金色观察｜波卡中继链的运行原理

波卡未来是一个庞大的异构分片架构。在这个庞大的结构里。中继链是波卡的中心链。Polkadot的所有验证者的DOT都被质押在中继链上，并为中继链进行验证。中继链上的交易类型相对较少：治理机制交互、平行链拍卖、NPoS。中继链不支持智能合约。主要职责是协调整个系统以及平行链。其他具体工作委托给具有不同功能的平行链来完成。

Polkadot 可以支持多个执行槽。这些插槽就像计算机处理器上的内核（例如，现代笔记本电脑的处理器可能有八个内核）。这些核心中的每一个都可以一次运行一个进程。Polkadot 允许这些插槽使用两种订阅模型：平行链和平行线程。平行线程和平行链具有相同的 API；他们的区别是经济上的。平行链必须在其插槽租赁期间保留 DOT；平行线程将按块付费。平行线程可以变成平行链，反之亦然。

整个Polkadot网络中发生的大部分计算都将委托给处理各种应用的特定平行链或平行线程实现。Polkadot对平行链可以做什么没有任何限制，除了它们必须能够生成分配给平行链的验证器验证的证明。证明主要验证平行链的状态变化，包含特定应用、智能合约、隐私或其他。

连接到Polkadot中继链的平行链都共享中继链的安全性。Polkadot在中继链和所有连接的平行链之间具有共享状态。如果中继链因任何原因必须恢复，那么所有平行链也将恢复。这是为了确保整个系统的有效性可以持续存在，并且没有个别部分是可破坏的。

共享安全性，有时在文档中称为池化安全性，是平行链加入Polkadot 网络的独特价值主张之一。在高层次上，共享安全意味着所有通过租用平行链插槽连接到 Polkadot中继链的平行链都将受益于中继链验证者提供的经济安全。

共享安全的概念不同于建立在网桥架构上的链间协议。对于桥接协议，每条链都被认为是具有主权的，并且必须维护自己的验证者集和经济安全性。

Polkadot 克服安全可扩展性问题，因为它将所有经济激励都吸引到了中继链，并允许平行链在创世时利用更强大的安全性。主权链必须付出更多努力来增加其代币的价值，以使其对资金充足的攻击者具有足够的安全性。

在Polkadot上，链安全性之间的这种差异将不存在。当平行链连接到 Polkadot 时，中继链验证器集成为该平行链状态转换的安全器。平行链将只需要运行一些收集人节点以使验证人了解最新的状态转换和证明见证的开销。然后，验证者将检查它们是否分配给了平行链。通过这种方式，新的平行链即使刚刚推出，也会立即受益于 Polkadot 的整体安全性。

平行链由称为collator 的网络维护者维护。收集人节点的作用是维护平行链的一个完整节点，保留平行链的所有必要信息，并产生新的候选块传递给中继链验证者进行验证并包含在 Polkadot的共享状态中。收集人节点的激励是平行链的一个实现细节。除非平行链实施规定，否则他们不需要在中继链上质押或拥有原生代币。

Polkadot确认平行链上发生状态转换之前，必须根据存储在中继链上的注册状态转换函数 (STF) 对平行链上发生的新状态转换的证明进行验证。关于平行链逻辑的关键约束是它必须可由中继链验证者验证。验证最常见的形式是捆绑的状态转换证明，称为验证证明 (PoV) 块，它从一个或多个平行链收集人提交给验证人进行检查。

“平行链共识”的特殊之处在于它将遵循波卡中继链。平行链不能使用提供自己的最终确定性的其他共识算法。只有主权链（必须通过平行链桥接到中继链）才能控制自己的共识。平行链可以控制区块的创作方式和创作者。Polkadot 保证有效的状态转换。在中继链的上下文之外执行区块确定性超出了 Polkadot 提供的信任范围。

波卡2.0里，预计会包含嵌套中继链，意味着平行链可以连接多个中继链。提名人通过选择优秀的验证人并质押DOT来保护中继链。验证者通过质押 DOT、验证收集者的证明以及与其他验证者达成共识来保护中继链。选定的准验证者是随机选择（每个 epoch）参与验证的297个验证者之一，创建了一个由200个准验证者组成的验证者池。

这些参与者在将新区块添加到中继链以及所有平行链中发挥着至关重要的作用。这允许各方通过中继链完成跨链交易。平行链验证者参与某种形式的链下共识，并将候选收据提交到 tx 池，以便区块生产者包含在链上。中继链验证器保证每个平行链都遵循其独特的规则，并且可以在无信任环境中在分片之间传递消息。