博卡联合创始人解读平行链：它是一种更简单的区块链形式

Polkadot是一个用于可伸缩的去中心化计算和互操作性的区块链。在本文中，我们将研究这个网络的一个主要部分：平行链。

今天的区块链以相当标准的形式出现，由两部分组成。第一部分是共识算法，它提供了安全性。第二部分是状态机，它提供了安全性值得依赖的链的所有方面。以太坊、比特币、zcash和其他加密货币都受到工作证明（POW）及其各种变体的保护，但它们处理不同的交易类和账户（构成其唯一状态机的东西）。想象一下，一个开发者想出了一个新区块链的好主意，可以提供有效的隐私保护、财富分配或其他令人兴奋的功能。当开发人员致力于实现这种独特的状态机时，他们还必须实现一些一致的算法，当他们启动链时，它必须与其他链竞争安全资源。这给新区块链项目的开发带来了成本和不安全。

让我来介绍平行链。并行链（parallelizable chain）是一种简单的区块链形式，它连接到“中继链”提供的安全，而不是单独提供安全。之所以称之为中继链，是因为它不仅为额外的并行链提供了安全性，而且还保证了它们之间的安全消息传输。平行链的一个关键特征是它们执行的计算基本上是独立的。图灵的完整智能合约系统在确定哪些事务将相互“冲突”时会遇到问题，这意味着可以并行的事务将按顺序运行，从而浪费宝贵的计算时间。在并行链之间划一条线意味着我们可以一次执行所有并行链，而不必担心“冲突”——如果我们有10个并行链，我们可以使用相同的安全源执行10倍的工作。

高度专业化的并行链还有另一个目的：它们可以以最有效的方式为其问题领域实现数据存储和事务操作，而不会落入区块链特定的脚本语言或虚拟机。在其核心，比特币脚本和EVM等模的设计考虑到了互操作性，但使用这些模的系统为其实现的所有部分支付了更高的执行成本，而不仅仅是那些可以从运行在同一网络上的其他系统访问的部分。相比之下，polkadt并行链通过异步消息传递进行通信，因此它们只需在并行链相交的边界处付出数据一致性的代价。

请注意，您仍然可以创建一个并行链，为完全通用的图灵完全智能合约提供框架。一个简单的例子是由EVM驱动的平行链。基于以上原因，部署在这个并行链中的合约将受益于以太坊智能合约的多功能性和互操作性，但也带来不便。主要区别在于它是完全可选的。我们相信Polkadot可以集成关键的解决方案，同时仍然保留使用非常通用的框架作为其最强大的功能之一—可选性。

并行链最有趣的用例之一是作为可伸缩性的工具。可以创建具有自己的平行链的平行链，依此类推。这创建了一个树结构，可以用来执行高度分布式计算，而不必减少根中继链本身的总体负担。主要的问题是要保证数据的可用性—并行链块方式要有有效性证明，任何人至少可以检查一段时间。验证者的责任是确保他们验证的块证明仍然可用。不幸的是，如果消息没有在链上被删除，就不可能（或者至少很难）证明应该发送的消息没有被发送。在很大程度上，我们可以通过声誉保证来避免这个问题：当相对可信的一方指出验证者隐瞒了数据时，他们可能会受到惩罚。这也可以扩展到硬币投票系统或多级法院。为了降低恶意虚假举报的有效性和实用性，每一次举报不良行为都要伴随销毁不退资金。当有足够的人参与计算时，例如在平行链的情况下，通常会获得必要的数据。另一个缓解策略是设计并行链。当供应链停滞或受到攻击时，可以提取存储的价值，尽管当供应链执行智能合约锁定资金或自动管理自己的费用时很困难。

一种更有趣的可伸缩性方法可能是使用零知识（zk）证明。现代的非交互ZK证明，例如ZK snakes或ZK stars，允许我们检查具有一些已知输入和一些未知输入的已知程序是否正确执行的证明，并且在不披露任何关于私有输入的信息的情况下知道程序的输出是什么。像这样最常见的ZK证明称为隐私工具，但它们也可以用于性能。令人惊讶的是，不管程序本身的复杂程度如何，检查这种零知识证明的时间或多或少是恒定的，而且有些证明的时间比相应的程序执行时间要短！这意味着即使对于可能需要几个小时才能处理的极其复杂的事务，链的验证者也可以在很短的时间内进行验证。不幸的是，创建ZK证明的计算和内存成本仍然高于普通用户的可行性。在降低这些成本之前，实践证明ZK仍然是未来的发展方向。

但平行链的优点是它们用途广泛。通过允许每个平行链定义其自身有效性的概念，我们可以无缝地从当前的大证明过渡到未来更轻更高的证明。随着碎片化研究的发展，添加平行链来实现最新技术变得非常容易。最后，这就是Polkadot的价值主张：它处于正确的抽象级别，可以在现在和将来使用，而不需要任何不必要的成本。本系统的设计不仅可以适应任何进度，而且具有可扩展性，可以方便的集成最新开发的可扩展性。