波卡平行链与以太坊ETH 2.0：殊途同归的技术演进

以太坊ETH 2.0和波卡（Polkadot）平行链，代表着区块链未来发展的两种重要方向。虽然它们分别属于不同的项目，但在设计理念上却有着惊人的相似之处。

波卡平行链：多链互联的基石

在波卡的世界里，平行链（Parachain）和平行线程（Parathreads）是两个核心概念。理解它们，才能真正把握波卡生态的精髓。

平行链，顾名思义，是与波卡主链并行的独立区块链。要成为平行链，需要获得波卡系统的一个插槽（slot）。由于插槽数量有限（第一版可能支持100个），波卡设计了一套插槽拍卖机制，通过竞标（使用DOT代币）获得插槽的有限使用权（通常为2年）。

插槽的使用权是临时的，到期后需要重新竞拍。竞拍所用的DOT将在使用期结束后归还，因此，使用插槽本质上是资金的临时占用，而不是消耗。

成为波卡平行链的价值

成为波卡平行链，主要能获得两大优势：更高的安全性和与其他平行链的互操作性。

为了更好地理解安全性，可以将波卡系统想象成一个可以容纳多条平行链的容器。每个平行链都有自己的共识机制和区块生成方式。容器会定期收集所有平行链产生的区块，形成一个容器层面的区块。这个容器在波卡中被称为中继链（Relay Chain）。平行链的区块被中继链打包，意味着该区块得到了最终确认（finalize）。

波卡中继链对平行链区块的最终确认，极大地提升了平行链的安全性。每个平行链都可以受益于波卡系统的强大共识机制，而无需担心自身链可能存在的共识层面的攻击或问题。

与其他平行链的互操作性是另一个重要优势。波卡在系统层面设计了一套跨链消息传递系统（Cross-chain Message Passing，XCMP），允许各平行链之间相互传递消息、执行指令、转移token等。平行链可以根据XCMP定义自己能够接收和处理的消息类型，从而实现与其他平行链的互操作性。

如果把平行链比作操作系统里的进程，那么XCMP可以理解为进程间通信机制IPC (InterProcess Communication)。

平行链资源的稀缺性

由于平行链资源有限，并非所有链都能成功竞拍到插槽。为此，波卡官方提供了替代方案：使用测试网络Kusama，或者选择成为平行线程（Parathreads）。

平行线程和平行链的主要区别在于：平行链永久占用中继链资源，而平行线程只在需要时占用。当平行线程需要中继链对其区块进行确认（finalize）时，会提出请求并支付一定的费用。由于同时会有多个平行线程提出确认需求，中继链会根据费用高低进行优先级排序。

相比于平行链，使用平行线程无需参与插槽竞拍，因此无需大量的启动资金。对于一些不需要频繁确认的应用（例如平均几分钟甚至每小时才生成一个区块的应用），使用平行线程更为经济高效。

以太坊ETH 2.0：分片技术的演进

ETH 2.0的演进路线图围绕着分片技术（Sharding）展开。分片技术最早应用于数据库领域。为了提升数据库的查询或插入能力，将一个数据库（或其中的同一张表）拆分成多个数据库，并部署到多台机器上，从而成倍地提升处理能力。

ETH 2.0将以太坊网络拆分成多个分片（理论上可支持1024个），从而将以太坊的执行能力提升相应的倍数。每个分片就是一个子网络（类似于波卡的平行链）。负责处理ETH 2.0共识以及系统各个子分片之间通信的模块被称为Beacon Chain，这相当于波卡网络里的中继链（Relay Chain）。ETH 2.0分片示意图如下：

从宏观架构上看，ETH 2.0和波卡有着惊人的相似之处。但在细节和理念层面，两者又存在诸多差异。

波卡平行链与以太坊ETH 2.0的区别

从设计目的来看，波卡平行链主要面向跨链互操作，通过平行链的水平扩展来解决性能瓶颈。而ETH 2.0的设计则完全是为了解决自身的性能吞吐问题。

波卡和ETH 2.0都具备状态确认（finalize）功能。ETH 2.0每隔一个时代（epoch）进行一次finalize，一个时代定义为64个区块，因此finalize的间隔约为6-12分钟。而波卡网络的finalize时间更短，通常在1分钟以内。

在共识机制方面，ETH 2.0和波卡也存在显著差异。ETH 2.0采用PoS机制，质押32 ETH即可成为验证者。每个分片至少需要256个验证者才能进行finalize操作。以64个分片计算，ETH 2.0需要16,384名验证者。而波卡采用提名权益证明（Nominated Proof of Stake，NPoS）机制，所需的验证者数量远小于ETH 2.0，大约每个平行链需要10个验证者，整个系统以100个平行链计算，共需1000个验证者。

另一个不同之处在于，波卡是一个连接不同系统（平行链）的框架，而ETH 2.0是连接同一套系统（每个分片）的框架。

波卡更关注与其他链的互联，而ETH 2.0更关注自身的发展，这反映了它们对未来不同的愿景。波卡致力于打造一个多链并存、互联互通的生态系统。而ETH 2.0则致力于构建一个强大统一的底层区块链系统，上层繁荣的DApp通过应用接口（ABI）实现彼此互通。

跨链能力的对比

波卡对于平行链之间具有天然的跨链优势，而ETH 2.0本身不具备跨链能力。但这并不意味着波卡在跨链方面就比ETH 2.0强大很多。

例如，对于跨链对接比特币网络而言，波卡需要使用比特币桥（bitcoin-bridge）才能完成跨链。而这与以太坊跨链比特币的方案是一致的。因此，对于跨链而言，波卡的优势仅限于未来部署在波卡网络上的平行链之间。

结语

目前，波卡生态的平行链项目正在如火如荼地进行。它们是否会在未来占据重要地位，将是区块链领域最大的看点之一。

从时间上看，波卡主网上线的时间较晚，错过了以太坊发展的黄金时期。然而，ETH 2.0的上线预计还需要几年时间，而波卡平行链项目有望在今年年底或明年初上线波卡主网。这也给波卡留下了更多追赶以太坊的时间。因此，未来波卡网络能否像以太坊那样大放异彩，非常值得我们关注！