区块链:模块化之争：波卡的Substrate框架与Cosmos SDK谁将引领未来？_IMOS

背景

此前区块链的发展，一直以来都在开启公链的军备竞赛，新公链都旨在探索更快的性能以及更低的成本，从而能够支持区块链可能的大规模商用。然而还有一些团队，或许想要做一条独自运行的区块链，但是构建一条区块链并维护它，其难度非常高，并且团队也很难有额外的精力去做好原本想做的事情上。但是行业的发展不能因为做链的难度高而受到阻碍，因此像波卡或者?Cosmos?这样的?Layer?0?项目便应运而生。

Substrate?是一个开源、通用的区块链开发框架，提供了区块链开发所需的底层公共组件，可以让普通的开发者快速地开发一条区块链应用，来验证自己的想法。Substrate?在设计和开发过程中，一个首要的考量是保证软件的可扩展性。Parity?的工程师在开发的时候考虑了多种可能的使用场景，比如各种类型的公链、私链、联盟链、跨链等等。Substrate?还支持?WASM?智能合约和可插拔式共识机制，并且与波卡网络兼容。

CosmosSDK?是一个开源的框架，用于构建多资产公共权益证明区块链，如?CosmosHub，以及许可的权威证明区块链。使用?CosmosSDK?构建的区块链通常被称为应用特定区块链。CosmosSDK?的目标是让开发者能够轻松地从零开始创建自定义区块链，这些区块链可以与其他区块链原生地互操作。我们将?CosmosSDK?视为在?CometBFT?之上构建安全区块链应用的?npm-like?框架。

基于?SDK?的区块链是由可组合模块构建的，其中大部分模块都是开源的，任何开发者都可以使用。任何人都可以为?CosmosSDK?创建模块，并且将已经构建好的模块集成到你的区块链应用中就像导入它们一样简单。更重要的是，CosmosSDK?是一个基于能力的系统，它允许开发者更好地推理模块之间交互的安全性。

模块化DEX基础设施Native获Cypher Capital战略投资:7月20日消息，模块化DEX基础设施Native已与Web3风险投资基金Cypher Capital达成合作伙伴关系并签署融资协议，具体金额暂未披露，双方将重点拓展中东和北非市场，并帮助企业和开发者利用Native的金融设施基础层将应用程序快速构建为DEX。[2023/7/20 11:06:00]

关于?Substrate?框架与?CosmosSDK?我们可以通过一个对比图，简单的对他们有个基本的了解：

但是乍一看两者所做的事情是类似的，都是帮助开发者能快速做一条链出来，并且符合当下比较热门的概念——模块化区块链，这不禁让许多人产生好奇，两者对比起来究竟如何。而这样的疑问也最终在波卡论坛上被讨论起来。一名开发者提出了这样相对具体的问题：

对于?CosmosSDK?和?Substrate，能从技术层面上进行比较吗？更具体地说：

1.相比?Go，使用?Rust?是否真的有优势？

2.哪个平台在工具/库/生态系统等方面更优越？

3.使用?Substrate?还是?Cosmos?进行开发更“容易”？

4.哪个更容易学习？

5.两者都可以实现相同的功能吗？

而?Parity?的软件工程主管?ShawnTabrizi，主要负责改善?Substrate?生态系统中的开发者体验，也参与了?Polkadot?的核心软件开发，为?Polkadot?提供了共享安全性、跨链通信和平行链插槽等功能。由他来回答这个问题，是恰如其分的。

他是这样回答的：

首先，在理解你上述一些问题的出发点的同时，我建议你将问题分为关于平台核心支柱的问题，即那些无法改变的事物，以及更多短暂性质的问题。

模块化区块链项目Avail脱离Polygon，将由联创Anurag Arjun接管:3月16日消息，模块化区块链项目Avail将完全从Polygon脱离，此外，Polygon联合创始人Anurag Arjun将离职不并接管Avail。Polygon于2020年底启动了Avail项目，并于2021年年中公开推出。Avail发言人表示，Arjun参与开发了该项目，作为分拆的一部分，它现在由Arjun全资拥有的一家公司实体收购。

据悉，Avail是一个模块化的区块链，允许开发人员构建可定制和可扩展的应用程序。Avail解耦了数据可用性层，使链开发人员更容易专注于执行和结算。Avail 目前在测试网上运行，主网将在不久的将来跟进。作为分拆的一部分，Avail将创建一个新的非营利基金会Avail基金会，并最终将治理权移交给社区。[2023/3/17 13:09:03]

例如：我认为目前可以说?Cosmos?可能是更“容易”构建和学习的平台。这很大程度上是因为它们使用?Go?语言，这对新开发者来说似乎更友好。当?Cosmos?开始启动链时，到?Polkadot?开始启动平行链时，Cosmos?提前了?1-2?年，我认为指出这一点是公平的。最后，我认为他们的一些事物更简单，因为他们更专注于创建以通证/DeFi?为中心的区块链，而不是以通用计算为中心的区块链，但这是我超出了真正了解的范围。

关于这些问题，我想指出的是，尽管?Cosmos?可能更容易学习，但我们绝对在竭尽所能去改变这一点，我希望构建不可阻挡的去中心化应用程序的决策不是基于“今天哪个更容易”。相反，在选择要在其上构建业务的平台时，你需要选择在技术和哲学上做出正确决策的平台。

在这种情况下，我认为这是我们会主张?Polkadot?相较于所有其他新一代区块链平台具有重大优势的地方。

模块化区块链Celestia完成5500万美元融资:10月20日消息，模块化区块链网络Celestia完成5500万美元融资，Bain Capital Crypto和Polychain Capital领投，参投方包括Placeholder、Galaxy、Delphi Digital、Blockchain Capital、NFX、Protocol Labs、Figment、Maven11、Spartan Group、FTX Ventures、Jump Crypto以及多名天使投资人，包括Balaji Srinivasan、Eric Wall和Jutta Steiner。

据介绍，Celestia引入了模块化区块链架构来解决部署和扩展区块链的挑战，Eclipse、Constellation和dYmension等模块化区块链项目已选择Celestia作为其数据可用性层。Celestia于今年5月推出了其测试网Mamaki，其引入了一个新的数据可用性API，为构建区块链解锁了一个强大而简单的原语：有序且可用的数据。Mamaki的升级计划于2022年10月下旬进行。[2022/10/20 16:30:33]

对于计算扩展性，我们通过分片实现执行的并行化。

对于资源/经济扩展性，我们使用中继链提供的共享安全性。

对于活跃性，我们将?BABE?用于区块生产，将?GRANDPA?用于最终确定性。

为了未来的兼容性和性能，我们将?Wasm?作为所有状态转换函数的核心。

为了让我们的所有软件都易于使用并提高性能，我们使用Rust。

为了开发敏捷性，我们将链上治理和升级作为我们技术的核心。

等等...

通过查看?NFT?发布、比较总价值锁定或者阅读白皮书，这些事物的重要性并不容易理解。这些决策会随着链产生的每个区块而累积。这些决策的影响将在很多年里。

Fuel Labs推出模块化执行层Fuel Beta-1测试网:9月9日消息，以太坊模块化执行层Fuel开发商Fuel Labs宣布推出面向开发人员的Fuel Beta-1测试网，开发人员可以随意向其部署合约，无需许可或白名单，用户也可以与已部署的合约进行交互。另外，任何人都可以使用水龙头获得一些测试ETH来部署合约或与合约交互。FuelLabs提醒称，Beta-1不是激励测试网，参与该网络将不会获得直接奖励。

Fuel 通过并行交易执行为以太坊提供可扩展性。本周， Fuel Labs宣布完成8000万美元融资，Blockchain Capital 和 Stratos Technologies 领投，Alameda Research、CoinFund、Bain Capital Crypto、TRGC、Maven 11 Capital、Blockwall、Spartan、Dialectic 和 ZMT 等参投。[2022/9/9 13:18:44]

另外，关于?Cosmos?的链间安全问题，Shawn?补充到：

我认为?Cosmos?的“链间安全”试图听起来像共享安全，但实际上它们并不相同。像共享安全这样的东西无法在现有协议中进行回溯。支持共享安全需要从底层设计，从?Wasm?作为状态转换函数的共享语言，到平行链协议和?PoV/PVF，以及中继链本身的存在。

在这里并没有说什么不好的，因为这些都很技术性，但如果你认为?Cosmos?可以简单地“添加共享安全”到他们的生态系统中，这暗示着对共享安全是什么以及?Polkadot?如何提供它，没有充分深入的理解。我们应该在这方面做得更好，但是只要我们尽力解释我们这边的情况，其他团队很容易用“话语”来假装做同样的事情。

这和那些称自己为去中心化、开放、安全、容错等的链是一样的……用这些词描述任何东西很容易。让事物真正成为这些词则很困难。

Router Protocol推出模块化跨链桥Voyager:金色财经报道，区块链通信基础设施Router Protocol今天宣布推出Voyager，这是一种具有增强的安全功能和快速交易速度的跨链桥。在Voyager上处理跨链转移逻辑的合约与处理储备资产的合约是分开的，从而最大限度地减少了额外的常见攻击向量。Voyager还使用链上验证，这比使用链下共识的协议更安全。除了大量的安全功能外，用户还可以利用网桥的高速性能——Voyager上超过50%的交易在不到一分钟的时间内处理完毕，80%的交易在不到两分钟的时间内完成。（cryptoninjas）[2022/7/1 1:42:59]

以下是我打算发表的一篇讨论?Polkadot?共享安全和?Cosmos?所谈论的构建之间差异的?Twitter?帖子的初稿。由于?Cosmos?方面的提案被拒绝了?34?，我选择不发布任何内容，而不是与过去的幽灵作斗争。

图中内容：

换句话说，Polkadot?可以被认为是相当于一组独立链，除了以下两个非常重要的点：

1.池化安全性；

2.无需信任的链间可交易性。正是这些点使我们认为?Polkadot?具有“可扩展性”。从原理上讲，要在?Polkadot?上部署的问题可以在大量平行链上大规模并行化。由于每个平行链的所有方面都可以由?Polkadot?网络的不同部分并行进行，因此系统具有一定的扩展能力。

CosmosHub?发布了一篇新的关于“Atom2.0?”的白皮书，这是他们现有协议的扩展，其中一个新原则是“链间安全”。Cosmos?团队将此功能定位为类似于?Polkadot?提供的共享安全，但这两种技术实际上截然不同。

图中内容：

链间安全：安全性是为?Cosmos?网络构建关键组件所必需的基础，CosmosHub?的链间安全环境将得到丰富的新功能，使其更加实用、高效和协同。

那么，Cosmos?上的链间安全将如何工作？Polkadot?上的共享安全如何工作？这里的关键区别是什么，它们之间的真正比较如何？

Cosmos?生态系统由主权链组成，通常使用?CosmosSDK?构建。链间安全建议?CosmosHub?的验证者将被治理强制参与其他链的验证。为此，CosmosHub?的验证者需要为将提供“链间安全”的每个链运行额外的可执行二进制文件。如果未能履行职责，他们押注的?ATOM?通证将被削减。问题在于，这种设计不具备可扩展性，并且无法像?Cosmos?生态系统目前的设计那样具备可扩展性。

想象一下，如果?Hub?想要向其他?100?条链提供安全保障，那么节点运营方现在将需要运行?100?条区块链，可能需要在?100?立的机器上运行，以防止竞争性计算资源。这种设计还增加了验证者受到恶意二进制升级攻击的风险。对于数百个团队的软件很难建立信任，你需要运行所有这些软件，而且所有这些软件都可能针对你在这些机器上存储的敏感密钥。

另一方面，Polkadot?从一开始就设计了共享安全，并使用元协议在单个生态系统中以真正可扩展且安全的方式抽象运行多个区块链。这个元协议就是?Wasm。

你可以将?Polkadot?兼容的区块链看作两部分：客户端和?Runtime。每个客户端充当?Wasm?执行器，区块链运行时是一个可以在安全沙盒中执行的?Wasm?二进制大对象。

你可以将其与游戏机进行比较，游戏机被设计成可以玩许多不同的游戏。就像?Polkadot?客户端一样，游戏机只是运行游戏的主机。借助我们的区块链开发?SDKSubstrate，我们允许您轻松设计与此游戏机兼容的“游戏”。

在这种背景下，你可以将?Polkadot?二进制文件视为“一体机”。Polkadot?验证者运行一个可执行任何平行链?WasmRuntime?的可执行文件。这意味着，单个?Polkadot?二进制文件可以实时将自己变成?Polkadot?生态系统中的任何区块链。

Polkadot?生态系统的验证者在任何时候只扮演一个角色。从我们的验证者池中，一些被选为验证中继链，其余的被分配到?Polkadot?同时保护的许多平行链中。这种选择过程是随机的，并随着时间的推移而改变，抵制来自恶意行为者子集的串通可能性。

这意味着整个?Polkadot?生态系统及其广泛的应用特定区块链可以使用单个经过审查的可执行文件来确保安全。然后，所有其他区块链的状态转换功能都运行在一个沙盒中，使网络和节点运营方也能保持安全。

但等等……还有更多。

Cosmos?终于弄清楚了?Polkadot?今天已经存在的合并经济安全的大致基本原理，但它完全忽略了多链安全中心的更深层次作用。

Polkadot?中继链的一个关键方面是，它跟踪所有平行链的状态，并将它们保持同步。这意味着在?Polkadot?上确认的区块暗示了与所有平行链相同高度的所有链之间互动的终结。这是白皮书中提到的第二点，即无需信任的链间可交易性。

这意味着在?Polkadot?上的共享安全和最终确定性扩展到链之间的关系，而?Cosmos?的链间安全只能保护单个链。这也是?XCMP?相对于?IBC?作为多链消息传递协议具有的根本优势。

总之，Cosmos?在链间安全方面朝着正确的哲学方向发展，但这种哲学在事后几乎不可能设计进去。过去?6?年来，Polkadot?一直秉承这些原则进行构建。

未来将是多链的，而?Polkadot?在设计上最适合支持这个未来。

小结

Shawn?的解答充满了许多技术上的解答，也许理解起来有些难度，简单来说，Shawn?想要表达的是以下几个意思：

1.Shawn?承认?Cosmos?可能更容易学习和构建，部分原因是它使用了对新开发者更友好的?Go?语言。但是，他认为在选择平台时，关键是选择在技术和哲学上做出正确决策的平台，而不仅仅是看哪个更容易上手。另外，讨论两者的差异点还需要知道一个前提是，Cosmos?比波卡更早运行了?1-2?年。

2.他认为?Polkadot?在许多方面具有优势，包括计算扩展性、资源/经济扩展性、活跃性、未来兼容性和性能、易用性以及开发敏捷性。这些优势可能不容易从表面现象中看出，但会随着时间的推移产生影响。

3.从?2016?年?11?月的原始白皮书提交以来，共享安全一直是?Polkadot?设计的关键部分，而?CosmosHub?在发布新的“Atom2.0?”白皮书后才开始效仿。

4.Cosmos?上的链间安全与?Polkadot?的共享安全实际上截然不同。Cosmos?的设计不具备可扩展性，因为验证者需要为提供链间安全的每个链运行额外的可执行二进制文件，可能需要在许多独立的机器上运行。这种设计还增加了验证者受到恶意二进制升级攻击的风险。

5.Polkadot?从一开始就设计了共享安全，并使用元协议?Wasm?在单个生态系统中以真正可扩展且安全的方式抽象运行多个区块链。验证者在任何时候只扮演一个角色，通过一个经过审查的可执行文件来确保安全。所有其他区块链的状态转换功能都运行在一个沙盒中，使网络和节点运营方也能保持安全。

6.Polkadot?上的共享安全和最终确定性扩展到链之间的关系，而?Cosmos?的链间安全只能保护单个链。这也是?XCMP?相对于?IBC?作为多链消息传递协议具有的根本优势。

总之，尽管?Cosmos?在链间安全方面朝着正确的哲学方向发展，但这种哲学在事后几乎不可能设计进去。过去?6?年来，Polkadot?在最开始设计上就考虑了链间安全性并一直秉承这些原则进行构建。未来将是多链的，而?Polkadot?在设计上最适合支持这个未来。

后记

似乎看起来从技术层面，Substrate?框架有其独有的技术优势，而另一方面，即使?Cosmos?实现了其?2.0?的链间安全，但是由于该功能是在事后进行的设计，并不能完全达到像波卡那种一开始设计就考虑到所实现的安全程度。那么，Substrate?框架与波卡必然在解决某些问题领域属于独一档，一定有其相匹配的市场。就好比苹果严格的要求和相对较高的门槛，相比于更开放但门槛较低的安卓依然有其优势。

随着?Celestia?模块化公链，将模块化一词带入人们的视野中，OPStack?和?BASE?链将模块化进一步炒热，我们基本可以预见到模块化区块链是一个不可逆的趋势。许多项目将会根据不同解决方案所带来的不同效果，选择将自身的项目解耦，并分别适配不同的解决方案，从而实现自身项目获得更加灵活的发展。

而?Substrate?框架以及波卡生态也一定会成为那些对于安全性和开发灵活性有需求的团队的首要选择，至少纵观波卡生态的许多去中心化基础设施类的项目，都能够灵活的修改自身项目的共识机制或者其他重要的部分，让自身能够快速构建链的同时，又符合自己对于项目在技术上的独特需求。而这或许就是?Substrate?框架的魅力所在吧。

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