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Polkadot
Polkadot 是一种网络协议，能够跨区块链传输包括代币在内的任意数据。这使得跨链注册和跨链计算成为可能。它能够在公共、开放、无许可的区块链与私有、有许可的区块链之间传输数据。这使得开发能够利用私有区块链中的许可数据并在公共区块链上运行的应用程序成为可能。[3][1]
Polkadot 旨在让个人能够从第三方手中重新夺回对其数字信息的控制权，从而建立一个数据不受中央机构和互联网巨头控制的安全网络。它为第 1 层 (layer-1) 区块链的发展提供了基础，可能催生新的商业模式、服务、组织、社会和经济。Polkadot 旨在通过提供一种让不同区块链在可扩展生态系统中连接的方式，并促进安全的跨链通信，从而进一步挖掘区块链技术的潜力。[2][3]\
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历史
Polkadot 白皮书由 Gavin Wood 博士于 2016 年发布，他是以太坊的联合创始人、前首席技术官以及 Solidity 语言的创造者。他与 Robert Habermeier 和 Peter Czaban 共同创立了 Polkadot。Habermeier 是 Thiel 研究员，也是 Rust 社区成员，拥有区块链、分布式系统和密码学背景；[24] Peter Czaban 是 Web3 基金会的技术总监，拥有牛津大学工程硕士学位，并在国防、金融、数据分析、机器学习和业务开发方面拥有深厚背景。[3]
2017 年，Wood 博士共同创立了 Web3 基金会，旨在研究和开发包括 Polkadot 在内的去中心化网络技术。正如白皮书所述，承担了 Polkadot 核心技术大部分开发工作的 Parity Technologies，[10] 是由 Wood 博士和前以太坊安全负责人 Jutta Steiner 共同创立的。[5]
2019 年，Polkadot 代码库的首个版本 Kusama 作为未经审计的“金丝雀”网络发布。Kusama 作为 Polkadot 技术的测试平台，拥有独立的经济激励机制。Kusama 网络是独立的，并由其自身的去中心化社区管理。[5]
2020 年 5 月，Polkadot 创世区块作为权威证明（PoA）网络启动，由单个 Sudo（超级用户）账户控制治理。随后，验证者加入网络并表达了参与共识的意愿。2020 年 6 月，网络演变为权益证明（PoS）网络。Sudo 模块于 2020 年 7 月被移除，将链的治理权移交给代币（DOT）持有者，并由去中心化的验证者社区保障网络安全。[3][5]\
概述
Polkadot 在其 主网 启动过程中采用了多阶段推出策略。在第一阶段，Polkadot 作为一个权威证明 (PoA) 平台运行，由来自 Web3 基金会的六个验证者管理网络。[6]
2020 年 6 月，权益证明 实施的第二阶段启动，这使得 DOT 持有者能够申请验证者席位并获得质押奖励。第一届验证者选举在此阶段举行。[6]
2020 年 7 月下旬，Polkadot 的治理系统通过第 3 和第 4 阶段启用，期间选举产生了理事会和技术委员会，并开始接受公共提案。2020 年 8 月，最后阶段批准了 DOT 代币 的余额转账。[6]
Polkadot 使用一种允许专业链/网络与其他专业链/网络交换消息和通信的技术。Polkadot 技术包含四个核心特性：[2]
中继链 (Relay Chains)
中继链是 Polkadot 的核心链，使用 Substrate [9]（Parity 开发定制区块链的框架）构建。它构成了 Polkadot 不可或缺的一部分，负责网络的共享安全、共识和跨链互操作性。中继链提供有限的交易类型，包括与治理机制交互和参与共识的方式。它的设计旨在保持最小化功能，其主要目的是保护和协调整个系统。所有 Polkadot 验证者都在中继链上质押原生代币 (DOT)，并验证来自连接的平行链的交易。[2]
平行链 (Parachains)
Polkadot 平行链是连接到中继链的独立 Layer-1 区块链。每个平行链都有自己的设计、代币经济、功能和治理。Polkadot 的网络安全性由平行链共享，平行链不需要独立的验证者社区，并且能够在链之间交换数据和代币。Polkadot 的开发旨在使区块链能够专注于不同的特性和用例，从而提高效率、安全性和服务质量。[2][4]\
平行线程 (Parathreads)
平行线程是使用按需付费模式连接到 Polkadot 的平行链，允许与网络连接程度不同的区块链以较低成本访问网络。Polkadot 上的区块链可以根据其需求和中继链上平行链插槽的可用性，在平行链和平行线程之间进行切换。[2][4]
桥接器 (Bridges)
桥接器是一种特殊的平行链，允许 Polkadot 上的链和应用与 以太坊 和 比特币 等外部网络连接和通信。Polkadot 生态系统中主要有两种类型的桥接器：
桥接模块 (Bridge modules)
桥接模块允许非平行链作为“虚拟平行链”运行，同时扩展外部链或其他链的功能，并获得 Polkadot 的互操作性优势。
桥接合约 (Bridge contracts)
它们存在于支持智能合约的特定平行链上，将 Polkadot 与任何其他具备智能合约能力或支持智能合约的区块链连接起来。[2][4]
DOT 代币
DOT 是 Polkadot 网络的原生代币。它是在 Web3 基金会于 2017 年 10 月完成了一次相对成功的 ICO 后创建的，通过出售 10,000,000 个 DOT 代币供应量的 50%，筹集了超过 1.4 亿美元。此次销售分为私募（筹集了超过 8000 万美元）和公募（筹集了剩余部分）。[22]
2017 年 11 月 6 日，Parity 多重签名钱包的一个漏洞被利用，导致其中超过 500,000 ETH 被冻结，其中包括通过 Polkadot ICO 筹集的 1.4 亿多美元 ETH 中的 9800 万美元。这些资金目前处于冻结状态，以太坊 社区内部的辩论将决定这些资金是否能够或将会被追回。即使资金丢失，Parity 团队认为这也不会影响他们的开发路线图。[22]
尽管发生了这一事件，Polkadot 随后又进行了两次私募。一次是在 2019 年，基金会宣布向一组未披露的私人投资者出售了 500,000 个 DOT（旧）代币，并成功筹集了 6000 万美元。第二次私募于 2020 年夏季举行，完成后筹集了 3,982.07 个比特币（BTC），价值估计为 4276 万美元。[22][4][23]
根据设计，DOT 代币在第一年的通胀率为 10%，之后由验证者和提名者的质押情况动态决定通胀率。[20]
DOT 持有者将拥有：
- 担任验证者（validator）、收集者（collator）、提名者（nominator）或钓鱼人（fisherman）的能力。
- 参与 Polkadot 治理的能力。
- 通过以 DOT 计价的出块竞标，成为平行线程（parathread）收集者的能力。
- 参与有关 Polkadot 全局升级和/或变更决策过程的能力。[21]
DOT 代币服务于 3 个不同的目的：网络治理、质押 和绑定。[21][5]
治理
Polkadot 代币持有者对协议拥有完全的控制权。在其他平台上由矿工独享的所有特权都将赋予中继链参与者（DOT 持有者），包括管理协议升级和修复等特殊事件。
质押
Polkadot 使用提名权益证明（NPoS）技术。由提名者选择一个去中心化的验证者网络来保护 Polkadot 的多链生态系统，区块奖励在验证者和提名者之间分配。[11] DOT 可以直接在 Polkadot 上进行原生质押，也可以在非托管钱包、流动性质押/第三方池或托管交易所进行质押。[11]
如何在 Polkadot 上进行原生质押
通过加入提名池
提名池是 Polkadot 质押系统的一项功能，允许用户在链上将他们的 DOT 代币汇集在一起以提名验证者并获得奖励。DOT 持有者只需最少 1 个 DOT 即可加入提名池，池成员按比例分配奖励和惩罚。[11][12]
直接提名
提名者选择值得信赖的验证者并赚取奖励作为回报。如果所选的验证者行为不当，提名者可能会损失其质押的部分 DOT。[11]
开设提名池
有信心的用户可以开设自己的提名池，并允许其他人加入并汇集他们的质押。[11]
运行验证者
验证（Validating）适用于那些负责保护网络安全并在中继链（Relay Chain）上生成区块的技术型用户。验证者会因其良好行为获得奖励，而不良行为则会导致 DOT 的损失。[5][11]
抵押 (Bonding)
新的平行链通过抵押代币来添加。过时或无用的平行链则通过移除抵押代币来移除。这是一种权益证明 (PoS) 的形式。
DOT 是通胀的，这意味着与比特币不同，DOT 没有最大供应量限制。通胀率并非固定：其设计目标是在第一年达到 10%。生成的 DOT 用于奖励验证者，剩余部分则进入国库。生态系统中最小的计账单位是 Planck，相当于 0.0000000001 DOT。[6][5][2][4]\
Polkadot 财政库
财政库通过验证者奖励、交易费用以及惩罚（对恶意或无能的验证者收取的罚款）来筹集资金。这些资金被分配用于网络和生态系统的运营，其中部分资金可通过链上财政库资助提案提供给社区支持的项目，这些提案由 Polkadot 理事会投票表决。 [2]
特性
孪生区块链 (Kusama)
Kusama (KSM) 是一个类似于 Polkadot (DOT) 的平台，允许用户启动和运行自己的区块链。它被称为 Polkadot 的“金丝雀网络”，这意味着新的代码和功能在 Polkadot 上实施之前，会先在 Kusama 上进行测试。Kusama 网络不是测试网，因为与测试网不同，它具有显著的经济价值。[19]
Kusama 是 Polkadot 的沙盒环境，为开发者提供更大的灵活性，让他们在一个复制了 Polkadot 主要设计的平台上实验自己的项目。Kusama 的主要目的是辅助测试过程，提供比 Polkadot 更宽松的规定，包括不那么严格的治理参数。[19]\
并行处理
Polkadot 可以并行处理交易。其他区块链（例如 以太坊 网络）是逐个执行交易的，这可能导致较长的交易时间。为了提高交易速度，Polkadot 利用其平行链将交易分散到更广泛的网络中。[7]
多链
Polkadot 通常被描述为第 0 层 (layer-0) 区块链，它通过两个关键开发项目：中继链和平行链，为其他区块链的构建创造了基础设施。
GRANDPA
Polkadot 使用一种改进版的权益证明 (PoS) 共识协议，称为提名权益证明 (NPoS)。Polkadot 的 NPoS 模型允许参与者使用他们的代币对验证者进行投票，只有获得足够支持的验证者才能开始验证交易。
Polkadot 使用 GRANDPA (GHOST-based Recursive Ancestor Deriving Prefix Agreement) 共识机制，使其能够一次处理数百万个区块，而不是以固定速率验证区块。通过这种方式，GRANDPA 允许 Polkadot 在区块链处于最佳运行状态时快速结算交易，并在区块链表现不佳时弥补网络延迟。[7][6]
Polkadot Fellowship
The Polkadot Fellowship is a rules-based ranked-membership organization administered and empowered through blockchain logic hosted on the Polkadot Network and it was launched by Gavin Wood. [13]
The Fellowship is a mostly self-governing expert body with a primary goal of representing the humans who embody and contain the technical knowledge base of the Polkadot network and protocol. Unlike the current Technical Collective, it is designed to be far broader in membership (i.e. to work well with even tens of thousands of members) and with far lower in barriers to entry (in terms of administrative process flow and expectations of expertise). Becoming a candidate member in the Fellowship is as easy as placing a small deposit. [14][15]
To ensure a high quality of collective decisions in light of such a broad membership, members are associated with a rank to designate the degree to which the system expects their opinion to be well-informed, of a sound technical basis, and in line with the interests of Polkadot. The members of the Fellowship can vote on any given Fellowship proposal and the aggregate opinion of the members (weighted by their rank) constitutes the Fellowship’s considered opinion. The technical means by which the Fellowship votes is exactly the same code (Substrate pallet) as the means by which the Polkadot stakeholders vote in a referendum and it has the same facilities (multiple tracks, agile delegation, etc.).[15]
首次成功的 Kusama 到 Polkadot 平行链迁移
Kusama 被认为是团队在 Polkadot 生态系统中构建的自然起点。它允许团队在升级到 Polkadot 中继链之前，完成早期开发、对技术进行压力测试、吸引社区参与并启动合作伙伴关系。 [16]
2022 年 10 月 3 日，KILT Protocol [17] 创造了历史，成为第一个完成从 Kusama 中继链到 Polkadot 中继链全量迁移的平行链。这次迁移标志着一个重要的技术里程碑，也代表了平行链走通从 Kusama 到 Polkadot 升级路径的首个案例。这展示了由 Polkadot 开创的“金丝雀网络”模型的一个重要用例，为 Web3 项目提供了一个在真实环境中测试其技术并降低风险的场所，然后再升级到更稳定的生产网络。 [16]
这次具有历史意义的迁移得益于 Polkadot 的技术栈，特别是跨链互操作性标准 XCM [18] 以及由 Parity Technologies 开发的 Solo-to-parachain pallet。XCM 允许 KILT 在 Kusama 平行链上生成最后一个区块，随后在 Polkadot 平行链上生成第一个区块。Solo-to-parachain pallet 则允许 KILT 平行链切换网络。所有构建在 KILT 上的数据和服务均保持不变。 [16]
Polkadot 2.0
2023 年 7 月，Gavin Wood 在 Polkadot Decoded 大会的演讲中介绍了 Polkadot 2.0，强调了对新版本的视角转变。演讲讨论了从 Bitcoin 到 Ethereum 再到 Polkadot 的演进过程，这是一段追求可扩展性和更强能力的旅程。Polkadot 被描述为一台多核超级计算机，提供效率和可扩展性，重点在于构建一个能够提供安全、去信任且功能丰富的应用程序的系统。[25]
在主题演讲中，Gavin Wood 概述了 Polkadot 2.0 的拟议变更，重点在于“核”（cores）的动态采购以及 Polkadot 架构的范式转移。Wood 解释说，当前的核租赁模式将被一种销售“核时间”（core time）的系统所取代。这种方法通过两种销售类型为开发者提供了更高的灵活性：批量销售和即时销售。[25]
Wood 表示，Polkadot 2.0 将使用一种新的区块空间分配系统。该系统将比目前的租赁模式更加灵活，允许开发者根据需要购买区块空间，无论是批量购买还是按需购买。据这位加密网络开发者称，这将使新项目更容易进入 Polkadot 生态系统。他解释说，这些变化还将使 Polkadot 对那些采用 Web3 框架的 Web2 企业更具吸引力。[26]\
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Polkadot 的 JAM 链
JAM 是 Join-Accumulate Machine（加入-累积机）的缩写，代表了取代中继链的一种前瞻性设计。其名称源自 CoreJAM，即 Collect Refine Join Accumulate（收集、精炼、加入、累积），这概述了该机器所体现的计算模型，该模型最早由 Gavin Wood 在一份 RFC 中描述。然而，在实际的链上，仅执行“加入”（Join）和“累积”（Accumulate）功能，而“收集”（Collect）和“精炼”（Refine）过程则在链下进行。[27][28]
“JAM 是一项结合了 Polkadot 和 Ethereum 元素的协议。它是以更模块化、极简主义设计取代中继链的一条前瞻性路径。”
Web3 基金会补充道，JAM 将允许 Polkadot 运行通用的“服务”，即处理核（cores）上执行结果的智能合约逻辑。平行链服务将运行现有的基于 Substrate 的平行链，这意味着开发者仍然可以使用 Substrate 来开发和部署他们的区块链。[27]
2024 年 4 月 18 日，Web3 基金会 (W3F) 联合 Gavin Wood 宣布设立一个 1000 万 DOT（约 7450 万美元）的奖金池；
据团队称，“旨在促进 JAM 开发的多样性，JAM 是一项结合了 Polkadot 和 Ethereum 元素的协议。” [31]
“通过 JAM 实施者奖金（JAM Implementer’s Prize），W3F 正在寻求开发者以实现多样化并增强网络韧性。JAM 的核心特性之一是保证开发者的无缝兼容性。W3F 的使命是培育去中心化网络软件协议的前沿应用。” [29]
关于 JAM 实施者奖金的目的，Web3 基金会表示：
“一个真正去中心化的协议应该能够支持多个客户端实现。JAM 实施者奖金旨在通过资助和支持从一开始就为 JAM 实现做出贡献的项目来催化这一进程。我们相信，支持各种编程语言的一系列实现将巩固生态系统的基础。它更广泛地分配了协议实施者的权力，并降低了单一实现中的漏洞导致整个网络瘫痪的风险。”[29]
JAM 实施者奖金将补充目前及未来支持 Polkadot 生态系统和技术栈的资助计划，例如去中心化未来（Decentralized Futures）、赠款（Grants）以及 Polkadot 的链上国库。[29]
如果且当 JAM 通过网络的链上治理机制被批准为 Polkadot 技术时，该奖项将被激活。[29][30]
跨共识消息格式 (XCM)
跨共识消息格式（Cross-Consensus Message Format，简称 XCM）是一种用于共识系统之间通信的消息格式和语言。 [32]
Polkadot 的核心功能之一是平行链以及任何其他参与的共识驱动系统之间的互操作性。XCM 是实现复杂的跨共识交互的语言。两条区块链可以通过“交谈” XCM，使用标准的消息格式相互协作。 [32]
XCM 遵循四个高层级的核心设计原则：
- 异步性 (Asynchronous)：XCM 消息不假设发送者会阻塞等待其完成。
- 绝对性 (Absolute)：XCM 消息保证被准确、按顺序且及时地送达和解释。一旦消息发出，可以确定它将按照预期被处理。
- 不对称性 (Asymmetric)：默认情况下，XCM 消息没有结果反馈来让发送者知道消息已被接收——它们遵循“发后即忘”模式。任何结果必须通过发回源链的额外消息单独传达给发送者。
- 不可知性 (Agnostic)：XCM 对传递消息的共识系统的性质不作任何假设。作为一种消息格式，XCM 应该可以用于任何通过共识得出确定性的系统。
这四项设计决策使得 XCM 消息成为一种可靠且便捷的方式，能够妥善传达一个共识系统到另一个共识系统的意图，而不会产生任何兼容性问题。
XCM 本身不能在系统之间发送消息。它是一种关于如何执行消息传输的格式，类似于 RESTful 服务将 REST 作为一种架构开发风格，其中 HTTP 请求包含执行某些操作的特定参数。此外，XCM 消息本身不被视为交易。XCM 描述了如何更改目标网络的状态，但消息本身并不执行状态更改。这在一定程度上与异步组合性 (asynchronous composability) 这一术语相关，它允许 XCM 消息绕过受时间限制的机制概念，例如链上调度和按预期正确顺序随时间执行。 [32]
XCM 的核心功能
XCM 是一个允许跨跳、跨网络通信的平台。它为跨共识消息传递引入了一些关键特性和补充，包括：
- 可编程性 (Programmability) - 对消息具有预期 (expectations) 的能力，这允许更全面的用例、用于版本检查的安全调度、分支以及 NFT/资产支持。
- 功能性多链解构 (Functional Multichain Decomposition) - 能够定义代表源链在其他链上进行交叉引用和执行操作的机制（远程锁定）、这些消息的上下文/ID 以及资产命名空间。
- 桥接 (Bridging) - 引入了通用位置的概念，这为跨跳设置的全球共识系统提供了基础参考。该位置高于父中继链或其他共识系统，如 以太坊 (Ethereum) 或 比特币 (Bitcoin)。
XCM 愿景的一个核心部分是改善链与链之间的通信，使系统平行链 (system parachains) 成为现实。例如，Polkadot 中继链处理的不只是平行链管理和共享安全性——它还处理用户余额/资产、拍卖、治理和 质押 (staking)。 [32]
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2026年9月2日。12:42 UTC
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