决定性的战斗？ Poka和以太坊2.0设计的全面比较

编译：自由和容易

前言：北京时间5月26日晚，广受关注的公链项目Polkadot发布了第一个候选链CC1，将来有可能成为Polkadot主网。根据描述，Polkadot已从以前的跨链定位切换到分片协议，因此它将面向以太坊2.0。

Polka的分片设计和以太坊2.0的分片设计有什么区别？本文将对8个方面进行全面的比较：模，体系结构，共识，赌注，分片，消息传递，治理和升级。 （注意：两者均处于计划阶段）

（图片来自：tucheng.com）

模文章

以太坊2.0中的所有分片都具有相同的状态转换功能（STF）。此状态转换功能（STF）提供了执行智能合约的接口。协定存在于单个分片上（并且异步消息可以在分片之间发送），因此可以通过并行执行分片来扩展它。

同样，在Polkadot中，每个分片都承载核心逻辑，分片并行执行，并且Polkadot可以跨分片发送异步消息。但是，协议中的每个分片都具有唯一的状态转换功能（STF）。该应用程序可以存在于单个碎片中，也可以通过组合逻辑跨多个碎片存在。另外，Polkadot使用WebAssemb（Wa）作为“元协议”只要Polkadot上的验证程序可以在Wa环境中执行，分片的状态转换函数（STF）就是抽象的。

建筑文章

以太坊2.0

以太坊2.0的主链称为信标链。信标链的主要负担是证明，这是对分片数据可用性和信标链有效性的投票。以太坊2.0中的每个分片都是具有以太坊Wa（eWa）接口的区块链。

以太坊2.0只需一个信标链即可开始阶段0（阶段0），在阶段1（阶段1）中，以太坊将有64条简单的分片链来测试信标链的终结性。每个分片都向信标链提交“交联”，其中包含确定分片数据的信息。之后，在阶段2（阶段2）中，分片将实现eWa接口，并最终使系统可用。 [1]

此外，该网络还将具有一些“侧链”，这些侧链将与非以太坊2.0终结链交互。

波尔卡圆点

像以太坊2.0一样，Polkadot也有一个主链，它的名字叫Relay Chain，然后有一些碎片叫做parachain。并行链不限于单个接口，例如eWa。相反，只要它们向中继链验证程序提供其状态转换功能（STF），就可以定义自己的逻辑和接口。

根据计划，Polkadot准备每个区块最多验证100个碎片。除了计划在每个块中执行的并行链之外，Poka还具有动态调度的并行线程（parathread）。这允许分片插槽在链条之间共享，就像多个小航空公司在机场共享一个登机口一样。

另外，为了与其他链（例如比特币）进行交互，Polkadot还将具有提供双向兼容性的桥平行链。

共识

以太坊2.0和Poka都使用混合共识模，其中区块生产和终结有其自己的协议。对于最终协议，以太坊2.0中使用的Casper FFG和POLKA的GRANDPA基于GHOST，它们可以在一轮中完成一批区块。对于块生产，两种协议都使用基于插槽的协议。这些协议将验证器随机分配给插槽，并为未完成的块提供派生选择规则。其中，以太坊2.0使用RandDAO / LMD，而波卡使用BABE。

在共识广场上，以太坊2.0和Poka有两个主要区别：

以太坊2.0基于称为“纪元”的时间段完成了一批区块。当前的计划是每个“时代”有64个区块，并在一轮内完成所有区块。估计的块时间约为12秒，这意味着预期的最终时间为6分钟（最多12分钟）[2]，Pocar的最终协议GRANDPA根据可用性和有效性检查完成了块的批处理，这些检查会进行随着提案链的增长。换句话说，Polka的最终时间会随需要执行的检查次数而变化（无效报告会导致协议要求其他检查），估计时间约为12至60秒。

以太坊2.0每个分片需要大量验证器以提供强大的有效性保证。 Polka的分片需要更少的验证器，并且还提供了强大的有效性保证。 Polkadot通过使验证者将擦除代码分发到系统中的所有验证者来实现此目的，以便任何人（不仅是分片验证者）都可以重建并行链的块并测试其有效性。

放样

以太坊2.0将是一个权益证明（PoS）网络，每个验证者都需要承诺32 ETH才能参与区块验证过程。验证程序将运行一个主“信标链”节点和多个验证程序客户端（每个客户端需要32 ETH）。这些验证器分配给“委员会”，这些委员会是随机选择的组，用于验证网络中的分片。以太坊2.0依靠建立一个大的验证程序来提供可用性和有效性保证：每个分片至少需要111个验证器才能运行网络，并且每个分片在一个时期内至少需要256个验证器终结所有分片[3]。这需要64个分片或16,384个验证器（每个分片提供256个验证器）[4]

Poka可以使用更少的验证程序，还可以提供强大的终结性和可用性保证。它使用权益证明（NPoS）机制从较小的集合中选择验证者，并让较小的所有者指定验证在运行基础结构的同时仍需要系统的奖励而不必运行自己的节点。 Boca计划在第一年拥有1,000个验证器，并且网络中的每个并行链都需要大约10个验证器。

分片

以太坊2.0中的每个分片都具有相同的状态转换功能（STF）。在阶段1（预计在2021年实现）[5]，分片将是一个简单的数据容器，提供与信标链的交叉链接，在阶段2（预计2023），分片将实现eWa执行环境。 EWa是Wa虚拟机的受限子集，其接口提供了一组可用于合同的方法。对于eWa，将有一套类似于Truffle和Ganache的开发工具。 {{6]}

Polkadot中的每个分片都有一个基于Wa的抽象状态转换函数（STF）。只要逻辑被编译为Wa，并且每个分片都向Polka Verifier提供“执行块”功能，则每个分片都可以公开自定义接口。 Polkadot具有一个Substrate开发框架，该框架可以配置，组合和扩展模块以开发链的状态转换功能（STF）。

讯息传递

以太坊2.0中的碎片将通过它们的交叉链接和状态访问彼此的状态。在以太坊2.0模中，将有64个分片，并且每个分片都会为信标链中的每个块发布一个交叉链接，这意味着该分片可以包含基于另一个分片上的交易的交易。轻客户端证明了执行逻辑。 [7]到目前为止，以太坊2.0研发团队尚未发布有关分片之间消息传输的规范。

Polkadot对并行链使用跨链消息传递（XCMP）协议，以相互发送任意消息。并行链打开了彼此之间的连接，并可以通过其建立的通道发送消息。如果两个并行链具有任何公共的完整节点，则它们可以通过完整节点传播消息。否则，验证程序将处理消息传递。消息不会通过中继链，只有发布和通道操作（打开，关闭等）的证明会进入中继链。通过将数据保留在系统边缘，可以增强系统的可伸缩性。

此外，Poca还有一个称为SPREE的附加协议，该协议为跨链消息传递提供了共享逻辑。通过SPREE协议发送的消息为接收链的来源和解释提供了其他保证。

管治

以太坊目前使用链外治理方法，例如Github讨论，所有核心开发者讨论以及以太坊魔术师来就协议做出决策。 [8]

Polkadot使用链上治理（使用名为multicameral的系统）。它有几种方法可以通过提案，例如链上理事会，技术委员会或公众。所有提案最终将由公民投票决定。在公投活动中，大多数代币的参与都可以控制结果。对于可能的低投票率，Poka使用自适应仲裁偏差来设置通过阈值。

升级文章

以太坊2.0的升级将遵循正常的硬分叉过程，这要求验证者升级其节点以实现协议更改。

使用Wa元协议的Boka可以执行链升级，而无需使用硬分叉。像STF，事务队列或脱链这样的任何东西都可以升级，而无需分支链。

总结一下

以太坊2.0和Poka都使用分片模，其中分片链（以太坊2.0中的“分片”和Poka中的“并行链/并行线程”）通过主链连接到主链块，以保护分片状态。两项协议在几个主要方面有所不同。首先，以太坊2.0中的所有分片都具有相同的状态转换函数（STF），而Poka允许分片具有抽象状态转换函数（STF）。其次，以太坊的治理过程独立于区块链。它需要协调一个硬分叉来制定治理决策，而在Poka，它的决策是在链上做出的。第三，验证者选择机制是不同的。与以太坊2.0相比，每个Polkadot分片的验证器数量更少。

相关信息;

1.以太坊2.0阶段https://docs.ETHhub.io/ETHereum-roadmap/ETHereum-2.0/ETH-2.0-phases/↵

2.以太坊2封锁时间https://github.com/ETHereum/ETH2.0-specs/blob/676e216/specs/phase0/beacon-chain.md#time-parameters↵

3.以太坊2.0经济学https://docs.ETHhub.io/ETHereum-roadmap/ETHereum-2.0/ETH-2.0-economics/↵

4.Buterin，ETH2碎片链简化建议https://notes.ETHereum.org/@buterin/HkiULaluS↵

5，2020年梅萨里加密论题https://messari.io/report/crypto-theses-for-2020↵

6. eWa设计https://github.com/ewa/design↵

7.共享常见问题https://github.com/ETHereum/wiki/wiki/Sharding-FAQ#how-would-synchronous-cross-shard-messages-work↵

8，以太坊治理纲要https://github.com/ETHereum/wiki/wiki/Goernance-compendium↵