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跨鏈技術趨勢 – 深度解析Polkadot(一)

匯流新聞網/James 2020.08.11 17:26

區塊鏈市場應用專家-James

歷時三年明星跨鏈(註1)項目 — Polkadot,在這風風雨雨的2020悄然上線了,在Defi(去中心化金融)(註2)重新引爆區塊鏈市場的熱潮下,跨鏈無疑被認定為下一個業界風口,而Polkadot的「跨鏈」究竟是什麼呢?就讓我們一起來了解它的始末,也可以知道自己到底在炒什麼幣。

▲明星創始人 — Gavin Wood

說到Polkadot就不能不提到明星創辦人Gavin Wood。
Gavin Wood在創立Polkadot之前,是以太坊聯合創辦人與Web3基金會的創辦人,也是以太坊技術長(CTO)。Gavin Wood最廣為人知的就是他是以太坊黃皮書(Ethereum yellow paper)(註3)的撰寫人,黃皮書可視為是以太坊的技術聖經。

黃皮書當中提出了智能合約專用程式語言 — Solidity、以太坊虛擬機(EVM)的概念,Gavin Wood之後作為技術長也包辦了以太坊源碼、結構、技術整合等工程,奠定了以太坊穩固的技術基礎,以太坊能在這麼短的時間能進行商業崛起,成為第二大公鏈(註4),都是建立在其穩定的技術基礎上,Gavin Wood可說是功不可沒。

Gavin Wood隨後創辦了區塊鏈技術開發公司 — Ethercore,後改為Parity Technologies,Polkadot這一項目也由Parity Technologies所管理。

番外篇 — Parity wallet慘案

Parity wallet是由Gavin Wood所打造的以太坊客戶端錢包(註5),是當時主打快速與使用體驗極佳的錢包之一,但先後在2019年的7月20日與11月6日發生兩起技術漏洞,造成大量金額損失。

7月20日:駭客透過該Parity Wallet中的多重簽名(multi-signature)功能漏洞,使駭客將錢包的所有權轉移到自己手上(正確來說,是控制後頭智能合約的所有權),從而竊取了15.3萬顆的以太坊,折合當時市價約3000萬美元。(這還是白帽駭客搶救過後的損失…)

11月6日:GitHub 用戶 devops199 發表了代號 #6995 的提案 — 「任何人都可以刪除合約」,然後聲稱自己將Parity wallet的合約刪除了。devops199透過調用合約的公開函數,將合約的所有權移轉給自己(又來了)

結果他就把合約刪掉了…
結果他就把合約刪掉了…
結果他就把合約刪掉了…

當時Polkadot已經成功結束一輪融資,GitHub 用戶 devops199這麼一搞,除了93萬顆ETH(以太幣)就這麼被凍結了(當時市價約2.8億美元),也凍結住Polkadot融資獲得的30萬顆ETH(約為9000萬美元)。

Polkadot跨鏈結構

背景介紹完了,我們該來看看Polkadot的跨鏈葫蘆中賣的是什麼藥了。
先來參閱一下Polkadot白皮書中所提到的跨鏈架構:

這張圖中我們只需要先找出中間白色的Relay chain、旁邊白色圓點連接的Parachain,以及下方連結Ethereum的Parachain bridge就好。

中繼鏈(Relay chain)、平行鏈(Parachain)、轉接橋(Bridge),為Polkdadot跨鏈的核心架構。

中繼鏈(Relay chain)

為Polkadot網路的底層,也是我們一般稱為的「主鏈」,負責共識演算法與交易,驗證平行鏈中的資訊,以確保全局一致性。

平行鏈(Parachain)

平行鏈可視為中繼鏈的「子鏈」,這些鏈有自己的狀態機、自己的規則、自己的代幣、以及自己的區塊驗證機制。
從上圖的環狀結構中,旁邊的白色圓點都是連接中繼鏈的「插槽」,而在Polkadot的中繼鏈上,任何人皆可建立屬於自己的Token與自己的應用場景,將產生的數據與程式運算後紀錄於中繼鏈上。

轉接橋(Bridge)

轉接橋為Polkadot跨鏈的核心架構,可視為是特殊的平行鏈。
Polkadot可透過轉接橋,將例如比特幣、以太坊的資料連接到平行鏈上,目前Polkadot有三種跨鏈機制:

1.橋接合約(Bridge Contracts)

透過在平行鏈與其他主鏈(例如:比特幣、以太坊)上部署智能合約,以此達到跨鏈溝通的效果。

2.跨平行鏈通訊(Cross-Parachain Communication)

平行鏈之間可透過Polkadot的ICMP(Inter-Chain Message Passing)機制進行通訊,主要過程為:

A將自己需要跨鏈的交易/訊息放到自己的輸出等待列中
A的資料收集人將資料提供給A的驗證人
驗證人驗證成功後將A的區塊鏈訊息與等待列資料提交到中繼鏈上
中繼鏈透過共識演算法進行確認後,中繼鏈上的驗證人將A的交易從A的等待列中輸入至B的等待列中
B根據等待列的資訊修改自身的區塊鏈帳本

3.內置橋接模塊(In-built Bridging Modules)

將內置模塊直接串接到特定的鏈上,例如比特幣或以太坊,可以將其他主鏈的資料直接,概念上可將其他主鏈視為Polkadot的平行鏈,這一做法可快速地與其他主鏈進行對接,實現代幣經濟的擴展,但也同時否定掉橋接合約(Bridge Contracts)的必要性。

說了這麼多專有名詞,用最簡單的方式來解釋:
Polkadot就像一個延長線(中繼鏈)。
延長線上有很多插槽可以連接各式家電(平行鏈)。
平行鏈可以透過連接橋串接不同的主鏈。

待續...

註1:跨鏈,指透過一個技術,讓一條區塊鏈與另一條區塊鏈的資訊或價值可直接進行傳遞或流通。
註2:Defi,去中心化金融,Decentralize Financial,運用區塊鏈去中心化的特性,結合既有金融服務的應用,使用在個人借貸、支付行為及投資行為等法人/自然人金融服務。
註3:以太坊黃皮書,Ethereum yellow paper,就是以太坊白皮書的深度探討演算法、技術層面及以太坊運作機制的版本。
註4:公鏈,Public Blockchain,所有人皆能參與其中的區塊鏈,可參與的事包含發送、接收、驗證等共識決定。與之相反的俗稱私鏈、聯盟鏈等,主要為參與角色資格限定與否。
註5:錢包,在此指區塊鏈錢包,係以透過網路連線至存取用戶私鑰(Private Key)的數位錢包。

照片來源: 資料照片

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