此文是Polkadot系列文章开篇之作,通过介绍Polkadot的角色、架构和交易流程来让大家对Polkadot有个初步的认识。其中涉及到的技术点、比如混合共识、有效性验证、XCMP协议等等,再由后面Polkadot系列文章进行详细剖析,敬请期待。
Polkadot
提到Polkadot,大家首先想到的可能就是这是个很火的跨链项目,网上也把它和Cosmos称为跨链”双雄“。但其实如果把Polkadot仅仅定位为一个跨链项目,那说明对Polkadot的了解还不够。
Polkadot更准确的解释应该是个可扩展的异构多链区块链,跨链只是它系统的一个功能而已。Polkadot的复杂度远远大于目前常见的跨链项目,其不仅仅考虑了跨链所具备的基本功能,还保证了跨链交易的有效性。
除此之外,还通过共享安全性技术保证了平行链的安全性,这点是目前大多数同类项目所没有具备的功能。
四类角色
为了更好解释Polkadot的整体架构,我们先来解释下Polkadot中的四种角色:收集人、验证人、提名人和钓鱼人,他们的具体关系如图1所示:
图1
◆收集人
平行链的全节点,负责进行平行链中交易的收集和区块的打包,注意这里打包区块只是候选区块,并不代表确认后的区块,平行链的区块确认由中继链负责。
◆验证人
中继链的全节点,中继链会在验证人池中通过随机分组把验证人指定给不同的平行链。验证人会接受来自收集人打包的区块并进行有效性验证,然后结合共识算法对收集人提交的区块进行确认。
◆提名人
Polkadot中数字货币DOT的持有人,它会选择自己所信任的验证人进行DOT质押,然后分享验证人的收益。至于为什么需要提名人这样的角色,就需要了解Polkadot的经济模型了,这里就不做过多讲解。
◆钓鱼人
它的作用主要是对系统进行监管,通过举报非法交易来赚取奖金。虽然验证人通过随机分配来服务于不同的平行链,从某种角度上看,提高了验证人联合做恶的成本,但还需要钓鱼人这样的角色来监管验证人的行为。
整体架构
图2
有了上面对Polkadot四类角色的定义解释,下面我们进行整体架构的介绍:
如图2所示,Polkadot是一种树状网络结构,中继链可以看作是树根,然后外接一定数量的平行链。由于中继链能接入的平行链数量是有限的,那么中继链还可以接入子中继链以树的形式进行规模扩展。同时,子中继链还可以以同样的方式进行扩展。
绿色标记的平行链中,收集人会进行交易的收集和广播。对于打包出来的区块,收集人除了广播给其它收集人和钓鱼人,还会把区块提交给自己的验证人。每个平行链还会有个出入队列,如果区块中有跨链交易,收集人会把跨链交易放入出队列中,然后由收集人或者验证人将跨链交易路由到目的平行链。
最后,除了可以接入平行链,中继链还可以通过桥接链接入一些异构链或者说不能直连的区块链,比如上图中的以太坊。桥接链是具备桥接功能的平行链。
一笔交易之旅
对于初次接触Polkadot的人来说,仅从上面的架构图可能还是弄不清楚它的工作流程,为了让大家对Polkadot有更加深入的了解,下面介绍Polkadot中一笔交易的“生命之旅”,也就是平行链中的一个交易是如何打包的,是如何在中继链中被确认的,然后跨链交易是什么时候被传递到目的平
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