推翻曾经筑起的高墙 Polkadot未来将如何发展？

两年前的今天，整个加密领域都对 Polkadot 即将推出的平行链插槽竞拍充满热烈的期待。然而，随着时间的推移，这一竞拍机制被证明具有相对高的参与门槛，这在一定程度上阻碍了其生态系统的进一步拓展。但值得庆幸的是，Gavin Wood 博士带领的的团队及时洞悉了问题所在，决心推翻之前设置的障碍，积极思考如何推进生态的持续发展，降低进入门槛，更为注重提供真正有价值的区块链产品 —— “区块空间”。

在这样的历史背景和转变中，Polkadot 未来的布局和发展走向会是如何？让我们一起通过这篇文章全面的了解 Polkadot 如何更好的服务 Web3 用户。

了解 Polkadot 1.0 及其背后的哲学将帮助我们更好的理解 Polkadot 生态的未来方向！

重新定义：Polkadot 将作为一种计算资源

现在 Polkadot 已经被抽象和概括得超出了白皮书中原来提出和设想的内容。Polkadot 是：

• 区块空间（链需要的底层资源），而不是链。

• 一个构建供人们使用应用程序而不是链的平台。本质上说，Polkadot 不是一个托管链的平台，链只是一种构建应用程序和增加 Polkadot 实用性的方式。

• 一个能够持续、稳定地提供计算服务的平台，并且这种计算服务不仅仅是特定的或限制的，而是通用的，可以适用于各种不同的应用和场景。其中，“持续”意味着在开始执行某个动作或计算后，然后在某个时刻暂停，之后再从暂停的地方继续执行或转而执行其他的任务。

• 一个多核计算机，其中连续在不同核上并行运行的链被称为平行链。目前，通过插槽竞拍机制，一个链使用一个核，但对于平行线程可能是在不同时期按需为多个链提供资源。当前在 Polkadot 上，大约有 50 个核独立并行运行。

从现在开始，应用程序将被用作一个通用术语，描述任何可以使用 Polkadot 核心来访问安全和去中心化计算的东西。

Polkadot 主要发展方向

如果我们把 Polkadot 想象成一个服务提供者，通过其核心提供既无需信任又具有弹性的计算服务，并确保应用程序之间能够安全地互操作或互相通信，那么 Polkadot 的未来发展可以朝以下主要方向发展 —— 从以链为中心的生态系统转变为一个以应用程序为中心的生态系统。消除每个应用程序都拥有一个核心的假设，而是所有核心都是资源，可以根据应用程序的需要进行消耗和使用。

以前，通过竞拍机制保障平行链插槽是一个竞争性的过程。有了 coretime，现在不再需要插槽竞拍。团队可购买一些即时的 coretime，或根据需要预订大量 coretime。这大大降低了软件玩家和平行链团队的进入门槛。

除了这些主要变化，敏捷的核心使用（agile core usage）和 coretime 分配将允许任何应用程序根据其需要访问 Polkadot 的计算，而不会浪费宝贵的区块空间。协议也将改进跨链通信和 XCM 消息的安全保证。最后，Polkadot 本身将通过把核心逻辑分解到自己的系统平行链上来实现扩展，从而为平行链协议和 accords 提供更多的带宽。

从插槽竞拍到 Coretime 市场

区块链的最终产物是区块空间。应用程序需要访问 Polkadot 的区块空间，而访问区块空间的入口是核心（Core）。因此，应用程序将需要预留一些在核心上的时间或核心时间，以获得有限期间访问 Polkadot 的安全区块空间和互操作性的权利。

核心必须是敏捷（agile）和通用的（general）：

• “敏捷性” 意味着核心可以快速地调整或切换它们的运行任务，就像现代的 CPU 可以快速地在不同的程序或任务之间切换。

• “通用性” 意味着这些核心不是专门为某一个特定任务设计的，而是可以适应和处理多种不同的任务。

因为核心具有这样的特性，所以为了充分利用它们，获取（或分配）这些核心的方式也需要是灵活和快速的，即“敏捷的”。

插槽竞拍机制不是敏捷的，它创造了高门槛，并且是为长时间运行的单一应用程序设计的（即白皮书中提议的原始 Polkadot 愿景）。

我们摒弃了经典的租赁竞拍，提议为核心时间建立一个“敏捷的”市场，基本上核心时间成为一个可以被代币化、出售和交易的商品。这种设置最大化了 Polkadot 的敏捷性，让市场找出应用程序成功所需的最佳解决方案。

应用程序将能够根据其需要预订批量核心时间和即时核心时间。批量核心时间租赁将通过 broker 系统平行链，在固定的时间段内以固定的价格批量租用核心时间。即时核心时间租赁将基于实时需求而进行销售，租赁价格将根据当前的实时价格来确定的。这样的系统将降低潜在建设者的进入门槛。

核心时间销售的收入可以被销毁，或流入国库，或用于这些选项的混合。该话题目前正在讨论中。欲了解更多信息，请参阅 RFC-0010 和 RFC-0015。

• RFC-0010：https://github.com/polkadot-fellows/RFCs/pull/10

• RFC-0015：https://github.com/polkadot-fellows/RFCs/pull/17/files

从以链为中心到以应用为中心

Polkadot 1.0 是一个以链为中心的范式，由能够交换消息的孤立链组成。这与完全不同的链通过桥连接并没有本质的不同，唯一的区别是有中继链保护网络，提供消息传递能力，并执行一些额外的任务，如 Crowdloan、Auction、Staking、账户、余额和治理。如果一个系统是以链为中心设计的，那么最终它产生的应用和为用户提供的体验也将是以链为中心的。系统的设计和架构方式会直接影响到它产生的应用程序的特性和为用户提供的体验。如果系统的重点是链，那么应用和用户体验也会反映出这一倾向。

Polkadot 的真正创新在于利用不同链提供的独特价值主张，并利用这些链的合作潜力来构建跨链应用来解决实际问题。因此，这些应用需要跨链。

未来，中继链处理的任务越来越少，它只会专注于主要任务：保护网络并提供安全的消息传递能力。系统平行链将用于接管如质押、治理等的次要中继链任务。具体查看 PolkaWorld 最新文章《Gavin Wood 提议最小化中继链，身份、质押和治理系统将首先迁移到系统平行链！》

XCM 和 Accords

XCMP 是一个专门用于发送 XCM 消息的传输层协议。它为消息的传送提供了具体的方法和一个安全的路径，但不涉及更高层次的协议细节或结构，这可能涉及如何格式化消息、如何处理特定的交互逻辑或其他更高级的协议功能。简而言之，XCMP 专注于基本的消息传输，而不是处理复杂的协议逻辑或规范。

XCM 是一个专门设计的格式或语言，用于表示在链上常见操作的意图。这就好像一种描述“我打算这样做”或“我希望这样发生”的通用语言。XCM 消息是通过 XCMP 机制在多个链之间传输的。在一个理想的、完全无需信任的环境中，系统需要有强有力的机制来确保每一条链都能正确、忠实地解读并执行 XCM 消息。简单地说，即使我们可以安全地发送跨链消息，但仍然存在这些消息被接收方链误解或误解释的风险。为了确保这种正确性和安全性，可以使用一种叫做 “Accords” 的机制或协议。

Accord 是一种在多个链之间达成的可选协议或条约。这个条约的逻辑是固定的，不能被任何参与的链更改或破坏。Polkadot 作为一个平台，承诺会忠实地执行这些 Accord 协议，确保它们在所有参与链上都得到恰当的执行。每一个 Accord 会针对某个特定功能或特定需求。一旦某个链决定加入某个 Accord，那么这个链就需要遵循这个 Accord 的规定，并提供 Accord 中所描述的功能。为了让更多的链可以方便地参与，创建一个新的 Accord 是开放和无需特定权限的。然而，尽管任何链都可以提议一个新的 Accord，但它不会立即生效。只有当其他链同意并注册这个 Accord 之后，它才会正式生效。总的来说，Accord 是一种帮助多个链在 Polkadot 平台上协同工作的机制，它确保了协议的一致性和安全性。

总之，当一条链向另一条链发送 XCM 消息时，Accord 将确保接收链会按照发送链的原意来解读和处理这个消息。其次，Accord 在应用程序之间创建了一个完全无信任和协作的环境。尽管各个应用程序或链之间可能没有预先建立的信任关系，但是通过 Accord，它们可以安全、可靠地互相通信和合作。

Polkadot 是唯一一个 Accord 可以正常存在的生态系统，因为它具有一个同质的安全层，该层还为其每个逻辑组件提供了一个特定的状态转换功能。这允许多个逻辑组件（即跨应用程序）之间的合作模式，这在桥上是不可能实现的。

Accord 将使用 SPREE 技术来实现。https://wiki.polkadot.network/docs/learn-spree

Polkadot 1.0 中的核心使用

在 Polkadot 1.0 版本中，不论实际需求如何，应用程序都会每 12 秒产生一个区块。这种做法造成了资源的浪费，因为不论交易是否繁忙，都会按这样的速度生产区块。当网络交易非常繁忙时，为了得到经济奖励，会有激励去生产充满交易的满区块。而在交易不太繁忙时，又可能产生没有任何交易的空区块，这同样是不经济的。

下图显示了 Polkadot 1.0 的核心使用情况，其中横轴代表时间，每一行代表一个核心。颜色显示了使用一个核心的不同的平行链。

上述设置提供了一个简单且安全的，分片执行环境。

然而，为了实现全面效率，必须在需要时生产区块，系统必须目标全区块容量，降低激励验证者生产半满或空区块的可能性。

敏捷的核心时间分配

在 Polkadot 1.0 版本中，所谓的“核心时间”指的是一个应用可以在一个特定的核心上运行的固定时长，这个时长是两年。但现在，这个固定两年的限制被取消了，以便更加灵活地满足各种应用的需求。也就是说，核心时间的使用变得更加通用和灵活，不再受到之前版本中的固定两年时限的约束。

分割核心时间

核心时间的所有者可以分割或交易它。应用程序 A1 可以在核心 C1 上运行一段有限的时间，然后另一个应用程序 A2 可以继续在核心 C1 上运行，或者应用程序 A1 可以继续在另一个核心 C2 上运行。某些应用程序可能会暂时停止运行并在后来恢复。

分段的核心时间

范围可以进行分段（即应用程序可以在一个核心上轮流运行），以分享成本或减少区块生产速率，例如下图所示。

组合核心时间

一个应用可以同时被分配到多个核心。某些应用可能有一个永久的核心分配和一个间歇性的分配，例如，在高需求时期，可以在同一时间段向多个核心发送多个区块，以减少延迟。

敏捷的核心使用

在 Polkadot 1.0 的版本中，系统中的每一个"核心"都是被分配给一个特定的应用使用，而这里的应用等同于一个平行链。但是，从理论上讲，哪个应用被分配到哪个核心上运行这种分配关系并不是特别重要。也就是说，每一个核心都是中立的，它不会对任何特定的应用有特殊的偏好或更友好的处理。

在这里，我们去除了每个应用都拥有一个核心的假设，而是所有的核心都是资源，按照生态系统中所有应用的需要来消耗和使用。

压缩核心（Compressed Cores）

一个核心有能力同时处理和保障同一应用的多个区块。将多个应用的区块组合在同一个中继链核心中可以降低处理这些区块的延迟时间，但这会导致所需的带宽增加。而为了组合这些区块，所需要的费用是固定的，具体体现在开启和关闭区块的费用上。

共享核心（Shared Cores）

与其他应用共享核心以共享成本，但不减少延迟。请注意，这与分割核心时间不同，其中一个核心在不同时间被多个应用使用，以更高的延迟为代价共享成本。

敏捷的可组合计算系统

上述所有关于敏捷核心时间分配和核心使用的选项都可以被组合起来，从而实现一个敏捷的去中心化全球计算系统。

因此，这个新的愿景集中在 Polkadot 的资源上，即安全、灵活且可用的区块空间，这可以通过在核心上预留一些时间来获得。在核心时间的分配和核心的使用上的敏捷性使得网络效率和区块空间的使用得到了最大化。

Polkadot 的韧性

那些不考虑去中心化、密码学和博弈论而进行设计的系统，容易被破解并容易受到网络攻击。Polkadot 基于以下不同的支柱来建立其韧性：

1. 使用轻客户端：集中式的 RPC 服务器虽然常见，但容易受到攻击，且对于基于区块链的应用程序来说，RPC 不是一个无需信任的去中心化入口。通过 Smoldot，Polkadot上可以使用轻客户端。

2. 零知识（ZK）原语：它们可能对审查和中心化产生问题，因为将大型状态转换函数归结为一个正确执行的证明目前并不是构建有韧性系统的扩展解决方案。然而，Polkadot 正在为特定用例构建一个功能丰富且高性能的 ZK 原语库。第一个用例将用于改进像 Polkadot Technical Fellowship 这样的链上集体的隐私。

3. Sassafras 共识：新的无分叉块生产共识算法，取代 BABE，只有当一个区块有望被整个网络确认并最终确定为有效时，这个区块才会被生产。这将提供多种好处，如：

• 无分叉升级可以提高安全性、平行链性能和用户体验

• 为了防止某些实体在看到未确认的交易后试图优先执行自己的交易，系统采用了高性能的交易路由机制。在这种机制中，交易会直接、快速地被加入到区块中，而不需要在整个网络中广播。同时，为了增强安全性，所有交易都会进行加密处理。

4. 节点间混合网络：为短消息提供的隐蔽传输，可以

• 避免交易泄露 IP 信息，以及

• 引入一个通用的消息系统，允许用户、链、链下工作者、智能合约、模块以及链中的任何其他存在的实体交换包含签名、意图等的消息。

5. 社会去中心化：社会化的去中心化策略强调通过广泛的参与来增强系统的稳健性。这种策略鼓励众多的成员参与到链上决策中，保证资金如国库预算、薪资和资金支持得到恰当且公正的分配。关键在于，为了维持这一去中心化的状态，系统中至关重要的技术专家应该直接由 Polkadot 网络激励和招纳，而不是由网络内的某些特定组织来做。这是为了确保网络的去中心化，使所有人在一个公平的环境中共同努力。