了解 Layer 0 的指南：Polkadot 生态系统如何运作

从头开始构建特定于应用程序的任务可能是一项艰巨的任务，幸运的是，有一些解决方案可以提供快速设计解决方案所需的开发简易性。在本文中，我们将阐述 Polkadot 的设计，这是一个用于网络开发的多链平台。

要点

• Polkadot 为区块链的构建提供了模块化的 SDK。

• Polkadot 是一个零层系统，提供创建特定于应用程序的区块链生态系统所需的安全性和互操作性。

• 建立在 Polkadot 之上的区块链可以自主地实现其独特的共识和交易逻辑，这使得 Polkadot 本质上与 Layer-1 (L1) 架构无关。

特定应用区块链的好处

开发人员选择出于特定应用目的构建自己的区块链有几个原因。

表现

像以太坊这样的去中心化网络的吞吐量非常有限，每秒都有数千个智能合约被调用。当新版本发布时（尤其是天然气密集型版本），区块链就会饱和，费用就会上涨以满足需求。

这是一场持续的资源竞争，所有竞争者都同样受到网络价格波动的影响。

Avalanche使用的类比完美地说明了多链系统的需求。将以太坊区块链想象成一条水平线的二维道路，并将每笔交易视为该路径上的一辆汽车。

在市场饱和期间，流量将会疯狂，导致巨大的延误。现在，假设您有一个供您的用户、朋友和家人使用的专用网络。他们可以不受干扰地开车穿过那条路。听起来不错，不是吗？

在多链生态系统中，每个网络彼此并行运行。对于最终用户来说，交易更快、更便宜，因为块空间不与竞争应用程序共享。这不仅可以提高性能，还可以确保弹性；即使以太坊出现停机，AppChains 也将继续运行。

块空间：一个块可以容纳的最大气体量。交易不断通过基本费用和优先费用来争夺这一点。

定制化

开发去中心化应用程序时，您需要考虑底层网络施加的限制。设计选择必须考虑网络吞吐量、最终性、安全性、数据类型限制等。

当公司可以确定谁可以加入网络并在网络上进行交易，以及控制通过特定桥梁退出网络的资产时，公司可以更轻松地确保合规性。

价值捕获

开发人员可以选择使用特定于应用程序的区块链的本机货币，而不是创建社区代币。这种方法充当供应池，因为 Gas 支付是在本地执行的，无需使用 ETH 或 MATIC 等外部货币。

为什么 Polkadot 是零层

Polkadot 是一个 Layer-0 (L0) 区块链，因为它为其他区块链提供安全基础设施。它是最低级别的编程，为以优化安全性和互操作性的方式构建 L1 区块链设定标准或起点。最终用户不与该层交互。

Polkadot 不托管智能合约，但提供必要的工具，以便 L1“平行链”可以构建其基础设施（共识、状态机、智能合约等）。

平行链：构建在 Polkadot 之上的区块链的流行术语。

最后，第 0 层的核心要素是它们提供的固有互操作性。构建在 Polkadot 之上的第 1 层可以彼此无缝交互，从而实现无需信任的资产交换，而无需通常涉及安全问题的桥梁。

波卡架构

让我们深入了解该协议的架构。您需要了解的主要元素是平行链、整理器和验证器。

生态系统的组成部分

中继链

波卡宇宙的中心是中继链。平行链可能有自己的共识、状态机逻辑和签名机制，但这与中继链无关。

如前所述，这一层没有智能合约。区块链可以附加到这条链上，唯一的要求是实现 Polkadot API 接口，因为这对于链间通信至关重要。

中继链的主要职责是保护网络并提供互操作性。应用程序特定的逻辑被委托给平行链，平行链具有不同的共识、功能和区块终结逻辑。

验证者

验证器的作用是收集交易以创建新块以向网络提议。每个区块链的验证者都持有 DOT（原生货币）并验证中继链的交易。

平行链

中继链容纳有限数量的执行槽。在 Polkadot 文档中，这些插槽被比作 CPU 的并行核心，提供了一个有用的类比。希望连接到中继链的区块链必须实现 Polkadot API。

由于插槽数量有限，他们还需要参与拍卖或众贷机制，以确保中继链中的空间。

众贷：一种在中继链中获得席位的众筹机制。在此过程中，社区积极贡献资金来支持您的项目，从而能够参与中继链的有限名额。

平行线程

运行平行链可能会很昂贵，主要是由于运行验证器所需的计算能力，更重要的是，赢得中继链中的拍卖所需的代币数量。 Polkadot 通过引入平行线程的概念来解决这一挑战。

与 24/7 运行的传统区块链不同，使用平行线程的开发人员不需要连续托管节点，从而避免了可能不需要持续处理块的解决方案的不必要的能源消耗。

Polkadot 如何确保互操作性

区块链有上千种，每一种都有不同的共识机制。为了使平行链能够进行通信，需要有一种消息传递格式来概括网络中交易发生的不同形式，以便操作差异不再重要。

为了解决这个问题，Polkadot 团队设计了跨共识消息（XCM）格式，抽象了跨区块链可能的消息意图。

例如，使用此标准，平行链用户可以将其不可替代的资产发送到另一个平行链的桥接器，并在以太坊网络中接收资产。

平行链是如何开发的

在 Polkadot 生态系统中创建区块链的最直接方法是使用 Substrate SDK 提供的模板。这些模板允许您通过组合各种可选模块来塑造您的区块链。

例如，您可以选择合并资产模块，引入原生可替代资产逻辑来增强网络。

此外，身份等模块提供了内置名称服务的便利，类似于以太坊名称服务（ENS）。

如果您希望对区块链逻辑采用更量身定制的方法（无论是独特的共识机制还是专门的忠诚度计划模块来激励用户进行特定交易），您可以灵活地创建一个新的 FRAME 模块来无缝整合这些功能。

在接下来的文章中，我们将研究构建和定制您自己的区块链的细节，并探索 Polkadot 生态系统中的各种可能性。

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