以太坊:從架構、共識模型、智能合約等多個方面了解Polkadot和以太坊的主要區別_DOT

作者：VittorioRivabella、SidharthKumthekar

來源：vitto.cc

現在，以太坊已經加入了權益證明俱樂部，它已經提出了實現其可擴展性、安全性和可持續性的最終愿景的初步步驟。在PoS俱樂部的另一個角落還有一個相對年輕的成員，那就是Polkadot——第一個將獨立的鏈連接到一個單一生態系統中的Layer-0協議。

在這篇比較Polkadot與以太坊的文章中，我們將深入探索這兩個生態系統的工作方式和區別，研究它們的架構、共識機制、智能合約語言和長期目標。

我們將從以太坊和Polkadot的概述開始，然后對它們不同的架構、商業邏輯和生態系統進行比較。

以太坊概述

以太坊靈活的生態系統已將區塊鏈用例擴展到數字貨幣和交易之外，逐漸發展成為能夠執行智能合約的去中心化網絡，同時促進了新商業模型的創建，如DeFi、DAO和協議。

多年來，以太坊在發揮先發優勢的同時與社區一起成長，在2022年9月成功進行了"合并"，將鏈上共識機制從工作量證明轉為權益證明后，以太坊為解決其廣受批評的固有挑戰奠定了基礎:

可擴展性：到目前為止，以太坊每秒可以處理13-17筆交易。相比之下，中心化同行VISA的處理能力約為24000Tps，Solana的處理能力約為4220Tps。Gas費：gas費的波動無疑是需要解決的最大挑戰。gas費變化是由ETH的價格和網絡上正在處理的交易數量導致的。交易處理速度較慢，可能會在高峰期造成網絡擁堵和瓶頸，導致gas費更高。對于試圖完成較小交易的用戶來說，這可能是一種阻礙。以太坊希望在多階段分片升級后消除其gas費困境，這將把網絡分成更小的部分，稱為“分片”，并增加其吞吐量和網絡容量。由于以太坊傾向于Layer-2rollup，它希望在不犧牲去中心化驗證的情況下擴大其計算吞吐量。

Virtual Arts完成新一輪融資，Animoca Brands Japan參投:金色財經報道，據Animoca Brands官方消息，Virtual Arts宣布完成新一輪融資，Animoca Brands戰略子公司Animoca Brands Japan參投，具體投資金額暫未公開。Virtual Arts正在為全球街舞社區構建一個Web3舞蹈對戰應用，該應用預計將在今年五月上線虛擬化身功能，后續還將添加新功能，將舞蹈視頻轉換為用戶頭像并提供更多Web3內容。[2023/2/16 12:10:09]

Polkadot概述

像以太坊這樣的區塊鏈是獨立和孤立的系統，在自己的孤島上運行，與其他鏈的交互很少或者沒有。這樣的協議限制正在成為實現區塊鏈共存的可操作和可擴展網絡的真正潛力的障礙。我們需要的是區塊鏈能夠高效、大規模安全協作的一種方式。這就是Polkadot的作用所在。

“我們目前擁有的是獨立和孤立的互聯網系統的拼湊。這就產生了一些團隊，盡管他們擁有相同的愿景，但在實現愿景的方式上卻存在偏差。在不應該有邊界的地方創造邊界”

——GavinWood博士(第一場PolkadotMeetup)，伊維薩島-2017年

Polkadot由以太坊前CTO、Parity技術創始人GavinWood博士創立。它是一個分片的區塊鏈Layer-0協議，將不同區塊鏈的整個網絡聯合成一個去中心化的生態系統。它使區塊鏈可擴展和可定制，并提供與其他區塊鏈的互操作性和跨鏈通信。

以太坊L2網絡總鎖倉量為46.5億美元:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至10月22日，以太坊Layer2上總鎖倉量為46.5億美元。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約23.7億美元，占比50.94%；其次是Optimism，鎖倉量為14.2億美元，占比30.66%；第三為dYdX，鎖倉量為3.63億美元，占比7.81%[2022/10/22 16:35:28]

Polkadot架構

Polkadot基于分片的點對點網絡架構，在一個生態系統中連接多個鏈，允許它們并行處理交易，而不是像以太坊(目前)等其他傳統區塊鏈那樣一次處理一筆交易。分片架構還使鏈之間的數據交換成為可能，同時增強安全性。

Polkadot聯合的異構分片鏈網絡被稱為“平行鏈”。這些鏈連接到中繼鏈并由中繼鏈管理。平行鏈還可以通過橋連接到外部網絡，如以太坊和比特幣，或者在其他基于WebAssembly的鏈的情況下原生連接。

中繼鏈：是Polkadot網絡的中心鏈。它也被稱為該網絡的心臟，負責協調連接到它的平行鏈。為了保持其功能的通用性，中繼鏈不支持智能合約。容納智能合約的功能被傳遞給了平行鏈。中繼鏈負責管理平行鏈拍賣、鏈上治理、投票機制和驗證者。你可以稱中繼鏈為車輪的輪轂。

平行鏈：是連接到中繼鏈的主權分片區塊鏈。它們可以有自己的代幣、共識機制，以及針對特定用例優化的功能。Polkadot對平行鏈的能力沒有任何限制，除了它們必須能夠生成能夠被分配給該平行鏈的驗證者驗證的證明。可以把平鏈看作連接到中心輪轂的輻條。平行鏈的插槽限制在100個。這意味著，要連接到Polkadot網絡，一個平行鏈必須贏得平行鏈插槽拍賣。

Circle：過去一周USDC流通量減少5億美元:8月14日消息，據官方公告，8月5日至12日期間，Circle共發行10億美元USDC，贖回15億美元USDC，USDC流通量減少5億美元。截至8月12日，USDC總流通量為538億美元，儲備量為540億美元，其中現金115億美元，短期美國國債425億美元。[2022/8/14 12:24:08]

你可以在這篇文章中閱讀更多關于Polkadot平行鏈拍賣的內容。

總結一下：

Polkadot基于異構的分片架構。多個具有特定邏輯的區塊鏈共存，它們被稱為平行鏈。平行鏈連接到被稱為中繼鏈的中心鏈并由其提供安全保障。橋是特殊的平行鏈，可以連接到以太坊等其他網絡并與之通信。平行鏈支持智能合約。中繼鏈支持多達100個平行鏈插槽連接。平行鏈可以通過參與“平行鏈拍賣”來租賃一個插槽。在基于Substrate框架的Polkadot上構建：

Substrate是一個用于構建區塊鏈的開源、模塊化和可擴展框架。它可以用來創建獨立的鏈或Polkadot平行鏈。

Substrate框架提供了通過組件構建鏈所需的所有基本元素，因此用戶不需要擁有從頭開發鏈的全部專業知識。

這些組成部分包括：

數據庫層網絡層共識交易層還有更多。它們都是完全可定制和可擴展的。你所需要做的就是編寫運行時邏輯(特定于應用程序的邏輯和狀態轉換函數)。

中國工程院院士鄭緯民：元宇宙的構建需要新的計算架構:5月29日消息，近日，元宇宙產業委員會共同主席、清華大學教授、中國工程院院士鄭緯民在舉辦的2022元宇宙共識大會上表示，元宇宙的深入發展有賴于計算技術的支撐，需要算力大發展。信息交互從二維平面升級到三維立體空間，也對計算架構提出了新的需求和挑戰。鄭緯民認為，元宇宙的發展必然帶來計算架構的變化，算力需求的猛增，結合國內的十四五規劃所提出的賦能實體經濟，和東數西算大戰略，大有所為。（財聯社）[2022/5/29 3:48:10]

為了幫助編寫你自己的運行時邏輯，你可以使用“pallets”。pallets是可重復使用和可修改的的單個邏輯片斷，為你的平行鏈提供特定的功能。你還可以將它們稱為特殊的構件，你可以混合和匹配它們以適應你的商業邏輯。

例如，余額pallet為你提供加密貨幣邏輯。因此，如果你想要你的鏈有原生代幣，你可以使用余額pallet，而不需要編寫你的代幣實現。

以下是substrate的架構：

點擊這里了解更多。

現在讓我們深入了解并區分這兩個生態系統。

Polkadotvs以太坊：共識模型

Polkadot和以太坊都使用基于PoS的混合共識模型，由兩個主要協議組成，用于確定區塊生產和最終確認性的共識。

Do Kwon提出“Terra生態復興計劃2”:金色財經消息，據Terra社區網站顯示，Do Kwon提出了一項新的“Terra復興計劃”。

具體包括，1.將Terra鏈分叉成一條沒有算法穩定幣的新鏈，舊鏈被稱為Terra Classic（token Luna Classic–LUNC），新鏈被稱為Terra（token Luna–LUNA）；

2.Luna將在Luna Classic質押者、Luna Classic持有者、剩余UST持有者和Terra Classic的重要應用程序開發人員之間空投；

3.TFL的錢包地址將在空投白名單中移除，使Terra成為完全社區擁有的鏈；

4.通過代幣通脹來激勵網絡安全，目標質押回報率為每年7%。

Kwon表示，該計劃仍在與社區協商中，具體細節可能會發生變化，提案將在代幣持有者投票通過后生效。Kwon承諾投票將于5月18日開始。[2022/5/17 3:20:50]

對于最終確認性，以太坊使用CasperFFG協議，而Polkadot使用GRANDPA作為最終確認性工具。對于區塊生產，這兩個鏈都使用基于插槽的協議，隨機將驗證者分配到插槽——以太坊的RandDAO/LMD和Polkadot的BABE。

以太坊根據一個被稱為“epoch”的測量時間來最終確定區塊。并在一輪最終確定多批次的區塊。另一方面，GRANDPA基于可用性和有效性檢查來最終確認區塊批次。

以太坊需要每個分片有大量的驗證者來提供強大的有效性保證，而Polkadot提供更多的保證，每個分片的驗證者更少。

Polkadotvs以太坊：升級

在以太坊等以社區為中心的傳統區塊鏈中，如果沒有就任何正在開發的功能或升級達成一致，就有社區分裂的風險，導致鏈分叉。因此，以太坊的升級將遵循硬分叉程序。

另一方面，Polkadot可以在Wasm元協議(狀態轉換函數存在于區塊鏈本身)的幫助下實施升級和提案，而不需要創建分叉。

Polkadotvs以太坊：治理

以太坊仍然實行軟治理(鏈下治理)程序。大多數權力掌握在以太坊核心開發者手中。

Polkadot使用了一個獨特的鏈上治理概念，所有DOT持有者都可以提議對協議進行更改，或者對現有的提案進行投票。可以通過多種途徑提出動議，如鏈上委員會和技術委員會。這些提議最終成為公投，其結果可以由大多數代幣控制。

Polkadotvs以太坊：跨鏈通信

隨著具有特定用例的鏈的數量的增加，對跨鏈通信和互操作性的需求也在上升。

Polkadot是第一個幫助以太坊、比特幣等Layer-1區塊鏈及其自己的平行鏈彼此通信的Layer-0協議。為了實現L1鏈內任意數據的互操作性和跨鏈通信，Polkadot使用交叉共識消息傳遞格式(XCM)互相發送任意消息。

以太坊目前的狀態(沒有分片)不支持跨鏈通信。隨著即將到來的分片升級，以太坊的分片可能可以通過它們的交聯和狀態證明來訪問對方的狀態。

Polkadotvs以太坊：智能合約

由以太坊引入的智能合約可以被視為開放的API。任何人都可以與它們交互，并將它們整合到Dapp中。為了增加功能，它們有一個關聯的ETH余額，可以作為交易的目標。要編寫以太坊智能合約，你可以使用Solidity和Vyper。olidity是一種受C++影響的面向對象的高級語言。Vyper是一種基于pythonic的編程語言，專門為使合約更安全、更容易審計而構建。

在Polkadot上，由于Substrate框架及其pallet：合約Pallet和EVMPallet，平行鏈也能夠支持智能合約功能。

1、合約Pallet將允許你使用Ink—一種源自rust的領域特定語言，它將使你能夠編寫穩定和安全的智能合約。在Polkadot上，智能合約可以在同一個平行鏈內執行同步調用，也可以在其他平行鏈之間執行異步調用。

2、EVMPallet提供以太坊虛擬機(EVM)執行環境，允許solidity代碼在任何基于substrate的區塊鏈上“原生地”運行。

Polkadot：Kusama

Kusma是Polkadot的金絲雀網絡。它是一個獨立的區塊鏈，模仿了它的兄弟Polkadot的大部分設計。Kusama擁有獨立的鏈上治理和與其原生代幣KSM相關的真實經濟價值。

該網絡是一個試驗性的開發環境，供開發者在計劃將鏈部署到Polkadot之前，對它們進行戰斗測試并試驗更新的功能。

相反，以太坊沒有任何用于快速創新和測試的金絲雀網絡。相反，它有多個測試網絡，承載著測試ETH，沒有實際經濟價值。

以太坊和Polkadot能合作嗎？

Polkadot使用Wasm(WebAssembly)作為其運行時邏輯的編譯目標。以太坊也在努力從EVM(以太坊虛擬機)向E-wasm過渡，E-wasm是一種以太坊風格的WebAssembly。這為未來兩者之間的跨鏈通信和互操作性創造了可能性。

Polkadot比以太坊好嗎？

現在我們已經了解了這兩個生態系統是如何有自己的精神，具有某些共同的目標，以及以太坊和Polkadot之間的區別。值得注意的是，就他們提供的產品而言，幾乎沒有直接競爭。

Polkadot專注于成為一個元協議，在這里你可以開發特定于用例的區塊鏈和使用Substrate連接不同區塊鏈的能力。與以太坊相比，它是一個更低級別的抽象，它更關注更好的智能合約執行和交易優化。任何人都可以快速開發和部署基于智能合約的應用程序。

但是，我們可以在一件事上達成共識：Polkadot在可擴展性、與其他區塊鏈的互操作性以及更快和無分叉升級的能力方面遠遠領先于以太坊。這使得Polkadot在吸引潛在項目以構建互操作的協作生態系統方面比以太坊更有優勢。

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