不必担心区块速度的延迟。
敏捷核心时间
在 Polkadot 1.0 中，要获得一条平行链，你需要通过拍卖来租赁它。这通常涉及质押大量 DOT，这对中小型企业来说是一个大问题。此外，平行链仅以 12 秒的间隔生成一个块，导致资源浪费，因为在流量较轻时可能会生成空块，而在流量较大时，块无法处理负载。Agile Coretime 通过确保在整个网络中有效分配区块空间资源来解决此问题。它消除了进入壁垒，允许小型企业少量购买核心时间，也允许批量购买。与新订单相比，续订订单优先，这有助于保护平行链免受任何价格波动的影响。
Agile coretime 的一个显著优势是可以激励持有少量 DOT 代币的持有者在网络中开发自己的平行链。由于不需要质押大额代币来租赁平行链，可以直接购买或租赁，代币的流动性将大幅提升。
弹性扩展
与当前的资源和权力分配相比，弹性扩展有助于网络以公平的方式在所有平行链上分配它们。这对于正在开发大型应用程序的平行链尤其有用，这些应用程序的工作量和数据量很大，需要区块链和核心时间的更多帮助来提高其可扩展性和效率。
结论
Polkadot 将自己标榜为区块链领域的游戏规则改变者，解决了一些最深刻的问题，例如可扩展性、互操作性和安全性。平行链和中继链结构允许区块链作为独立区块链运行，同时共享相同的安全性和互连性。在增强功能方面，Polkadot 2.0 带来了各种改进，例如异步支持、敏捷核心时间和弹性扩展。根据在 Polkadot 中观察到的发展，它有可能创建一个互联且去中心化的世界，从而使其成为 Web3 领域的游戏规则改变者。
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