POL:HashKey：詳解 Polkadot 技術、治理、應用與平行鏈進展_POLK

平行鏈的卡槽拍賣是Polkadot近期最值得期待的活動，但是平行鏈模式的可持續性還有待觀察。

原文標題：《Polkadot最新進展：技術、治理與應用》撰文：崔晨，就職于HashKeyCapitalResearch審核：鄒傳偉，萬向區塊鏈與PlatON首席經濟學家

本文對Polkadot主網上線以來的進展進行了總結與分析。在技術上，Substrate更新到了2.0版本，Polkadot平行鏈功能也即將上線。在治理上，Polkadot的鏈上治理已經開啟，但是大戶權力大和公眾投票率低的問題仍然存在。在生態應用上，已經有近百個基于Substrate開發的項目，其中最多的在DeFi領域。平行鏈的卡槽拍賣是Polkadot近期最值得期待的活動，但是平行鏈模式的可持續性還有待觀察。

2020年5月底Polkadot上線了首個候選鏈，開始了主網啟動的第一步，之后按照流程迅速推進。6月份Polkadot網絡轉為了NPoS，意味著DOT持有者可以進行staking。7月份取消了Web3基金會Sudo權限并開啟了鏈上治理功能，將Polkadot的治理權交給社區。8月份通過提案開啟了DOT轉賬功能，未來也將通過提案開啟其他核心功能，例如平行鏈拍賣和XCMP等。

在Polkadot逐步走向正軌的過程中，很多應用加入了Polkadot生態。據PolkaProject網站統計，截至11月20日，與Polkadot相關項目的數量為296個。目前Web3基金會資助了超過100個項目，它們絕大多數都與Polkadot或Substrate相關。本文重點關注Polkadot近期尤其是上線之后的進展，共分為技術進展、治理狀況、生態應用和卡槽拍賣四個部分，最后對Polkadot的進展進行總結與分析。

技術進展

Substrate2.0

Polkadot是一種異構的多鏈架構，采用中繼鏈加平行鏈的形式進行跨鏈，讓鏈與鏈之間進行交互并提高可擴展性，這其中Substrate框架扮演了很重要的角色。Substrate可以理解為通用的集合各種功能的模板，開發者可以選擇調用不同的模塊以節約開發時間。Substrate擁有多層架構，讓開發者有足夠的自由來選擇。除了可插拔的功能選擇外，無分叉的runtime升級也是Substrate的優勢。一旦runtime升級獲得通過，runtime所處的WASMBlob就會更新，網絡中的節點將自動同步并遵守新規則，不會出現比特幣或以太坊網絡中的硬分叉情況。Polkadot和生態中的大部分應用都是基于Substrate搭建的，使用Substrate構建的區塊鏈可以很容易地與Polkadot進行跨鏈，否則需要通過轉接橋。

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2020年9月，Substrate上線了2.0版本，增加了70多個pallet和鏈下工作機功能。pallet的增加意味著可供開發者選擇的功能變多，包括pallet-contracts、pallet-democracy、pallet-evm、pallet-treasury等，它們分別在智能合約、鏈上投票、虛擬機遷移和國庫等方面為開發者提供便利。

鏈下工作機可以將鏈外數據安全高效地集成到鏈上，通常這是預言機的工作，但傳統預言機會存在安全、可擴展性和結構效率方面的缺陷。鏈下預言機允許長時間或者不確定結果的任務運行，例如web請求、對數據的加密解密和簽名、隨機數生成等，這些任務的執行時間可能比區塊時間要長。出于安全考慮，鏈下工作機在沙盒環境中運行，它們會通過一組API與外部通信。

圖1：鏈下工作機的原理，圖片來源：substrate.dev

Kusama測試網

在Polkadot最初的路線圖中，主網原計劃在2019年第四季度上線，但因為種種原因一再推遲。取而代之的是Polkadot的測試網Kusama在2019年8月就已推出，并在同年10月就上線了Staking和鏈上治理等功能。

與其他區塊鏈主網不同的是，Kusama測試網在Polkadot主網上線之后仍然存在，充當先行網絡的角色，Kusama的代幣KSM也保留了下來，功能和DOT類似。具有風險的功能在上線主網之前，會在Kusama網絡上運行反饋，例如即將上線的平行鏈卡槽拍賣，會先上線Kusama進行實際測試之后才會在Polkadot上啟動。在治理設置上Kusama要快于Polkadot，Kusama上提案通過后7天就可以進行部署，由于上線較早而且治理時間短，目前Kusama上的提案和驗證節點的數量都多于Polkadot主網。

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一些項目也會在上線Polkadot之前，先上線Kusama部署試驗。例如一些項目會選擇先在Kusama上進行卡槽拍賣，由于KSM的價值要少于DOT，所以在Kusama運行的成本要更少。Kusama與Polkadot功能基本一致，未來會在應用場景上有所區別。Polkadot創始人Gavin曾提到Polkadot未來更適用于企業級應用，Kusama適合創新實驗或初創團隊使用。

表1：Kusama與Polkadot的對比

由于Kusama的卡槽拍賣會優先推出，所以Kusama測試網在未來一段時間內的關注度將不亞于Polkadot主網。

Rococo測試網

平行鏈作為Polkadot最關鍵的功能之一，目前仍處于開發階段，還未正式上線，Rococo則是專為測試平行鏈而推出的測試網。Rococo測試網采用PoA授權證明，由ParityTechnologies控制。目前Rococo上線了平行鏈V1.0版本，意味著距離主網平行鏈上線又近了一步。

治理狀況

概況

《對Polkadot治理機制的研究》一文已經對Polkadot的治理機制進行了詳細討論，這里只做簡單說明。Polkadot的治理通過鏈上完成，除了緊急提案外，必須要經過全民公投通過后才可執行。公投的內容可以由公眾提出，也可以由理事會提出。在公眾提案中，得到最多支持的提案會參與公投。在理事會議案中，全員通過或多數理事會成員通過的議案可以參與公投。技術委員會可以和理事會一起提出緊急公投，只能在緊急情況下使用。普通的公投每28天進行一次，公眾提案和理事會議案輪流進行公投。

在投票后，投票者的DOT會在執行延遲期內鎖定，投票者也可以自愿增加DOT的鎖定時間，以增加投票權重。公投后的票數統計方法共有三種，根據提案或議案的方式進行選擇。公共提案采用正投票率偏差方式，全員贊成的理事會議案采用簡單多數方式，多數成員贊成的理事會議案采用負投票率偏差方式。為了防止鏈上投票率低引起的操縱問題，Polkadot還引入了自適應仲裁偏差規則，也就是當投票率較低時，贊成或反對人數比例要更高，提案才能夠通過或否決。

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在Polkadot治理模型的設計中，理事會是通過投票產生的，處于公投投票和staking狀態的DOT仍可以用來選舉理事會成員，處于staking狀態的DOT也可以用來進行公投投票，所以進行Polkadot鏈上治理投票不會影響staking收益，但是會鎖住流動性，不可進行轉賬交易。

提案內容與投票

目前Polkadot共進行了13次公投。在正式開啟鏈上投票之前，Polkadot曾發起了一次關于DOT拆分的投票，最終結果是DOT被拆分100倍。0號提案于7月20日開啟，內容為取消sudo模塊，隨之而來的1號提案是開啟轉賬功能，完善主網功能。2號提案為公眾主導的增加驗證人數量，4號提案由于沒有在polkassembly添加信息而被取消，10號提案是強制轉賬，其余大多是理事會主導的技術升級以及增加驗證人數量。

圖2：Polkadot的公投提案結果，圖片來源：polkadot.subscan.io

上圖是Polkadot瀏覽器對目前已經啟動的鏈上治理進行的總結。可以看出，投票要求采用絕對多數贊成方式進行的投票很難得到通過，也就是由公眾提案發起的公投要比由理事會發起的公投更難通過，這與Polkadot上的投票率較低有關。以第10號公投和第11號公投為例，第10號公投是強制轉賬，被詐騙的用戶希望追回贓款。這項公投是由公眾提案發起的，最終贊成與反對數量分別為827萬和451萬，贊成率達到了64.7%，投票率為1.26%。Polkadot的正向自適應仲裁偏差規則是當投票率為75%時，贊成率66%以上才可以通過，很明顯第10號提案沒有達到要求絕對多數贊成的要求，所以最終沒有通過公投。

圖3：Polkadot的自適應偏差模型，圖片來源：polkadot.network

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11號提案的內容為技術升級，是由理事會全員通過提出的議案，最終贊成數量為17萬，反對為0，投票率是0.017%，贊成率是100%，在簡單多數的規則下通過了公投，但同樣存在投票率低的問題。如果未來投票率依舊較低，那么公眾提案如果要得到公投通過，就要達到幾乎全員贊同的程度。在Kusama測試網上，最近的總體投票率也均在個位數，說明縮短治理時間沒有帶來投票積極性的提高。

這種自適應的投票規則毫無疑問地提高了利益相關者與系統的關系，投票率也與公投內容與合理性有關，但這種方式是否公平以及是否加劇中心化程度還有待觀察。

生態應用

雖然Polkadot主網的功能還未完善，但生態中已經涌現了許多應用。根據PolkaProject統計，與Polkadot相關的項目已經達到了近300個，包括基于Substrate開發的項目、工具、論壇、錢包等。在所有基于Substrate開發的項目中，又可以細分為資產橋、隱私、DeFi、NFT等領域。下圖是PolkaProject總結的Polkadot生態總覽。

圖4：Polkadot生態總覽，圖片來源：PolkaProject.com

這些項目中有一些受到過Web3資助，經常在公開場合被提及，下表是其中的典型項目。

表2：Polkadot生態項目簡介

總體上可以看出，Polkadot的相關應用主要集中在DeFi，這也是目前全行業最熱門的領域，其他的有數據、隱私和資產橋類。相對于其他公鏈平臺，Polkadot幾乎沒有關于游戲、預測和社交類的應用，這與Polkadot剛上線有關，也因為有些應用在其他公鏈上已經證偽或是跨鏈意義不大。在DeFi領域，流動性釋放和DEX是最熱門的板塊，Polkadot中的DOT鎖定流動性有多種方式，包括Staking、治理和卡槽拍賣，所以存在釋放流動性的需求，DEX則是在鏈上進行價值交換必備的應用。

BTCC礦池發布公告稱合作伙伴HashCloud上線第二批五一特別版云算力:BTCC今日發布公告稱，云算力品牌HashCloud哈希云 (以下簡稱HashCloud) 于2018年4月2日上線首批云算力產品后，反響火爆。應市場需求，HashCloud將于今日(UTC時間4月25日)，上線第二批云算力產品——五一特別版，限量發售。[2018/4/25]

目前Polkadot的生態應用幾乎全部都需要基于平行鏈開展業務，沒有上線主網的應用還需要Polkadot中繼鏈上的驗證人保證安全，所以這些項目都要參與平行鏈的卡槽拍賣。

卡槽拍賣

Polkadot作為一個異構多鏈的區塊鏈，中繼鏈和平行鏈都是Polkadot中關鍵角色，中繼鏈負責各平行鏈的安全，目前平行鏈還沒有上線，預計在今年底或明年初上線測試網Kusama。

拍賣方式

Polkadot的網絡資源是有限的，目前最多支持100條平行鏈，想要使用平行鏈則需要項目方租用平行鏈卡槽。租用卡槽需要鎖定DOT，等待租期結束后釋放。卡槽由Polkadot官方依次放出，每隔一段時間開放一個，時間間隔不固定。項目方將使用拍賣的形式決定卡槽的租用權利，每個卡槽的租期為2年，以半年為拍賣周期，有6個月、12個月、18個月和24個月的時段可以選擇，項目方可以對第7-12個月，也可以對第13-24個月進行出價。

系統會計算各個時間段的租金總金額，整體租金出價最高一個或多個項目方才能拿到卡槽。也就是如果兩個項目方分別選擇在第一年和第二年使用拍賣的總金額要高于第三個項目方使用兩年的拍賣金額，那么這個卡槽會由這兩個項目方使用。拍賣將采用蠟燭式拍賣的形式，結束的時間不固定。在卡槽拍賣中，策略和鎖定DOT的數量同樣重要。

項目方的準備

對于項目來說，基于Substrate框架構建并不意味著就可以成為Polkadot的平行鏈，同樣需要租賃平行鏈卡槽。租賃鎖定的DOT會在租賃期結束后返還，所以租賃成本只是DOT的機會成本。Polkadot允許其他人為項目方存入DOT，幫助項目方在拍賣中勝出，這就需要項目方設置有效的激勵方式吸引DOT持有者。

一般來說，項目方會將自己的token獎勵給幫助其進行平行鏈拍賣的用戶，這也叫做平行鏈釋放發行。同樣對于用戶來說，參與PLO的成本為鎖定DOT的機會成本。目前DOT的場景有Staking、治理、交易和平行鏈租賃，未來還會有一些應用場景。對于DOT的長期持有者來說，如果項目方給與token的價值要高于參與staking或者某些DeFi的收益，會是比較有利的。

在官方信息中，最初的平行鏈除了以拍賣的方式分發之外，Web3也會贊助一些公益鏈，包括含有基礎設施或者轉接橋的鏈。例如與智能合約相關的平行鏈，在卡槽使用上可能直接得到Web3的幫助。如果沒有成功拿到卡槽，還有幾種方案可以參與跨鏈，使用平行線程和部署到其他已經拿到卡槽的平行鏈上，如果已經擁有自己的主網，還可以通過跨鏈橋轉接到Polkadot上。

思考與總結

以上討論了Polkadot主網上線以來的進展，在技術方面，Polkadot更新了Substrate2.0，在Kusama和Rococo測試網上都有相應的技術進展。在治理方面，Polkadot正式開啟了鏈上治理方案。生態應用的數量有所突破。與此同時，Polkadot作為最受期待的公鏈之一，市場熱度一直維持較高水平，DOT的價格變化也可以反映出來。

以太坊2.0和Cosmos是經常與Polkadot比較的兩個項目。以太坊2.0解決的是可擴展性問題，采用了和Polkadot結構類似的分片模型，由信標鏈加分片鏈組成。Cosmos則專注跨鏈領域，具體實現方式與Polkadot不同。目前以太坊2.0至少還有兩年的開發時間，Cosmos的社區熱度和應用數量都有待提高，相對來說Polkadot還是落地程度比較高的項目。

但是，根據目前Polkadot的進展，還有一些有待解決的問題。在目前的治理方案中，大戶權力過大和公眾投票積極性不高的問題依然存在。理事會由投票選出，此投票與公投和staking不沖突，也就是大戶可以選舉出符合自己意愿的理事會成員，再用自己手中的DOT參與公投。雖然這種方式可以讓治理結果表達最大利益相關者的意愿，但會引起治理的中心化問題。此外，在公投投票中，DOT持有者的投票率很低。在Polkadot中，staking與治理投票互不影響，目前staking的質押率在70%左右，但公投的投票率卻在個位數左右。投票率低會影響治理的分布式程度，也無法真實地反映所有人的意愿。這可能由于投票的重復操作太復雜，也可能由于用戶對提案內容不了解，無法做出選擇。這就需要Polkadot社區內成員加強對治理方式和內容的理解，讓治理發揮最大作用。

Polkadot平行鏈的上線是未來社區里的大事，平行鏈的卡槽將采用租賃的方式，意味著絕大多數波卡項目都要付出成本換取Polkadot上的跨鏈資源，所以借助Polkadot中繼鏈安全性進行平行鏈發行的門檻提高了很多。對于大部分項目來說，只有能夠支付得起租賃跨鏈資源成本的項目方才可以借助Polkadot的安全性，否則要自行部署節點，這會增加早期項目的啟動難度。目前項目方采用的PLO解決方案會存在可持續性的問題，如果token分發完畢后，則必須采用其他方式吸引用戶協助拍賣，項目方token在平行鏈上線后的價值捕獲能力也存在風險。在平行鏈插槽拍賣競爭激烈的情況下，項目方必須在上線前進行大面積宣傳活動，冷啟動在Polkadot生態中將很難存在。如果未來競爭激烈的話，出于對跨鏈資源的爭奪，項目在上線前就會出現“優勝劣汰”的局面。。

不過在Polkadot上存在有其他的跨鏈方案，例如平行線程或者集成到其他擁有平行鏈卡槽的項目中，也可以選擇在Kusama網絡發行來降低成本。目前平行鏈和平行線程的可用程度的區別，以其他方式跨鏈對團隊的負擔還需要在上線后持續觀察。

Polkadot和測試網的Kusama功能差別不大，所以追求不同穩定性的團隊會有不同選擇，但是會造成用戶和社區分散的情況。雖然兩者在技術升級時不會產生分叉，但在最開始兩個社區就分隔開來，這在隱形中造成了社區的分裂。

Polkadot的目標為平臺的平臺，公鏈之間的跨鏈是其解決的問題之一。對于公鏈來說，默認的跨鏈問題只存在于主流公鏈之間，目前的解決方案不斷出現，Polkadot如何在眾多跨鏈解決方案中勝出是有待觀察的。Polkadot還有提高單鏈性能的優勢，現在同樣存在多種提高性能的方案，例如layer2網絡，Polkadot發揮的作用也需要時間考驗。

Polkadot在企業平臺與公鏈、企業平臺與企業平臺之間跨鏈的想象空間比較大，但是跨鏈的成本與意義也需要進一步考察，《連通公鏈和聯盟鏈的研究》中也有討論，目前聯盟鏈與公鏈之間的連通需求并不急迫。

以太坊

以太坊

開放的分布式區塊鏈應用平臺，通過其專屬加密貨幣Ether以太幣提供去中心化的虛擬機，處理點對點合約。允許任何人建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用，沒有任何欺詐、審查、第三方監管。以太坊的概念首次在2013至2014年由維塔利克·布特林VitalikButerin受比特幣啟發后提出，旨在共同構建一個更全球化、更自由、更可靠的互聯網。以太坊EthereumETHERCERCERC20ERC721ERC以太坊查看更多波卡

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