为何波卡被称为Layer 0？

2023-06-10 08:06:15

理解区块链的技术本质，将揭示加密货币运行轨迹的神秘面纱。了解这背后的原理，将为你带来全新的视角，让你对加密货币的奇妙世界充满无尽的好奇。

波卡是一个内部互连的区块链平台，被赋予技术堆栈元协议或Layer 0的定义，这个概念并不为人所知，因此很多人也不清楚这其中的奥妙。特别是对未曾研究波卡的人而言，更难理解这对于理解区块链本质有什么意义。

本文将通过波卡（Polkadot）带你了解区块链最本质的技术概念，以及区块链技术对加密世界的重要性。

第一点：什么是区块链的层？

区块链是由多个拥有独特设计目的的部分组成，为了更好地协同工作，每个部分被定义为一个层（layer），“层”是Web3世界的独特词汇。Web3技术用分层构建的方式提高区块链的安全性和可扩展性，也让不同协议和功能组合工作，这种灵活的架构被称为技术堆栈。

区块链自创世以来，通过在创世区块上构建新的区块来使其不断延展。新的交易会改变存储在每个新区块中的数据，同时也会改变存储在前一个区块中的数据摘要，以确保所有内容都是相关联的。去中心化的共识机制能确保每笔交易和区块都是有效的。

区块链的架构确保了链的安全性和交易的不可篡改性。但在高需求的情况下，链的交易速度会变慢。为了扩展，每个组件可以通过层的分离实现单独优化和开发，这就实现了在安全的前提下，扩展性能以灵活的方式实现，并构建出更丰富的区块链。

根据支持波卡和Kusama的Web3基金会的说法，Web3技术栈可划分为4层，即从Layer 0（最深的基础层）到Layer 4（用户与之交互的界面）。

让我们来看看Web3基金会对于他们将波卡定义为Layer 0所代表的意思，以及对于用户来说平台会呈现什么样子。

所以…….. 波卡是一个Layer 1？

波卡并非Layer 1区块链，而是独特的Layer 0区块链，因为波卡是一个让Layer 1区块链（智能合约平台和应用区块链）部署的平台。接着阅读，了解更多细节！

揭秘波卡的Layer 0

如何理解波卡是Layer 0？先向上走一步，理解Layer 1的含义。在区块链中，Layer 1是一类无需信任的交互协议。知名的案例比如：以太坊主网、Avalanche和Moonbeam。

Layer 1的区块链能支持各种应用，比如DeFi和NFT。而Layer 0是为支持Layer 1区块链存在的，Layer 2、Layer 3或Layer 4则是在Layer 1区块链基础上构建。所以，Layer 0不是给应用构建的区块链，而是为其他不同层的区块链提供安全性和基础架构的平台。

什么是Layer 0？Layer 0是如何运作的？

Layer 0：区块链运行的神秘引擎

Layer 0是区块链技术堆栈的基础，它的设计目标是提高安全性和互操作性。Layer 0区块链为Layer 1设定了起点或标准，也是最基础的编程语言。通过Layer 0链接的区块链拥有一种通用语言，从而实现相互兼容和沟通。

终端用户并不需要与这些基础的技术堆栈接触，毕竟Layer 0是服务于Layer 1区块链的开发工具。举个例子，波卡本身不提供智能合约，但是我们能从基于波卡构建的Layer 1区块链（平行链）中找到可交互的智能合约。

波卡凭什么能自称是Layer 0？首先，它为平行链打造了低信任交互平台。波卡通过共识为不同平行链提供了共享安全和互操作性，无需第三方提供额外的交换消息和执行交易的架构。波卡本身能提供构建公链最基础的功能：安全、质押和治理。

什么是Layer 1？

Layer 1区块链负责数据的分发和交互。在波卡生态系统中，Layer 1区块链改进了波卡本身的基础层。随着区块链生态系统的发展，Layer 1也可以扩展其他Layer 1。平行链需要波卡，而波卡需要平行链：波卡提供平行链安全性和连接性，但链上活动本身发生在平行链上的智能合约级别。

尽管终端用户并非直接与以太坊、Avalanche和Moonbeam等Layer 1链进行交互，但他们通过构建在Layer 1之上的DApp与这些链进行交互。例如，虽然终端用户没有直接与作为智能合约平台的Moonbeam本身进行交互，但他们仍可以使用原生Token GLMR支付交易费用，或者在DeFi应用中使用GLMR。虽然大多数用户熟悉Layer 1区块链的名称，但实际上终端用户是与构建在Layer 1上的应用程序进行交互，而非直接与Layer 1本身交互。

Layer 1可以提供不同的功能或具有不同的优先级，如智能合约平台、DeFi或存储。在Layer 1区块链，开发者在基础Layer 0（或Layer 1）框架内工作，设计协议来完成任务。Layer 1利用如EVM和WASM等核心协议，但增加了使开发者能够与Layer 0交互和构建的功能。

为何Layer 1需要Layer 0

Layer 0区块链协议被设计为解决各个Layer 1区块链可能面临的挑战。

例如，像波卡这样的Layer 0协议为所有平行链提供了安全性和其他工具，使得这些平行链可以专注于开发特定目的或特定应用的区块链。

同时，波卡作为一个共识层，实现了原生互操作性，使得这些区块链能够在同一个网络中进行互操作。这种设计使得不同的区块链可以相互连接和通信，共享安全性和其他基础设施，从而为整个生态系统带来更大的灵活性和互操作性。

历史上，Layer 1区块链之间存在隔离，这给它们带来了一些挑战。公链之间独立运行，需要自行负责安全性和其他必要的功能。此外，通用的区块链往往无法高效处理特定使用场景下的问题，也无法对其进行优化。为了提供安全性并构建所需的一切，开发人员在Layer 1面临了重负，并可能牺牲性能。此外，运行多个不同系统的超载区块链可能会变得缓慢且交易费用极高。

Layer 0协议如波卡（Polkadot）通过提供安全性和共享基础设施，为各个平行链提供了解决方案。此外，Layer 2解决方案，如侧链和扩容方案，也在提供更高的吞吐量和更低的交易费用方面取得了一定的进展。

在Layer 1公链，与用户、信息和Token进行交互以实现扩展和增长是非常重要的。此前，唯一的选择是使用跨链桥连接到其他具有更多用户或流动性的区块链。然而，现有的跨链桥解决方案在连接Layer 1区块链方面存在一些限制，并且有时不够可靠。

当一条Layer 1区块链连接到Layer 0协议（例如波卡或Kusama）时，许多问题可以得到解决。Layer 0协议如波卡虽然独立存在，但它的真正价值是通过与构建在其上的平行链一起使用来实现的。这些平行链利用波卡提供的工具和基础设施，解决特定的用例问题或提供有意义的终端用户应用。

区块链层的全貌类比：Layer 1视为岛屿

除了Kusama和波卡平行链，大多数的链都是独立的，这代表每条链需要管理所有的一切，包括安全性。像Cosmos这样的生态系统具有类似服务的中心，但是在架构上与波卡相对不同。

如果将这些独立的Layer 1区块链视为岛屿：

它们拥有自己的语言和货币，并且每个社区自行管理
可以构建桥将岛屿连接在一起，但是有很多因素会影响桥的稳定性和使用性
来自不同岛屿的社区可能会有不同的语言和不同的操作习惯，从而使交互变得更为复杂
在岛屿之间通过桥进行转移时可能会存在限制性
岛屿之间的通信和移动是可能的，但是有时候非常困难且不值得信赖波卡可以在没有桥的情况下安全地连接平行链。

作为基于波卡（Layer 0区块链）的Layer 1，平行链类似于波卡社区中由道路连接的房子。

在波卡社区中，道路是区块链之间的共享安全性和通信的路线，可以用于治理和其他手段。波卡是一个管理机构，负责维护道路和抓捕不良行为者，类似于警察
社区中的每个人使用相同的语言并遵守社区规则，以保证每个人的安全
平行链（即房子的所有者）制定各自的规则
平行链可以建立通往临近社区房子的捷径，以便通过波卡提供的“道路”直接访问其他平行链

波卡的中继链类似于Layer 1区块链的底层基础，将中继链连接起来，并共享波卡整个生态系统的安全性。区块链之间的通信是由波卡协议（例如XCMP）提供。XCMP是一个由波卡开发的跨链共识消息传递协议，由平行链使用，同样也可以扩展至外部区块链使用。

打个比方，波卡是平行链正常运行的基础，可以看作是平行链社区所在的底层。波卡维护道路和其他基础设施，从而不需要平行链来维护。

波卡去中心化的基础设施安全地连接平行链，允许平行链之间更加简单且可靠地移动。这些连接是直接的，并且可以承载各种负载。平行链之间的移动是双向的，可以在不受任何其他影响（包括天气、交通和区块链本身的稳定性）下转移数据、NFT、Token等。

波卡被设计为一个大型的社区，平行链均受益于波卡带来的安全性和跨链互操作性的选择，同时通过平行链各自的Token、验证人和治理来维护主权，因此平行链为了整个生态系统的利益而共同协作。

波卡作为互操作性的中心

波卡的目标是促进区块链网络的真正去中心化，并通过原生互连功能使支持Layer 1的基础层区块链在本地互相连接。这种原生互连功能带来以下好处：

可扩展性

波卡上没有智能合约，所有的智能合约都存在于平行链上。这使波卡能够专注于消息传递和安全性层面，而平行链作为扩展性解决方案。

定制化

波卡本身仅专注于作为Layer 0的基础运作。允许像Layer 1区块链这样的定制化协议将平行链变得异构。其他Layer 1区块链必须在保证安全性的同时使用Dapp进行扩展。然而，波卡及其定制化区块链（即平行链）共同协作实现这一目标。

每条平行链都可以自主定制其设计，以优化特定的使用场景或应用。这使得团队能够专注于实现其目标，而无需在其他区块链技术层面（如安全性）上分散精力。虽然平行链之间相互连接，但它们可以专注于特定功能，如存储、隐私或智能合约。专注于一项任务通常比在同一时间兼顾安全性、存储、隐私和智能合约等方面做得更出色。

互操作性

所有的平行链都构建在Substrate框架上，并连接至波卡的基础架构，因此他们可以本地通信、交易资产并进行跨链交互和连接。波卡的XCM（跨共识消息传递）格式，具有XCMP，允许平行链在不使用中继链的情况下进行互相交互，以共享资产等。

无分叉升级

所有的Runtime升级必须进行公开的链上投票，因此不会有恶意操作的情况出现。在波卡上，代码即法律，所有执行都是通过链上投票来决定。

跨链互连智能合约

最新的波卡和Moonbeam升级为波卡生态系统提供了更高级别的互操作性水平。互连合约（Connected Contracts）利用中继链的安全性并使用波卡的XCM和外部通用消息传递进行跨链通信。此功能将平行链的互操作性扩展至外部独立区块链，例如以太坊、Avalanche和Cosmos。

通过允许终端用户将任何Token与位于任何区块链上的功能相结合，这类跨链应用程序代表了正在向可用性方面进行的转变。所有这些用户体验将在一个应用程序中实现。这种区块链之间通信的可用性将通过产生更多具有卓越用户体验的有效协议来改变Web3的发展。

为什么要在波卡（Layer 0）上构建一个Layer 1？

在Web3技术堆栈的背景下，波卡已成为Layer 0的一个知名示例。Layer 0是技术堆栈的基础，包括区块链如何通信，以及如何以最简单的方式进行编程。随着区块链技术的不断发展，将会出现新用例以及互操作性和通信的可能性。当用户的使用率不断增加时，独立链将面临新的挑战，促使为管理这些发展而构建的生态系统变得更有吸引力。

尽管这些Layer 1是在比特币和以太坊之后创建的，但是波卡及其平行链引入了关键的基础部分，这将成为Web3互操作性未来的结构。