Polkadot系列1-愿景篇：互联网还未长大就已经老了 Web3.0该是什么样 Polkadot如何实现？

目录

1. 愿景：为什么我们需要Web3.0

2. 哲学：波卡的定位及系统实现原则

3. 结构：以何架构托起Web3的未来

4. 共识：安全且去中心化的信任机制

5. 治理：将去中心化进行到底

6. 生态：聚合异构多链共建共赢

7. 变形：DOT已不是证券而是软件

8. 展望：多链将呈现的竞合格局

ONE

 愿景：为什么我们需要Web3.0

2014年4月，Gavin Wood发布博文《去中心化应用：Web3.0是什么样的》（《DApps: What Web 3.0 Looks Like》），其中提出了Web3.0概念和构想。源于对越来越集权化的Web2.0弊端的担忧，需要找到一个合理技术路径实现“去中心化”–他认为Web3.0是基于区块链为底层技术的、由一组包容性协议构建的去中心化网络；所有人将成为一个可信任节点，在不需要第三方的环境下可以进行良好的交互；每个人能够掌控自己的数字身份、资产和数据，从而掌握自己的命运。总之，Gavin Wood主张用区块链来记录公共信息，保护个人隐私，保障个人数据及资产所有权，并消除对可信第三方的需求，从而建立起全新的加密数字经济。可以说，是Gavin Wood首次将区块链引入互联网和加密数字经济形态的设计，并引发行业内外对Web3.0广泛讨论和深入探索实践。

虽然“Web3.0”这一概念在早期阶段并未得到行业内充分响应，但Gavin Wood曾作为以太坊联合创始人在推动以太坊落地实现的过程中，愈加清楚地意识到发展Web3.0的必要性，并在2018年在Medium上发布《为什么我们需要Web3.0》（《Why We Need Web 3.0》）。他认为：“今天的网络到底出了什么问题？简而言之，这是一个大宝贝，它没有长大就老了。虽然通过数据包交换网络和超文本平台将地球的各个角落连接起来是一项了不起的成就，但网络已经因其自身的成功而变得腐败。”

所以去中心化是手段，其目标是服务于Gavin Wood曾表达的Web3.0的愿景：“Web3.0将催生一个全新的全球数字经济 , 创造新的商业模式和市场，打破像Google和Facebook这样的平台垄断，并产生大量自下而上的创新。”可以看出，Gavin Wood希望通过Web3.0实现更宏大、长期的目标，不是诸如微软那样的垂直集成产品堆栈，不是BTC聚焦在加密数字货币的“点对点电子现金系统”，也不是以太坊“智能合约和去中心化应用平台”的“世界计算机”，而是“全新的全球数字经济”。

当前，在距离Web3.0概念提出10年后，这一概念已在行业中获得广泛共识，虽无明确定义，但内涵被不断丰富和延展。行业中普遍将Web3.0和Web3进行了区分，Web3.0代表技术概念，是实现Web3的技术汇总；而Web3代表下一代价值互联网及其呈现的数字经济形态，是当下行业的发展阶段，代表未来数字社会的一种新范式，已成为了整个行业发展的共同愿景。

为了推动Web3.0技术发展和Web3愿景实现，Gavin Wood及其团队随后创建了开发框架Substrate、W3F（Web3 Foundation）和Polkadot项目。Polkadot是基于Substrate构建并由W3F推动的区块链明星项目。W3F认为创建“替代Web2.0”的去中心化互联网的一种方法是使用区块链技术，并以Polkadot作为最佳设计实现，他们将Web3.0的期望赋予了Polkadot，所以Polkadot与Web3.0一脉相承。

那么，Polkadot是如何构建以Web3.0为核心特征的技术体系，又将如何推动Web3愿景的实现呢？

我们将通过一系列的文章从不同角度来解读Polkadot,比如愿景篇、结构篇、共识篇、治理篇、生态篇、变形篇以及展望篇。本文是系列的开篇，即愿景篇，主要是从愿景和实现原则出发，以综述的方式梳理整个系列文章的结构框架和各部分的概要内容，从整体上为读者建立初步的认知框架和重点，以及知道从哪些方面、如何获取更详细的资讯；并进一步理解到Polkadot如何秉持Web3愿景，以始为终，持续推动行业进入Web3时代，推动全新的数字经济时代的到来。

当然，鉴于涉及到技术、系统及生态等的复杂性，本人认知及能力有限，若有错谬，请不吝指教。

TWO

哲学：波卡的定位及系统实现原则

我们认为波卡行事低调，但志存高远。正如其白皮书中“波卡的哲学”所陈述：“Polkadot需要提供一个绝对坚实的基座，来在其之上建设下一代共识系统，覆盖从生产级别的成熟设计到初期想法的所有风险。”由此可见，Polkadot希望通过“坚实的底座”面向全人类提供一种公共事业和公共服务，而不是某些具体业务，以广泛支持运行其上的Web3数字经济。

换句话说，波卡不是直奔“Web3矿场”来淘金的，但他愿意为淘金的人们提供住宿（如插槽）、照明（如DOT）、工具箱（如Substrate）、铲子（如XCM）、规则（如OpenGov）等基础设施、工具和服务，以便大家能充分发挥所长，放大价值，高效、有序甚至联合协作淘金，并效应最大化。波卡以这种方式创造和贡献价值，聚合起“淘金生态”。如此以来，“Web3矿场”蕴含的价值也将被充分开采，从而呈现繁荣景象。

为此，波卡系统的构建需要遵循以下原理和原则：

● 最小：中继链作为核心基础设施，聚焦于提供公共服务所必要的基础功能，如共识、安全和互操作性；其他专业功能都交给平行链，波卡为其提供“坚实的底座”。

● 简单：只要可以推给中间件、放在平行链，就不在基础协议里添加多余的复杂性，因为简单所以开放，更具灵活性。

● 通用：不对平行链中添加任何要求、约束或限制；作为不同共识系统的通用基石，Polkadot需要最具适应度的可组合、可扩展和优化能力。

●健壮：通过在节点网络、治理机制、代币模型等各个基础层面实现去中心化，有效抵御各种攻击，实现系统及其经济运行的稳定性。

了解波卡的定位、系统构建原理和原则，有助于我们更深刻、全面地理解波卡的系统架构、共识机制、治理机制、生态建设和推进逻辑等，以及展望波卡可能呈现的未来世界。

THREE

结构：以何架构托起Web3的未来

以太坊作为发展最为快速的公链和当前最为繁荣的应用生态，被业内所拥泵，但因计算效率低且难以扩展、拥堵、费用高等因素，难以支持应用规模化，亦被众人所诟病。开发者和应用服务提供商不得不谨慎做出选择。

作为以太坊的联合创始人之一、CTO、以太坊黄皮书的撰写者，Gavin Wood意识到以太坊构建的加密世界似乎并不能完全符合他对Web3未来世界的设想。所以在离开以太坊后，他创建了Polkadot（波卡链），彻底打破BTC、以太坊旧有区块链系统架构，以一种异构多链架构为基础设施托起Web3可持续发展。

波卡的整体架构

波卡以中继链、平行链及转接桥的架构（如图3-1）实现了一致性和有效性的分离，超越了“区块链不可能三角”，具有共享安全、无限扩展、平滑升级、跨链和互操作以及去中心化等特征。波卡刻意设计的技术架构和具备的功能特性，使其可以承载大规模商业化的Web3应用。波卡为此而来。

图3-1：Polkadot整体架构示意图

波卡的先行网Kusama跟波卡具有类似的架构，是与波卡并行的网络，只是定位有所不同。Polkadot团队会把一些不是很确定，需要测试的功能，放到Kusama网络上做实验，也做为一些创新的试验田，从而降低主网上线的风险，减少不必要的混乱。特别说明一下，本系列文章中不对Kusama进行单独介绍，需要的时候会在相关部分一同提及。

波卡目前只有1条中继链，可以承载100条平行链。在未来或将出现3-4条甚至更多中继链，比如现在Kusama已构建起自己独特的生态，可以通过波卡-Kusama转接桥连接，转变成为与现有中继链平行的中继链，从而打通两个生态，放大整个生态价值。按照这种中继链扩展的逻辑，波卡网络将变得无限可扩展。

开发框架Substrate

波卡基于Substrate而构建，而Substrate是一个高效构建不同区块链的框架，利用其可以简单轻松地创建一个区块链。Gavin Wood曾在柏林2018 Web3峰会上演示，利用Substrate在30分钟内，在一个原装出厂的笔记本电脑上开发出一条功能齐全的区块链。这被业界赞为“一键发链”。但我们认为Substrate之于波卡乃至整个Web3行业的贡献，犹如当年Linux之于安卓，其价值有待我们深入挖掘。

跨共识消息格式XCM

XCM是“跨共识”消息格式，是不同共识系统相互交流的语言，或者说是波卡跨链通信中传递的内容。它不仅能在区块链（不同共识系统）之间交流，还能在智能合约、Substrate pallet（模块）之间传递任意类型的信息。

也就是说，通信参与者所基于的共识引擎可以完全不同, 但只需在通信中遵循一致的Polkadot跨链框架即可进行任意通信。

未来XCM也不会仅仅局限于波卡/substrate 生态内, 而是成为任意不同共识系统之间的通用通信语言。这种“跨共识”的通信解决方案, 是波卡区别于其它跨链解决方案的最特殊的地方。

2022年中，XCM相继在Kusama及Polkadot上的推出，截止该年底已发送超过36万条XCM消息，开启了安全跨链互操作的新时代。XCM的推出，也将吸引大量区块链应用加入波卡生态，有助于增强波卡网络效应，促进生态繁荣发展。

Polkadot是以区块空间为中心的异构多链架构

波卡是面向多链未来而构建的架构体系，但波卡的目标绝不是为了最大化区块链的数量，而是最大化去中心化网络可以做的工作量和经济效率，这跟平行链数量、安全执行、抗审查、可用性、成本和可组合性等要求有关。区块空间（Blockspace）就是对这些要求和目标进行抽象的新兴概念。

以太坊是区块空间产品的第一个主要创新者，它通过将虚拟机引入协议并通过“gas”计量可用的区块空间，它允许根据执行的计算量和使用的存储量将单个区块内的块空间定量分配给应用程序。所以区块空间反映了区块链完成和提交操作的能力，是Unstoppable应用程序的关键要素，而应用程序是区块空间的主要消费者。

 区块空间供应跟区块链系统的可扩展性有关，区块空间质量则跟区块链提供的安全保障有关，越安全，质量越高，可用性越强。

 Polkadot是以区块空间为中心的异构多链架构，具有无限可扩展性和高度共享安全，是一个高效且灵活的区块空间生成器，其目标是最大化存在的区块空间数量，成为最有效的区块空间生产者。

在后续的“结构篇”中，我们将围绕波卡的实现架构、跨链解决方案、开发框架Substrate、区块空间及其意义、波卡之平行链与以太坊之L2的对比分析等方面进行更深入的解读，更多资讯可参阅：

1.https://wiki.polkadot.network/docs/getting-started

2.https://www.rob.tech/polkadot-blockspace-over-blockchains/

FOUR

共识：安全且去中心化的信任机制

波卡的全网共识在中继链中完成，采用提名权益证明机制（NPoS），是基于现代的异步（asynchronous）拜占庭容错（BFT）算法实现。Polkadot使用BABE及GRANDPA的混合共识算法，前者用作块生产机制，后者增加了最终性。

这种混合共识模型允许Polkadot构建一个非常快速、可互操作的网络，具有可证明的最终性，可以托管数千个不同的平行链，同时提供足够的安全性和去中心化。

共识机制中涉及到4类具体的参与角色，分别是验证人（validator）、提名人（nominator）、收集人（collator）、钓鱼人（fisherman）。通过4类共识角色的交互关系为波卡网络提供了执行和验证效率、安全性和去中心化程度。

在后续“共识篇”中，我们将就波卡共识机制涉及到的算法、角色、参与方式等方面进行深入探讨，更多阅读请参阅：

白皮书

1.中文版：

chrome-extension://bocbaocobfecmglnmeaeppambideimao/pdf/viewer.htmlfile=https%3A%2F%2Fassets.polkadot.network%2FPolkadot-lightpaper_zh-cn.pdf

2.英文版（更新版）：https://github.com/w3f/research/blob/master/docs/papers/OverviewPaper-V1.pdf

FIVE

治理：将去中心化进行到底

波卡实行链上治理，治理机制被协议化为相互关联的功能组件，如国库、议会、公投等，这些组件可以随着波卡系统发展而进行升级迭代。参与治理的各个主体通过各自的区块链账号与系统交互，进行质押、委托、提案、投票等治理操作。公投通过的提案会在系统预设的“公投通过延迟”时间后自动执行，未通过则默认为拒绝执行。这一切都发生在链上，并为波卡的区块链账本所记录，公开、透明、防篡改、可追溯，排除了人为干涉，体现了安全、公平与效率。

当前，治理协议已经经历了V1和V2（OpenGov）两次迭代，而V2.5已在规划之中。从V1到V2的升级迭代，治理协议变得更加的高效和去中心化，比如OpenGov改变了日常决策的实际方法，显著增加系统能够做出的集体决策的数量；解散了V1的链上中心化实体-议会，将议会的所有责任转移给社区通证持有者；以“Polkadot Fellowship”替代了技术委员会，旨在降低进入门槛，扩大成员范围，增加成员权重等级和动态进出机制，覆盖更广泛的合作者，使其更具去中心化特征。

在后续的“治理篇”中，我们将围绕治理框架、运行机制、核心目标以及治理成效等进行具体的分析。更多资讯请参阅：

https://wiki.polkadot.network/docs/learn-opengov

SIX

生态：聚合异构多链共建共赢

共建共赢的长期价值策略

Gavin Wood在Polkadot Decoded 2022大会上曾明确表达“生态系统思考”，无论是Parity或者W3F都无意于构建、拥有和运行一个综合垂直集成的产品堆栈，波卡保持开放和竞争，所有这些对参与者意味着机会、灵活性、去中心化以及长期成功。这是一种生态共建、共赢的长期价值策略。

具体到波卡，中继链下沉为Layer0,提供必要的共识、安全和跨链互操作，成为众多Layer1平行链的“坚实底座”，由此聚合起平行链生态，支持其联合协同和规模化运作，使得平行链效能最大化，这将形成波卡与平行链共同致力于扩大网络效应的共建、共赢局面。

以异构多链和跨链实现生态聚合和融合

与当下一些项目“撞破脑袋”抢夺资源和流量不同，波卡不玩“花活”，聚焦本位，不争一时，只争朝夕，潜心推进生态建设，这主要体现为异构多链和跨链的有序推进，他们分别是：

● 公益平行链：通过把一些系统功能放到平行链而成为公益平行链，服务于整个平行链生态，让中继链腾出更多的空间来验证更多平行链，从而可以支持更多的平行链。这是波卡在提供公共产品与服务方面的努力。目前已上线的公益平行链有Statemint、Collectives和Encointer，正在开发的有Bridge Hub、波卡-Kusama桥、Snowbridge和Sequester。

● 同构平行链：已有86条平行链运行在波卡和Kusama之上，超过500多个项目基于波卡而构建，他们分布在DeFi、Dex、中间件、NFT、钱包、社交、元宇宙等各个赛道，呈现出多样性生态图谱。最为关键的是生态项目规模化商业应用的特征开始凸显，如Astar与NTT Docomo以40亿美元合作推进Web3；Efinity与游戏巨头Square Enix的合作开发波卡赋能的NFT；Centrifuge以2.2亿美金引领迄今为止最大的现实资产进入链上投资等。类似的平行链用例正在推动波卡支持Web3创新经济形态的目标实现，反映出波卡在支持规模化商业应用方面的优势和潜力，这是未来Web3成为普适的社会经济范式所应具备的基础特征。

● 异构网络：通过转接桥打通与异构网络的链接，如BTC、以太网，这无疑将增强波卡的广泛适用性，带来持续的用户及资产增量以及应用创新。

● 跨共识消息格式：跨共识消息格式XCM犹如一枚深水重磅炸弹，威力深远而强大，它将使得中继链聚合的各个“孤岛链”实现消息、资产等的安全跨链以及链间互操作。中继链实现了生态聚合，在此基础上XCM将加速生态融合，XCM是推动生态网络效应的飞轮。

开发者生态持续壮大带来生态活力和强劲潜力

越来越多的开发者进入波卡生态，形成了开发者增长最快、日活最高、除以太坊外规模最大的开发者社区。2022年中开发者月活跃度达到2500名的峰值，有超过200多个团队基于Polkadot技术堆栈已经启动或正在构建专用区块链。这是波卡生态厚积薄发、具有强劲发展潜力的佐证。

Web3基金会是Web3生态发展的重要推手

Web3基金会（W3F）致力于资助或以其他方式协助与其使命一致的项目的开发和部署。W3F由研究团队和商务团队组成，前者专注于技术开发、部署和维护WEB3.0，促进分布式加密软件创新技术和应用的研发，后者负责社区沟通对接、商业合作、布道教育、生态布局以及基金审核发放等，二者是Web3生态发展的重要推手。目前已经有476个项目获得基金扶持。

在后续“生态篇”文章中，我们将从平行链及生态图谱、开发者生态、W3F的生态贡献、波卡的生态特征等方面进行详细的分析。更多资讯可参阅：

https://polkaproject.com/#/ https://polkadot.subscan.io/

SEVEN

变形：DOT已不是证券而是软件

波卡的发行和分配

DOT即波卡币，是Polkadot网络的原生数字资产。DOT发行分为初始发行和每年通货膨胀进行增发。最早的初始发行量是1000万枚，但后期经过1:100拆分后变成了10亿枚。所以DOT发行总量=10亿初始发行+每年通货膨胀。

DOT的初始发行主要分配给Web3基金会、Parity、开发团队等；而采用通货膨胀模型对验证人和提名人发行新代币给予奖励，以合理引导代币质押数量，实现共识安全性和代币流动性。

DOT的三个不同通途

DOT具体的应用场景有支付交易费用、质押、治理、平行链插槽的获取以及在Polkadot上启用多个关键功能等。而在波卡系统中，DOT的用途可以归纳为三种：网络治理、网络运行和绑定平行链。

波卡的三轮融资

截止目前，波卡项目经历了三轮融资，分别出售了580万枚（拆分后为5.8亿枚），募资总额大概在2.5亿美元。众多机构看好波卡的发展潜力，参与投资的知名资本有Bosst VC、Pantera Capital、PolyChain Capital、IOSG、Fundmental Labs等。

波卡的变形

根据美国证券交易委员会（SEC）以往的政策法规，最初为筹款目的提供和出售的几乎所有数字资产都极有可能被定型为证券。但2019年4月，SEC发布了其数字资产“投资合同”分析框架，其中表明存在一条合规的前进道路，允许最初作为证券提供和出售的数字资产在以后重新评估。这条道路将允许数字资产不再是证券，实现变形。

Web3基金会秉承开放沟通和对话的精神，保持与SEC积极会面和为期3年的合作，消除了SEC的担忧，并开发出可行的理论，制定了解决方案实现代币变形。2022年11月Web3基金会宣布，Polkadot区块链的原生数字资产DOT已经变形。DOT不是证券，它只是软件。这是Web3途中重要的里程碑，无论对于波卡，还是整个行业来说，都具有重要意义和参考价值。

在后续“变形篇”中，我们将围绕DOT的发行与分配、通胀机制与经济模型、功能用途、认定为证券的风险和变形的重大意义等方面进行详细陈述。更多资讯请参阅：

1.https://medium.com/web3foundation/less-trust-more-truth-polkadots-native-token-dot-has-morphed-and-is-not-a-security-b2a8847a70cc 

2.https://www.globallegalinsights.com/practice-areas/blockchain-laws-and-regulations/19-morphing-a-labour-of-love-story-or-token-morphing-isn-t-dead

EIGHT

 展望：多链将呈现的竞合格局

Web3行业发展阶段及发展脉络

自BTC及区块链技术出现以来，Web2.0传统信息互联网正在向基于区块链构建的价值互联网变化发展。目前，区块链行业发展可以大致分为Blockchain、Crypto、Web3三个阶段，每个阶段对应了主流公链、生态、价值生成的发展脉络。

公链结构既决定也限制其功能特性，并主导了行业生态发展

BTC网络的核心贡献在于首创了可编程加密数字货币，并为行业带来了区块链分布式账本，为价值互联网发展及Web3创新经济形态提供了技术、货币等关键要素和新型生产关系。

以太坊对行业的贡献是在BTC的基础上，通过强大的智能合约和去中心化应用平台，为区块链技术、货币创新带来以去中心化金融为主的应用场景，让行业内外打开了Web3的一扇窗，窥探到更广阔的价值空间。但要进入这个空间需要底层及公链技术、基础要素等不断创新和扩展。

波卡将成为Web3数字经济的引领者

公链爆发，百家争鸣，而唯有波卡是Web3的倡导者，引领Web3的探索和实践。波卡以中继链、平行链及转接桥的架构超越了“区块链的不可能三角”，加上Substrate、XCM与OpenGov，从基础架构、开发框架、跨链互操作与治理等各个层面构建了一套完整的体系，为支撑Web3创新经济形态的形成和发展奠定了坚实的基础，其生态应用已经扩展到规模化的商业领域，为行业进军Web3打出了漂亮的样板，其后续发展值得期待。

多链竞合格局带来Web3多元化繁荣发展

从目前的发展状况来看，BTC已经奠定了加密数字货币的“王者宝座”，实现全球范围货币及资产的自由流动。

而以太坊当前被定位为去中心化金融的应用平台，作为结算层支持金融自由。但围绕以太坊进行的扩容，特别是Layer2解决方案快速发展，再加上未来的ETH2.0升级，其应用广泛性和想象空间或将再次打开。

行业中专注高性能计算的创新公链如Aptos、SUI，专注于分布式存储的公链Filecoin、Arweave，以及去中心化云计算Phala Network、Oasis等，将为行业注入新的动力，完善基础设施，加速应用创新，构建起完整的生态体系，带来Web3多元化繁荣发展。

我们认为波卡作为Layer0，是最为底层的基础设施和完整的框架体系，将与其他公链竞合发展，并在聚合和融合各个公链生态中发挥关键重要，致力于构建安全、互联互操作、规模化发展的价值互联网，实现Web3数字经济新世界。

在后续的“展望篇”中，我们将就Web3行业的发展阶段和脉络、主流公链结构及功能特性、多链的竞合格局、波卡如何赢得Web3发展等方面进行具体分析，敬请期待。