Polkadot、Substrate 和以太坊

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波卡創始人 Gavin Wood 新作,講述了 Parity 在連線波卡和以太坊生態上作出的努力,並重點介紹了其中三個專案。從三年前 Polkadot 論文釋出以來我們就知道,與以太坊生態系統建立橋樑,以幫助擴充套件雙方的功能將是該網路的關鍵點之一,這一點沒有改變。當然,“以太坊” 在各種語境下意味著許多不同的東西,它的意思很大程度上取決於意圖和嚴格性。無論這個詞怎麼用,“以太坊” 至少不會指代當前的 “ETH主網”,這一點應該很少有人會爭辯。但是,有人會斷言,“以太坊” 意味著要排除任何其他網路,甚至包括那些 “官方” 批准的網路。波卡創始人 Gavin Wood 新作,講述了 Parity 在連線波卡和以太坊生態上作出的努力,並重點介紹了其中三個專案。從三年前 Polkadot 論文釋出以來我們就知道,與以太坊生態系統建立橋樑,以幫助擴充套件雙方的功能將是該網路的關鍵點之一,這一點沒有改變。當然,“以太坊” 在各種語境下意味著許多不同的東西,它的意思很大程度上取決於意圖和嚴格性。無論這個詞怎麼用,“以太坊” 至少不會指代當前的 “ETH主網”,這一點應該很少有人會爭辯。但是,有人會斷言,“以太坊” 意味著要排除任何其他網路,甚至包括那些 “官方” 批准的網路。在其他情況下,它包括官方批准的(根據以太坊商標的擁有者)後續專案/網路/分支,例如 Shasper。其中一些還包括 “非規範” 分支,例如以太坊旗幟下的原始 “經典” 鏈,但有些人反對這種說法。“以太坊企業聯盟” 行業組或以太坊開發組等組織的人,普遍認為 “以太坊” 是一個更廣泛的概念。包括基於以太坊的原始執行引擎(EVM)及其相關開發人員工具或與之相容的任何技術,比如  Ethermint、Hyperledger Burrow 和各種 Parity-PoA 網路等,這裡僅舉幾例。
無論如何定義以太坊,Parity 都一如既往地致力於支援和將 “以太坊” 橋接到 Substrate 和 Polkadot 。雖然我們正在將 Substrate 及其相關的智慧合約基礎設施,做成為世界上創造新區塊鏈和 dApp 的最強大、用起來最方便的框架,但我們絕對理解,有很多人喜歡在以太坊生態系統中創造,無論基於主網還是在更大範圍的開發社羣中。我們會盡最大努力支援這些團隊的建立和相互聯絡。我們的承諾涉及三個不同的專案,我想花一些時間來解釋:Substrate 中的波卡/以太坊公共網路轉接橋、Substrate / Parity-以太坊-PoA 橋和以太坊相容的 EVM 智慧合約執行模組。Polkadot /以太坊公共橋第一個基本上是 2016 年原始 Polkadot 論文中假定的軟體的一部分。該想法是在以太坊主網上建立智慧合約,該合約與 Polkadot 的 Grandpa finality 小工具保持同步,是一種 Polkadot 的 “超輕客戶端”。這促進了非常普遍的互操作水平,主要是針對以太坊鏈的原生代幣和預先存在的合同,這些合同提供了一些關鍵功能,而這些功能在 Polkadot 中是不可用的。從技術上講,這種智慧合約能夠分析新的區塊(特別是包含發往以太坊的訊息的區塊)並將其轉發到以太坊鏈中。Polkadot 平行鏈將包括以太坊的 “輕客戶端”,能夠檢查其 PoW 共識系統並解釋智慧合約收據,從而將以太坊的訊息轉發到 Polkadot 網路中。實現這些會有一些障礙,主要障礙是以太坊主網上非本地代幣的 gas 價格過高。在建立這樣的基礎架構(如 ChainX)方面已經有了一些早期的努力。但是,要正常工作並且沒有額外的驗證人/Staking 經濟,這將需要 Polkadot 的額外支援,特別是要求其驗證人以以太坊固有的格式提供最終性證明。Web3 基金會正在積極研究並指定為此設計,並且可以向希望追求實現結果的團隊(包括但不限於 Parity Technologies)提供贈款。
Substrate/Parity-以太坊-PoA橋但是對於某些專案,Polkadot / 以太坊的互操作性不太重要,因為它們無論如何都將無法部署到主網(由於可伸縮性問題)。儘管沒有在以太坊(1.0)主網上部署,但這些專案還是希望與以太坊生態系統保持高度相容,因為其中包括活躍的社羣、開發人員工具、支援和文件以及眾多可用的服務提供商在內的眾多因素。歸根結底,該網路處於令人垂涎的位置,在這裡 “沒有人責怪你選擇在以太坊上寫你的合同”,對此我們感到敬意,也為我們參與了這一創造過程感到自豪。為了支援這種觀點,我們將引入一個 Substrate 到 Parity-以太坊-PoA 的轉接橋,這與位於 xDAI 鏈核心的現有 Parity 轉接橋非常相似。在這種情況下,它沒有將任意的 Parity 以太坊鏈連線到以太坊主網,而是將其連線到 Substrate 模組(並擴充套件為 Polkadot)。在這種情況下,以太坊-PoA鏈仍將需要管理其自身的安全性(以這種方式使其與 Cosmos 的 Ethermint 的價值主張沒有很大的不同)。以太坊-PoA鏈將使用快速 Aura 共識演算法(或較慢的基於 PBFT 的 “即時確定” 共識),並受益於久經考驗的 Parity 以太坊程式碼庫,該程式碼庫具有多年的最佳化和調優功能以及各種其他企業級功能,包括秘密儲存整合和合同狀態加密。在這種情況下,所需的基礎架構要簡單得多:我們在 Parity Ethereum 程式碼庫中引入了一個特殊的預編譯協定,該協定能夠高效且無狀態地驗證 Grandpa 的確定證明(消除了非原生代幣的 gas 成本問題)。藉助橋接合同(將由 Parity 先前存在的 PoA 橋接系統改編)和區塊轉發器(同上),唯一需要的附加元件是充當 Ethereum / Aura-PoA 輕客戶端並可以理解和轉發訊息的 Substrate 模組。該專案的工作已經開始,我們預計在今年年底之前會出原型。因此,該專案將允許任何基於 Parity Ethereum 的安全私有鏈或 PoA 以太坊鏈可以完全訪問同級 Substrate 鏈(作為最終的升級路徑)或 Polkadot 社羣(以使用 Polkadot 的資源並與其他專案互操作)。Substrate EVM
還有一些專案喜歡 Substrate 以及它帶來的所有功能和靈活性(例如 off-chain workers、SRML、可擴充套件的交易、基於 Rust 的智慧合約、元協議管理、一鍵式升級等),但是誰需要為他們現有的 Solidity 程式碼庫升級的路徑,在某些情況下這確實是非常重要的。我們自己的基於 WebAssembly 的 “Substrate 合同” 模組及其各種工具,包括 Ink!。基於 Rust 的 EDSL 是我們著手進行的事情,其原因有很多:LLVM 的 WebAssembly 後端意味著許多通用語言(C、C ++、Rust、Go 和其他語言)可以輕鬆地用於 Wasm。諸如直譯器和編譯器、偵錯程式、位元組碼分析器和庫之類的大量工具意味著可以大大改善開發環境,而且有了 Ink! 我們還獲得了 Rust 語言的測試、文件和正確性功能。此外,透過拋棄已有五年曆史的以太坊執行模型,我們既可以簡化和加快程式碼庫(透過消除有缺陷或過分審慎的 EVM 操作碼),又可以在執行環境中提高經濟效率(例如將程式碼上傳與例項部署分離並引入基於存款的狀態租金)。就是說,現實表明有時功能、效能和清楚程度必須在相容性面前讓步。為此,我們將推出 Substrate EVM。這是一個 Substrate SRML 模組,將以太坊相容執行環境 “本地” 引入到 Substrate 中。本質上,這使你的 Substrate 鏈可以承載絕大多數以太坊狀態轉換功能。可以將現有的 Solidity / EVM 程式碼部署到此環境中。與 Substrate 其餘部分的互操作(即呼叫其他模組,在其他帳戶之間進行轉賬和使用鏈間訊息傳遞功能)是透過專門引入的 “預編譯合同” API進行的。將其視為單個 SRML 模組中的整個以太坊區塊鏈,可以整合到你的自定義區塊鏈的其餘部分中,可以稱之為區塊鏈虛擬化層。這項工作已經開始,我們還希望在未來幾周內準備好 MVP。此外…我們也越來越有興趣支援現有的工作,以開發用於 Solidity 編譯器的 WebAssembly 後端,該後端與 Substrate-Contracts 執行模型相容。如果正確實施,這將允許將現有的 Solidity 智慧合約(已授權部署到以太坊鏈中)直接部署到 Substrate-Contracts 鏈中。
實際上,在此模型中,沒有什麼可以阻止同一 Substrate 鏈同時具有 EVM-Contracts 模組(用於執行原始 Solidity / EVM 程式碼)和 Substrate-Contracts 模組(用於執行 Solidity / Wasm 或Ink!Wasm 程式碼)。兩者之間可以互操作,甚至可以將訊息釋出到橋接過來的單獨的 Parity-Ethereum 鏈上,或者如果部署為平行鏈,則可以傳播到包括 Ethereum 主網在內的更廣闊的 Polkadot 社羣!目前,我們主要關注開發和強化 Polkadot 1.0 的最終核心元件,因此,我們無法始終像我們希望的那樣將大量的開發時間用於這些專案。就是說,Polkadot 的存在理由是將具有多種技術假設的截然不同的專案整合在一起。以太坊社羣是地球上最重要的開發人員社羣,擁有最自由的思想家和最有意義的發展 —— 忽略這一點是短視的表現。經過兩年的漫長髮展,Polkadot 和 Substrate 的核心基礎架構已經日趨成熟,我們真的可以開始考慮構建外圍部件,並使世界變得多樣化,讓連線鏈成為現實。有關 Polkadot 和 Substrate 的更多資訊,請訪問 Polkadot 網站或 Substrate 網站。你可以在 Github PR 上檢視 Substrate SRML EVM 模組的狀態,或者在我們在 Github 儲存庫中跟蹤 Ethereum-PoA / Substrate 橋的開發進度。原文:https://medium.com/@gavofyork/polkadot-substrate-and-ethereum-f0bf1ccbfd13翻譯:KIKO

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