ETH2.0:简析波卡平行链与以太坊 2.0 架构设计异同

昨晚，波卡生态链项目Moonbeam和Ownbit进行了技术交流，期望未来Ownbit对波卡生态链进行更好地支持。Moonbeam也将竞争成为第一批波卡平行链。借着交流的机会，我对波卡平行链也有了更深的理解，遂成此文。

ETH2.0和波卡平行链是未来的两个重要技术，他们虽分属于两个不同的重量级项目，但在设计上却有惊人的相似。

波卡平行链

在波卡的设计里，有两个重要的概念，一个是波卡平行链，另一个是波卡平行线程。理解这两个概念是理解整个波卡生态的重要环节。

波卡平行链，故名思议，是与波卡主链平行的其他链。要成为平行链，需要占用波卡系统的一个插槽。波卡系统的插槽数量是有限的。波卡设计出了一套插槽拍卖的系统，通过出价拍卖获得一个插槽有限的使用权。

因此每次插槽的占有都是有限时间内，到期后要重新进行插槽竞拍。用于竞拍的DOT将在插槽使用到期后归还，因此使用插槽，只是占用金额，而不花费资金。

Beosin：SheepFarm项目遭受攻击事件简析:金色财经报道，根据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye 安全风险监控、预警与阻断平台监测显示，BNB链上的SheepFarm项目遭受漏洞攻击，Beosin分析发现由于SheepFarm合约的register函数可以多次调用，导致攻击者0x2131c67ed7b6aa01b7aa308c71991ef5baedd049多次利用register函数增大自身的gems，再利用upgradeVillage函数在消耗gems的同时累加yield属性，最后调用sellVillage方法把yield转换为money后再提款。本次攻击导致项目损失了约262个BNB，约7.2万美元。Beosin Trace追踪发现被盗金额仍在攻击者账户，将持续关注资金走向。[2022/11/16 13:10:39]

为什么要成为波卡平行链？

Beosin：UVT项目被黑客攻击事件简析，被盗资金已全部转入Tornado Cash:金色财经报道，据Beosin EagleEye 安全预警与监控平台检测显示，UVT项目被黑客攻击，涉及金额为150万美元。攻击交易为0x54121ed538f27ffee2dbb232f9d9be33e39fdaf34adf993e5e019c00f6afd499

经Beosin安全团队分析，发现攻击者首先利用开发者部署的另一个合约的具有Controller权限的0xc81daf6e方法，该方法会调用被攻击合约的0x7e39d2f8方法，因为合约具有Controller权限，所以通过验证直接转走了被攻击合约的所有UVT代币，Beosin安全团队通过Beosin Trace进行追踪，发现被盗资金已全部转入Tornado Cash。[2022/10/27 11:48:46]

成为波卡平行链主要获得两个好处：链本身更加安全，以及拥有和其他平行链的互操作性。

安全团队：LPC项目遭受闪电贷攻击简析，攻击者共获利约45,715美元:7月25日，据成都链安“链必应-区块链安全态势感知平台”安全舆情监控数据显示，LPC项目遭受闪电贷攻击。成都链安安全团队简析如下：攻击者先利用闪电贷从Pancake借入1,353,900个LPC，随后攻击者调用LPC合约中的transfer函数向自己转账，由于 _transfer函数中未更新账本余额，而是直接在原接收者余额recipientBalance值上进行修改，导致攻击者余额增加。随后攻击者归还闪电贷并将获得的LPC兑换为BUSD，最后兑换为BNB获利离场。本次攻击项目方损失845,631,823个 LPC，攻击者共获利178 BNB，价值约45,715美元，目前获利资金仍然存放于攻击者地址上（0xd9936EA91a461aA4B727a7e3661bcD6cD257481c），成都链安“链必追”平台将对此地址进行监控和追踪。[2022/7/25 2:36:51]

为了更好理解链更加安全这个概念，我们可以把波卡系统想象成可以容纳多条平行链的容器。每个平行链会有自己的共识机制，以及产生区块的方式。容器定时将所有平行链产生的区块收集起来，形成容器层面的区块。该容器在波卡中被称为：中继链。被中继链打包对于平行链而言，称为区块的finalize。

安全团队：Audius项目恶意提案攻击简析，攻击者总共获利约108W美元:7月24日消息，据成都链安“链必应-区块链安全态势感知平台”安全舆情监控数据显示，Audius项目遭受恶意提案攻击。成都链安安全团队简析如下：攻击者先部署恶意合约并在Audius: Community Treasury 合约中调用initialize将自己设置为治理合约的监护地址，随后攻击者调用ProposalSubmitted 提交恶意85号提案并被通过，该提案允许向攻击合约转账1,856w个AudiusToken，随后攻击者将获得的AudiusToken兑换为ETH，总共获利约108W美元，目前获利资金仍然存放于攻击者地址上（0xa0c7BD318D69424603CBf91e9969870F21B8ab4c）。[2022/7/24 2:34:31]

波卡中继链对平行连区块的最终确认让平行链更加安全。这样每个平行链可以得益于波卡系统的强大共识，而不用担心本链可能存在各种共识层面的攻击或问题。

波卡平行链和其他平行链的互操作性是另一个优点。波卡在系统层面设计了一套消息传递系统，可以让各平行链之间相互传递消息、执行指令、转移token等等。各平行链根据XCMP定义自己可以接收处理的消息类型，便可以让自己拥有和其他平行链的互操作性。

如果把平行链比喻成操作系统里的进程，那么XCMP可以理解为进程间通信机制IPC(InterProcessCommunication)。

平行链资源是有限的

因为平行链资源有限，大部分链可能无法竞拍到平行链插槽。这时，波卡官方给出的方案是，使用测试网络KUSAMA，或者平行线程。

平行线程和平行链之间的区别仅在于一点：平行链永久占用中继链资源，而平行线程只在需要时占用。平行线程需要中继链对其区块进行确认时，便提出请求，并给予一定的费用。因为同时会有多个平行线程提出确认需求，中继链会按照给予的费用高低进行优先选择。如下图所示：

比起平行链而言，使用平行线程，无需参与插槽竞拍，因此无需大额的启动资金。对于一些不需要频繁确认的应用，使用平行线程更加适合。

ETH2.0

ETH2.0的线路图按照分片技术在前进。分片技术最早出现在数据库技术中。为了让数据库拥有更大的执行查询或插入的能力，将一个数据库拆分成多个数据库，并且部署到多个机器上，让执行能力成倍地提升。

ETH2.0将以太坊网络拆分成多片，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。处理ETH2.0共识，以及系统各个子分片之间通信的模块被成为：BeaconChain，这相当于波卡网络里的中继链。ETH2.0分片示意图如下：

可以看出，在大的架构方面，ETH2.0和波卡有着惊人的相似。但在细节和理念层面又有很多的不同。

波卡平行链VSETH2.0

从设计目的而言，波卡平行链主要是为了跨链目的，通过平行链水平扩张，进而解决性能吞吐问题。而ETH2.0的设计完全是为了解决性能吞吐问题。

波卡和ETH2.0都有状态确认的功能。ETH2.0每一个时代finalize一次，一个时代定义为64个区块，所以6-12分钟finalize一次。而波卡网络的finalize时间则更短，一般1分钟以内。

从共识机制而言，ETH2.0和波卡也有明显的区别。ETH2.0采用PoS机制。质押32ETH可以成为验证者。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，ETH2.0需验证者16,384名。而波卡采用提名者PoS机制，所需验证者数量远小于ETH2.0，大约每个平行链需10个验证者，以整个系统100个平行链计算，共需1000个验证者。

另外一个不同点在于，波卡是不同系统间互联的框架。而ETH2.0是同一套系统间互联的框架。

波卡更关注其他链，而ETH2.0只是更关注本身，这也反应出它们对未来不同的展望。波卡打造的是多链并存、互联互通的场景。而ETH2.0则打造的强大统一的底层区块链系统，上层繁荣的DApp则通过应用接口彼此互通的场景。

跨链

波卡对于平行链之间，天然具有跨链优势。而ETH2.0不具有跨链能力。但这并不意味这波卡比在跨链方面ETH2.0强大很多。

例如对于跨链比特币网络而言，波卡需要使用比特币桥才能完成跨链。而这点，跟以太坊跨链比特币方案是一致的。因此，对于跨链而言，波卡只是对于未来部署在波卡网络上的平行链之间才具有优势。

结语

目前波卡生态的平行链项目正如火如荼地进行。它们是否会在未来占有非常重要的地位，将是区块链最大的看点之一。

从时间而言，波卡主网的上线时间较迟，错过了以太坊发展的这几年黄金时间。然而，ETH2.0上线又将是2年以后的事情，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。所以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！

原文标题：《波卡平行链与ETH2.0》撰文：谈国鹏，Ownbit创始人

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