POLK:從模型到治理，全方位對比「波卡」和「以太坊 2.0」_DOT

原文：https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-comparisons-ethereum-2

翻譯：PolkaWorld社區

圖片來源：PureStake

Polkadot和以太坊2.0都是分片式區塊鏈協議。即它們通過在單獨的分片中執行交易，并提供在分片之間發送消息的協議來提供可擴展性。

模型

以太坊2.0中的分片都具有相同的狀態轉換函數，即管理著區塊鏈如何更改每個區塊狀態的規則。該STF提供了智能合約執行的界面。合約存在于單個分片上，因此可以通過并行執行分片來進行擴展。

同樣，在Polkadot中，每個分片都承載核心邏輯，這些分片并行執行，并且Polkadot可以發送跨分片的異步消息。但是，協議中的每個分片都有唯一的STF。通過組合邏輯，應用程序可以存在于單個分片中，也可以存在于多個分片中。Polkadot使用WebAssembly作為“元協議”。分片的STF可以是抽象的，只要Polkadot上的驗證人可以在Wasm環境中執行即可。

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架構

以太坊2.0

以太坊2.0的主鏈稱為信標鏈。信標鏈的主要負載是見證消息，這是對分片數據可用性和信標鏈有效性的投票。以太坊2.0?中的每個分片都是具有EthereumWasm接口的區塊鏈。

以太坊2.0將僅通過信標鏈啟動階段0。在第1階段，它將以簡單鏈的形式啟動64個分片，以測試信標鏈的最終性。每個分片都向“信標鏈”提交“交聯”，其中包含確定分片數據的信息。稍后，在階段2中，分片將實現eWasm接口，最終使系統可用。

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該網絡還將具有“側鏈”，來與不在以太坊2.0最終性協議下的鏈進行交互。

Polkadot

像以太坊2.0一樣，Polkadot也有一個主鏈，稱為中繼鏈，帶有許多分片，叫作“平行鏈”。平行鏈不限于單個界面，例如eWasm。取而代之的是，它們可以定義自己的邏輯和接口，只要將其STF提供給中繼鏈驗證人即可執行。

Polkadot計劃在啟動時每個區塊最多能夠驗證100個分片。除了計劃在每個塊中執行的平行鏈以外，Polkadot還具有動態調度的平行線程。這讓多條鏈可以共享分片插槽，就像多家小型航空公司可能在機場共享一個登機口一樣。

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為了與想要使用自己的最終過程的鏈進行交互，Polkadot擁有轉接橋平行鏈來提供雙向兼容性。

共識

以太坊2.0和Polkadot都使用混合共識模型，其中出塊和最終性都有各自的協議。最終性協議基于GHOST，并且都可以在一輪中最終確定一批區塊。對于出塊，這兩種協議都使用基于插槽的協議，該協議將驗證人隨機分配給插槽，并為未最終確定的區塊提供分叉選擇規則。

以太坊2.0和Polkadot的共識有兩個主要區別：

以太坊2.0根據稱為“epochs”的時間段來最終確定一批區塊。當前的計劃是每個時期有64個塊，并在一輪中全部完成。預計的區塊時間為12秒，這意味著最終確定的預期時間為6分鐘。Polkadot的最終協議GRANDPA根據可用性和有效性檢查來最終確定一批區塊，這些檢查隨著被提議的鏈增多而發生的。最終確定的時間隨需要執行的檢查次數而變化。預期的最終確定時間為12-60秒。

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以太坊2.0每個分片需要大量驗證人以提供強大的有效性保證。Polkadot能夠通過每個分片更少的驗證人來提供更強大的保證。Polkadot通過讓驗證人向系統中的所有驗證人分發糾刪碼來實現此目的，從而使任何人都可以重建平行鏈的區塊并測試其有效性。隨機的平行鏈驗證人分配算法，和由隨機選出的驗證人進行的二次檢查，讓每個平行鏈上的一小組驗證人無法串通。

Staking機制

以太坊2.0將是一個權益證明網絡，每個驗證人需要32ETH來進行抵押。驗證人將運行一個主要的“信標鏈”節點和多個驗證人客戶端。這些驗證人被分配給“委員會”，“委員會”是隨機選擇的組，以驗證網絡中的分片。以太坊2.0依靠大型驗證人集合來提供可用性和有效性保證：每個分片至少需要111個驗證人才能運行網絡，每個分片至少需要256個驗證人才能一個epoch之內未最終確定所有分片。而64個分片就是16,384個驗證人。

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Polkadot能夠以更少的驗證人來提供強大的確定性和可用性保證。因此，Polkadot使用提名權益證明從較小的集合中選擇驗證人，從而使較小的持有者可以提名驗證人來運行基礎結構，同時仍然可以獲得系統的收益，而無需運行自己的節點。Polkadot計劃在第一年擁有1,000個驗證人，并且網絡中每個平行鏈大約需要10個驗證人。

分片

以太坊2.0中的每個分片都具有相同的STF。在階段1中，分片將是簡單的數據容器，提供與信標鏈的交聯。在階段2中，他們將實現eWasm執行環境。EWasm是Wasm的有限子集，用于以太坊中的合約。eWasm界面提供了一組可用于合約的方法。eWasm開發應該有類似的開發工具集，例如Truffle和Ganache。

Polkadot中的每個分片都有一個基于Wasm的抽象STF。只要邏輯編譯為Wasm，并且每個分片為Polkadot驗證人提供“執行區塊”功能，每個分片都可以公開自定義接口。Polkadot具有Substrate開發框架，該框架擁有可配置、組合和擴展的模塊，可以進行全方位的組合來開發鏈的STF。

消息傳遞

以太坊2.0中的分片可以通過對方的交聯和狀態證明訪問彼此的狀態。在具有64個分片的以太坊2.0模型中，每個分片在信標鏈中為每個塊發布一個交聯，意味著分片可以包含一些邏輯，來執行基于另一個分片上的一筆交易的輕客戶端證明。以太坊2.0尚未發布節點在分片之間傳遞消息的規范。

Polkadot使用跨鏈消息傳遞(XCMP)來讓平行鏈間相互發送任意消息。平行鏈彼此之間建立了開放的連接，并可以通過其建立的通道發送消息。如果兩個平行鏈具有相同的全節點，則它們可以通過全節點“八卦”消息。否則，中繼鏈驗證人將處理消息傳遞。消息不通過中繼鏈，只有發布和通道操作的證明進入中繼鏈。這一特性通過將數據保留在系統邊緣來增強可擴展性。

Polkadot具有稱為SPREE的附加協議，該協議為跨鏈消息提供共享邏輯。使用SPREE發送的消息為接收鏈提供了關于來源和解釋的其他保證。

治理

以太坊2.0治理仍未解決。以太坊目前使用鏈下治理程序，例如Github討論、AllCoreDevscall和EthereumMagicians來制定有關該協議的決策。

Polkadot將鏈上治理與多系統一起使用。有幾種途徑可以通過議案，例如來自鏈上的理事會、技術委員會或公眾。所有議案最終都要經過公投，公投的結果始終由多數代幣控制。對于低投票率公投，Polkadot使用自適應投票偏見設置通過閾值。公民投票可以包含各種議案，包括從鏈上財政庫中分配資金。決策是在鏈上制定的，具有約束力和自主性。

升級

以太坊2.0的升級將遵循常規的硬分叉流程，要求驗證人升級其節點以實現協議更改。

Polkadot使用Wasm元協議，無需硬分叉就可以實施鏈升級和成功的提案。STF、交易隊列或鏈下工作機中的所有對象都可以升級，而無需分叉。

結論

以太坊2.0和Polkadot都使用分片模型，其中分片鏈通過在主鏈區塊中鏈接分片狀態而受主鏈保護。這兩個協議在幾個主要方面有所不同。首先，以太坊2.0中的所有分片都具有相同的STF，而Polkadot讓分片具有抽象的STF。其次，以太坊中的治理流程是鏈下的，需要協調和硬分叉才能執行治理決策，而在Polkadot中，決策是在鏈上自主頒布和執行的。第三，驗證人選擇機制不同，因為Polkadot可以在每個分片的驗證人數量較少的情況下，提供強大的可用性和有效性保證。

參考資料

以太坊2.0各階段:?

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/ethereum-2.0/eth-2.0-phases/以太坊2區塊時間:?

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/blob/676e216/specs/phase0/beacon-chain.md#time-parameters

以太坊2.0經濟學:?https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/ethereum-2.0/eth-2.0-economics/

Buterin,Eth2分片鏈簡化議案:?https://notes.ethereum.org/@vbuterin/HkiULaluS

MessariCryptoThesesfor2020:?https://messari.io/report/crypto-theses-for-2020

eWasm設計:?https://github.com/ewasm/design

分片FAQ:?https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Sharding-FAQ#how-would-synchronous-cross-shard-messages-work

以太坊治理綱要:?https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Governance-compendium

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