上一篇文章我們講述了polkadot波卡的創始人以及區塊鏈技術polkadot。
如果你關注了 polkadot 的進展狀況，你可能會經常看到“substrate”這個詞。它是 polkadot 專案的重要組成部分。
貝數區塊鏈覺得，如果沒有跨鏈技術，搭建在以太坊的區塊鏈根本無法調取其他區塊鏈的資料也就無法執行智慧合約，同樣無法實現跨鏈轉賬。封閉的區塊鏈本質上不是去中心化，只有實現跨鏈，整個區塊鏈網路形成的網際網路才是真正的區塊鏈。換言之，沒有跨鏈技術，區塊鏈不可能全面應用於生活。
substrate：最好的區塊鏈搭建工具
substrate也是一個來自polkadot的專案，一個擁有許多可互操作區塊鏈的更大的視野。substrate不僅助力區塊鏈的搭建、也能搭建所有連線到公共網路的所有區塊鏈。substrate希望在未來能成為區塊鏈創新者的絕對最佳平臺，也是任何正在考慮構建區塊鏈的人的自然選擇。
為了有效地為波卡生態系統構建許多不同（異構）的區塊鏈，parity的開發人員將構建區塊鏈所需的所有功能放入名為 substrate 的框架中，這個想法是在把所有在以太坊和比特幣開發過程中學到的東西，儘可能地用來簡單輕鬆地去建立一個區塊鏈。
substrate 不是波卡。儘管 substrate 可以為波卡非常容易地構建區塊鏈，但波卡網路中的區塊鏈不需要使用 substrate 也可以。即使你不想把你的區塊鏈連線到波卡，你依然會發現 substrate 是一個非常好用的框架，它可以用來建立最先進的區塊鏈。
2019年3月，在紐約的consensus大會上，polymath宣佈了一個底層區塊鏈的開發工作。該區塊鏈名叫polymesh，是一個從頭開始設計的公鏈。該公鏈將賦能合規的通證化資產並改變我們對規範市場中證券的思考。這個公鏈是基於parity substrate這一優秀的框架構建的。
polymath能幫助人們更便捷地建立和管理證券型通證。平臺簡化了建立證券型通證的複雜技術，希望將數萬億美元級的金融證券市場帶入區塊鏈領域。
substrate的核心理念是使區塊鏈的狀態轉換功能（state transition）的開發儘可能靈活和容易。該層稱為“substrate runtime”- 執行鏈邏輯的函式程式碼。substrate內建構建區塊鏈所需的所有核心元件分別是：資料庫、聯網、交易佇列、共識。
substrate runtime被劃分為多個單獨的邏輯元件 (logical components)，這些邏輯元件稱為runtime模組。 模組可理解為整個搭建系統的“外掛”。模組都預先安裝在substrate裡，在模組庫裡選擇自己需要的就能匯入到自己的區塊鏈搭建框架裡。
例如“餘額”模組，用於管理鏈的幣種； 例如“民主”和“選舉”，用於設定決策和治理機制。再例如，“合同”模組，能一鍵將這條鏈的功能轉換成智慧合約平臺。
如果你想使用substrate來構建一個新專案，你所要做的，就是在你的程式碼中實施非常少量的hooks函式，然後你就可以免費獲得：
1.共識，終結性和區塊投票邏輯。即使你並不是在構建一個密碼貨幣，這也是可取的，這意味著你可以免費獲得拜占庭容錯共識。因此，即使系統中的部分節點被攻破了，或者轉為了惡意節點，系統也能夠繼續正常工作；
2.一個高效的、確定性的沙盒webassembly runtime（應用的執行環境），它可用於執行智慧合約，甚至執行其它基於substrate的專案。polkadot團隊堅信使用webassembly runtime的好處，這樣做你就可以利用全球開發社羣為其建立的各種工具；
3.能夠在瀏覽器中無縫執行節點，它可與任何桌面或雲節點進行通訊；
4.跨平臺的資料庫和檔案儲存抽象，甚至它可以在瀏覽器中運作;
5.無縫客戶端更新，任何可能影響共識的更新，都是透過將程式碼編譯到webassembly，並將其部署為網路上的另一條訊息來處理的。不僅如此，你還可以儲存自己希望的多版本的共識程式碼，並且substrate將處理相關複雜性，確保正在執行的本機程式碼與當前部署的webassembly程式碼保持一致。
6.當polkadot網路正式上線時，你可以立即將自己的專案與polkadot網路無縫對接。
另一個substrate的強大功能是它的無分叉升級。公鏈的治理和分叉使很多機構在擁抱區塊鏈時產生顧慮。畢竟有爭議的分叉會帶來嚴重的風險，也會迫使機構花費資源設立風控小組去應對這一問題。
跨鏈專案有很多，憑什麼認為波卡具有更大的優勢？
polkadot是自己提供記賬賬本，讓全世界都用自己的賬本，從而使得所有的區塊鏈專案實現資產互換；波卡被連線的鏈叫平行鏈（對應於zone），平行鏈主要負責資料的運算和交易資訊的處理。透過多條平行鏈，就可以完成區塊鏈的橫向擴充套件，也就是解決區塊鏈的效能問題。連線平行鏈的鏈叫中繼鏈（對應於hub），中繼鏈是波卡（polkadot）的一箇中心，最主要的功能是驗證各個平行鏈給出來的區塊，並給出最終確定性的證明。
中繼鏈：中繼鏈負責維持各個平行鏈的共識，確認（拍板）各個區塊的最終性，以及整個 polkadot 的治理。
就好比是一個政務大廳的系統，連線著各個部門（平行鏈），各個部門負責把業務記錄和辦理，最終稽覈及確認業務以及傳遞資訊到其他部門都是交給政務大廳來處理的。
平行鏈：平行鏈是獨立而平等的區塊鏈生態。與一般的區塊鏈不同的是，區塊的確認和生態的治理都交給中繼鏈來完成了。
就好比之前政務大廳的例子，平行鏈是各個部門，他們都有各自不同的功能，但是他們沒有必要每個部門單獨做一套系統，他們直接用政務大廳的系統就行了（中繼鏈確保各個平行鏈的共識統一）。只不過這套系統是去中心化的。
轉接橋：轉接橋是一種特殊的平行鏈，作用是將現存的一些不能直連的連結入中繼鏈。
橋就是轉換器，好比 polkadot 是蘋果系統，它的連線線也是蘋果系統的介面，而其他的鏈就好比是安卓的裝置，是 usb3.0的介面，要想連線到 polkadot 上，就需要一個蘋果-安卓轉換頭才能連上，而這個轉換頭就是橋。
波卡連線了從通用鏈到特定應用鏈的一系列區塊鏈，以建立支援更高階應用程式的平臺。一些利用跨鏈任意訊息傳遞的此類高階應用程式的示例：
1.將現實世界的資料上鍊的預言機（oracle）服務
2.在多個應用程式中連結使用者身份的身份管理系統
3.去中心化交易所的 order books 和託管
4.從其他網路或控制器接收訊息的物聯網（iot）網路
5.跨鏈智慧合約通話
6.私有鏈和公有鏈之間的訊息傳遞
平行鏈 （parachain）的作用
平行鏈的主要目的是開發具體的實用性功能。因為共識、治理和訊息路由都由中繼鏈支配了。所以平行鏈執行會非常的簡單和安全。只需要專注於自己想要開發的業務功能而開發。
比如 chainx 平行鏈就只需要和現在執行的 chainx 鏈雙方做輕節點跨鏈， 就可以把 chainx 中對接過的任何數字貨幣跨到 polkadot生態，供 polkadot 生態中的任意平行鏈使用。
中繼鏈（relay chain）的作用 :
1.整個 polkadot 共識的管理：
polkadot 中的所有鏈（包括中繼鏈和平行鏈）的共識節點都是由 中繼鏈 統一管理分配和排程。平行鏈只需要透過固定介面向中繼鏈註冊資訊，
中繼鏈稽覈確認後，就可以隨機分配一部分共識節點給該平行鏈，來維護該平行鏈的安全。
2.polkadot 中訊息通訊的路由：
中繼鏈會管理全域性平行鏈的路由表， 以便各個平行鏈之間的訊息可以互相串通。
3.全域性治理：
中繼鏈是持幣使用者主要 staking 的物件，持幣使用者可以透過民主投票，參與整個 polkadot 生態的治理。如 （系統升級，作惡懲罰）
polkadot是如何解決擴充套件性的？
1. 一個主鏈可以掛各種平行鏈，平行鏈透過轉接橋可以接進來。
2.平行鏈的安全性可以集中到主鏈中，形成一個安全池。
3.各個平行鏈之間可以透過中繼鏈互相連通，包括智慧合約的呼叫。
在 polkadot 網路**有兩種不同的共識，分別為 grandpa和 babe。之所以會有兩種不同的共識是由於 polkadot 採用了混合共識的方式。這裡混合共識將區塊的產生和區塊的最終確定分離開來，其中babe 共識用於區塊的產生，grandpa 共識用於區塊的確定。babe是基於插槽的演算法。它把時間分成幾個時間段，每個時間段都分成多個時間間隙。在polkadot中，我們目標區塊的時間間隙時長為六秒鐘。babe將選擇一個（或多個）作者在每個插槽中建立一個區塊。
由grandpa來確定終端鏈和babe來建立了新的區塊。自從單個插槽可以有多個負責人，因此babe的某些鏈就會產生分叉。
選擇最佳延伸鏈的第一條規則很簡單：babe必須建立在grandpa最終確定的鏈上。這是使用grandpa的要求之一。
使用grandpa的第二個更微妙的要求是區塊生產演算法必須具有選擇“最佳”鏈的方法。此屬性導致babe具有概率確定性（因此可以在不使用grandpa的情況下使用它）。
最好的鏈在babe只是由原創者建立的最多區塊的那條鏈。
polkadot當前的目標是新一輪公募的籌備，新westend測試網的除錯，一個新的中繼，新的實驗場所，直到網路的穩定。最初的平行鏈可能是系統實用程式。（中繼鏈的解除安裝功能等）
分層中繼鏈（“無限可擴充套件性”或polkadot 2.0）將在今年進行初步研究，並於明年開發，並於2022年第一季度進行初步部署。
polkadot最大的風險，就是未來是否會出現很多價值孤島。如果有價值的島太少，那跨鏈就會顯得很雞肋。這也是所有跨鏈專案共同面臨的問題。
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