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Cosmos和Polkadot是跨鏈兩大天王級項目，備受矚目，但其本身具有一定的理解難度，本文從五個角度對比Cosmos與Polkadot，為你詳解兩者本質(zhì)區(qū)別，更好理解其特性。
關(guān)于Cosmos和Polkadot之間的差異一直有很多討論，這兩個項目側(cè)重于跨鏈。如果你不熟悉這兩個項目，那么這個推特風(fēng)暴非常好地對它們進(jìn)行了解釋，并提供了學(xué)習(xí)它們的一些資源。
盡管有很多文章解釋并強調(diào)兩者之間的差異，但是我相信今天大多數(shù)“Cosmos vs. Polkadot”的文章要么存有偏見，要么缺乏細(xì)微差別。這篇文章試圖對這兩個項目進(jìn)行更深入的討論，從設(shè)計上的權(quán)衡到方法上的差異。
為什么要開發(fā)一個新的區(qū)塊鏈？
有兩個主要原因可以解釋為什么人們更愿意從頭開始開發(fā)特定應(yīng)用的區(qū)塊鏈，而不是在現(xiàn)有的平臺上將應(yīng)用以智能合約的形式存在。
首先，現(xiàn)有智能合約平臺可能無法提供你的應(yīng)用程序所需的靈活性和可定制性。例如，如果你的應(yīng)用程序需要自定義哈希函數(shù)，那么將其寫在以太坊上會花費很多的gas，因為每次調(diào)用它時都需要在EVM（以太坊虛擬機）上執(zhí)行該函數(shù)。
一個選擇是建議以太坊協(xié)議將這個哈希函數(shù)作為預(yù)編譯合約納入其中，但是除非這個函數(shù)也在許多其他應(yīng)用程序中被廣泛使用，要不然這一提議可能不會被批準(zhǔn)。從頭開始編寫自己的區(qū)塊鏈讓您可以自由靈活地設(shè)計區(qū)塊鏈的核心邏輯，來滿足您的應(yīng)用的特定需求。
第二個原因是自治。在一個智能合約平臺上開發(fā)應(yīng)用程序會強迫您的應(yīng)用程序遵守它的規(guī)則和管理。這可能包括影響用戶體驗的因素，比如出塊時間和gas價格，還有比如鏈上操作回滾這樣的狀態(tài)改變決策。
當(dāng)然，獨立、自治的區(qū)塊鏈放棄了與其他應(yīng)用程序無縫通信的能力，因為它們存在于具有不同狀態(tài)機的單獨的區(qū)塊鏈上。 Cosmos和Polkadot試圖解決這個問題；前者使用Hub-and-Zone模型，后者采用Relay Chain / Parachain模型。
這篇文章將介紹這兩個項目的大致知識，并將重點弄清楚它們之間的差異。
差異1：本地安全 vs. 全局安全
Cosmos和Polkadot在兩種截然不同的安全模型下運行。簡單地說，Polkadot的工作原理如下：
Parachains是Polkadot網(wǎng)絡(luò)中的區(qū)塊鏈。這些鏈有自己的狀態(tài)機，自己的規(guī)則，以及自己的本地區(qū)塊生產(chǎn)者（collators）。每個parachain本質(zhì)上都是一個獨立的狀態(tài)機，可以使用任何類型的特有功能，共識算法，交易成本結(jié)構(gòu)等。
在Polkadot網(wǎng)絡(luò)中，所有的parachain都是中繼鏈（Relay Chain）這個母鏈的子鏈，它包含所有parachain組合的“全局狀態(tài)”的某種表示。
中繼鏈有自己的共識算法GRANDPA，由它來快速地確定parachain鏈上的區(qū)塊。通過這個模型，Polkadot中的parachain運行在“共享安全”模式下 - 如果中繼鏈有1000個驗證者來提供高度的安全性，那么任一個parachain只要連接到中繼鏈就能獲得強大的安全保障。這可以讓子鏈對其狀態(tài)機和本地規(guī)則擁有自治權(quán)，以及與數(shù)百個其他鏈共享的強大安全保障。
這個模型的缺點是，中繼鏈中的驗證者對任一條parachain鏈中的狀態(tài)更改都有最終決定權(quán)。例如，驗證者可以出于某種原因一直拒絕來自某條鏈的collator的出塊，并永久地阻止這條鏈的進(jìn)展被包括在全局狀態(tài)中。
Polkadot試圖通過打亂驗證者來減少這種情況的發(fā)生，以便于他們驗證隨機的parachain，這降低了特定的驗證者審查特定的鏈的可能性。 Polkadot還有另一類稱為Fishermen的驗證者，他們不斷檢查驗證者是否有惡意行為。
Cosmos Network的設(shè)計完全不一樣。
在Cosmos網(wǎng)絡(luò)中，不再使用本地/全局模型來保障安全，每個區(qū)塊鏈都是獨立的并且可以自我保護(hù)。每個區(qū)塊鏈都運行自己的共識算法，并且每個區(qū)塊鏈的驗證者獨自負(fù)責(zé)區(qū)塊鏈的安全。
Cosmos網(wǎng)絡(luò)使用hub-and-zone模型來實現(xiàn)互操作性，其中zone（獨立區(qū)塊鏈）可以通過hub（也是獨立的區(qū)塊鏈）“發(fā)送代幣”到其它的zone。這個協(xié)議稱為IBC（鏈間通信），它是在鏈之間發(fā)送消息來表示代幣傳遞的協(xié)議。 IBC協(xié)議還在開發(fā)中，首先解決的是代幣傳遞，最終可以在區(qū)塊鏈之間傳遞任何類型的消息。
將這個模型與Polkadot相比較，這里最大的差別是每個zone的狀態(tài)只由其驗證者來保障安全。如果zone想要具有強大的安全性，那么它需要自行完成并招募自己的驗證者，這對于小的應(yīng)用程序可能比較困難。不過，對于某些需要更多控制權(quán)的應(yīng)用來說，這是一個強大的賣點。
例如，Binance通過將自己的節(jié)點作為Binance Chain的驗證者作為起點來自行建立他們的DEX。通過這種方式，他們可以在測試DEX并推出新功能時對這個鏈有完全的控制權(quán)。
在我看來，很難想象Binance Chain會放棄對哪些交易進(jìn)入哪個區(qū)塊的自治權(quán)，如果選擇在以太坊或Polkadot上開發(fā)，他們就將不得不這樣做。同樣，我相信這樣做的公司會不少，比如Telegram，F(xiàn)acebook，Kakao。
差異2：治理與會員
Polkadot和Cosmos之間的第二個主要區(qū)別是關(guān)于治理和成員資格。在Polkadot網(wǎng)絡(luò)中，有一個單獨的中繼鏈和一些中繼鏈的驗證者能夠支持的parachain。目前的估計是，將有100個parachain，但這個數(shù)字以后可以減少或增加。
Polkadot網(wǎng)絡(luò)通過拍賣機制為成為parachain分配時間 - 最高出價者能夠通過在PoS系統(tǒng)中鎖定DOT（Polkadot的原生加密貨幣）來保證一段固定時間內(nèi)parachain的存在。這意味著要成為Polkadot網(wǎng)絡(luò)中的一個parachain，只要你想繼續(xù)作為parachain，你需要購買大量的DOT并鎖定。
另一方面，Cosmos 網(wǎng)絡(luò)沒有固定的成員規(guī)則 - 任何人都可以建立一個hub或zone。Hub本身就是自治的區(qū)塊鏈，其中設(shè)計了連接其他區(qū)塊鏈的功能。兩個例子是Cosmos Hub和Iris Hub，前者是最近由Tendermint團(tuán)隊推出的，后者是一個計劃連接主要在中國和亞洲其他地區(qū)運行的區(qū)塊鏈的Hub。這種hub-and-zone模型使鏈間通信更加高效，因為不再是與每個其它區(qū)塊鏈相連接，而是只要與hub相連即可。
與成員資格密切相關(guān)的是兩個網(wǎng)絡(luò)的治理流程的不同。在Polkadot網(wǎng)絡(luò)中，治理決策由投票者持有的DOT數(shù)量決定。將有一個正式的鏈上投票機制，但還沒有最終確定。除了正常的權(quán)重投票，Polkadot還采用委員會作為被動利益相關(guān)者的代表。該委員會由一群人組成，開始時6個人，每兩周增加1人直到24人。
每個成員都經(jīng)過投票同意選出來。盡管這個治理流程的具體細(xì)節(jié)還沒有最終確定，但其可能的結(jié)果是有多種方法來更改中繼鏈中的參數(shù)，例如出塊時間，出塊獎勵等，還有多種方法來改變parachain的成員資格。例如，Polkadot治理流程可能會改變所需的DOT數(shù)量或成為parachain的拍賣機制。
一個常見的誤解是，DOT持有者可以投票隨意踢出某些parachain，但實際上DOT持有者只能改變成為會員的過程。這意味著成為了parachain就可以在指定時間里保留這樣的資格。
另一方面，Cosmos 網(wǎng)絡(luò)并沒有唯一的“治理”過程。每個hub和zone都有自己的治理流程，并且沒有適用于整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的最高規(guī)則。當(dāng)人們談?wù)摗癈osmos的治理”時，他們指的是由Tendermint團(tuán)隊推出的Cosmos Hub的治理。
Cosmos Hub有一套規(guī)則來讓任何人可以發(fā)送文本提案，并且Atom持有者被允許在其上進(jìn)行投票，其中，投票的權(quán)重由他們擁有的Atom數(shù)量決定。
差異3：鏈間通信
Polkadot和Cosmos之間的另一個不同是它們的鏈間通信協(xié)議的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計目標(biāo)。 Polkadot的目標(biāo)是在并行鏈（parachains）之間傳遞任意消息。這意味著Parachain A可以調(diào)用Parachain B中的智能合約，可以在鏈之間發(fā)送代幣，或者進(jìn)行其他類型的通信。
另一方面，Cosmos專注于不同鏈之間的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，這種協(xié)議更簡單。目前，這兩種通信協(xié)議都沒有完全確定，也都還沒有開發(fā)好。這方面的細(xì)節(jié)可以參考IBC（鏈間通信）和ICMP（parachain中的鏈間消息傳遞）。
鏈間通信的最大挑戰(zhàn)不是怎么樣在一個鏈上表示另一個鏈上的數(shù)據(jù)，而是如何處理鏈上出現(xiàn)數(shù)據(jù)來自分叉并且又重新組織來將交易排除在外的情況。這是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計上Cosmos和Polkadot最不同的地方。
Polkadot使用兩種不同的機制來保護(hù)鏈間通信。首先，共享安全模式的存在使得交換消息更容易。共享安全的附帶結(jié)果是所有的并行鏈都有統(tǒng)一的安全級別，因此每個鏈可以彼此信任。
為了理解這一點，我們來用Ethereum（高安全性）和Verge（低安全性）的互操作來舉例。如果我們想在Verge上表示 Ethereum，我們可以鎖定ETH并在Verge區(qū)塊鏈上挖一些ETH-XVG代幣。
不過，由于安全性較低，攻擊者可以對Verge鏈實施51％攻擊，并對以太坊區(qū)塊鏈發(fā)送雙花交易，這讓攻擊者可以取走比他實際擁有的更多的ETH。因此，在彼此發(fā)送消息時安全性高的鏈很難信任安全性低的鏈。當(dāng)消息被傳送給到不同安全級別的多個不同鏈時，這就變得更加復(fù)雜。
理論上，統(tǒng)一的共享安全是一種保護(hù)鏈間通信的好方法。不過，為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，這個協(xié)議必須能夠經(jīng)常并隨機地打亂分配給每個鏈的驗證者。這導(dǎo)致了經(jīng)典的“數(shù)據(jù)可用性問題”，即每個驗證者必須不斷地下載分配給它的每個parachain的狀態(tài)。這是今天這一領(lǐng)域最困難的問題之一，目前還不清楚Polkadot能夠解決這個問題。
其次，Polkadot使用了Fishermen的概念，這些Fishermen是Polkadot網(wǎng)絡(luò)上的“賞金獵人”，他們觀察Parachains上的惡意行為。從某種意義上說，這是針對惡意行為的“第二道防線”。
在負(fù)責(zé)某個特定parachain的驗證者讓一個無效區(qū)塊不可逆轉(zhuǎn)的情況下，F(xiàn)ishermen可以向中繼鏈提交證據(jù)并有效地回滾Polkadot網(wǎng)絡(luò)的整個狀態(tài)以及其中的所有parachain。在鏈間通信階段，我們最擔(dān)心的是一個鏈重組，另一個照常運行，但是Polkadot確保，如果發(fā)現(xiàn)了無效的區(qū)塊，所有內(nèi)容都會回滾。
Cosmos對鏈間通信采用了完全不同的方法。由于每個區(qū)塊鏈都有自己的驗證者，因此存在共謀的驗證者而“變異的”zone是完全有可能的。這意味著，當(dāng)一個zone想要與另一個zone通信時，zone A需要信任Cosmos Hub（為了尋找連接路線）和zone B中的驗證者。
理論上，它聽起來效率低下，因為zone A中的人員在他們決定向zone B發(fā)送消息之前必須查找其中的驗證者，但我相信實際情況不會那么糟糕。 像Polychain Labs或Zaki Manian的iqlusion等“著名的”驗證者可能會驗證許多不同的區(qū)塊鏈，并且隨著時間的推移積累起“良好”的聲譽。這意味著當(dāng)zone A明白zone B由Polychain Labs和iqlusion驗證時，他們就可能決定信任它。
不過，即使人們信任一個鏈，它仍然可能被惡意者接管并引發(fā)問題。讓我們看看一個演講中的例子：
比方說，這些小紅點表示一種ETM代幣（Ethermint zone的原生貨幣）。zone A，B和C中的用戶想將ETM用于這些zone內(nèi)的一些應(yīng)用程序，并且他們信任Ethermint zone，所以他們發(fā)送IBC消息來將ETM傳遞到這些zone?，F(xiàn)在假設(shè)Ethermint驗證者共謀、發(fā)起雙花交易，隨意動用代幣等等。
這將對網(wǎng)絡(luò)的其余部分產(chǎn)生影響，因為ETM代幣也存在于不同的zone。不過，唯一將受此影響的是在Ethermint或其他zone內(nèi)持有ETM代幣的人。 Ethermint中的惡意驗證者不可能隨意破壞除自身以外的其他zone。這是Cosmos設(shè)計的目的 - 確保惡意行為不會影響整個網(wǎng)絡(luò)。
相反，如果無效的狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生在中繼鏈（全局狀態(tài)）上，并且沒有被Fishermen接收到，那么這可能會影響Polkadot網(wǎng)絡(luò)中的每個并行鏈。我們不能假設(shè)并行鏈都是明顯不同的，因為它們最終仍然與網(wǎng)絡(luò)的其余部分共用一個全局狀態(tài)。
差異4：共識算法
Polkadot 中繼鏈?zhǔn)褂靡粋€由GRANDPA團(tuán)隊開發(fā)的共識算法。這個算法可以讓中繼鏈快速地確定所有并行鏈的許多區(qū)塊的最終狀態(tài)，并且還可以接受大量的驗證者（超過1000個）。
簡單來將，這是因為并非所有驗證者都需要對每個區(qū)塊進(jìn)行投票 - 相反，驗證者可以對他們認(rèn)為有效的、高度最高的區(qū)塊進(jìn)行投票，并且這個算法可以將該投票傳遞給那個區(qū)塊的所有祖先。
通過這個過程，共識算法找到票數(shù)最多的區(qū)塊集合并認(rèn)定它是最終有效的。 GRANDPA還處在開發(fā)階段，我們不知道它實際運行的情況將會怎么樣。
并行鏈可以使用各種共識算法來達(dá)成局部共識。 Polkadot提供了一個軟件開發(fā)工具包（Substrate），它帶有3種即裝即用的共識算法：GRANDPA，Rhododendron和Aurand?？赡軐懈嗨惴ㄌ砑拥絊ubstrate中，并且將在Polkadot網(wǎng)絡(luò)內(nèi)供使用。
另一方面，Cosmos網(wǎng)絡(luò)中的每個區(qū)塊鏈都可以使用任一種符合稱為ABCI規(guī)范的共識算法。這個規(guī)范的創(chuàng)建是為了讓鏈間的通信標(biāo)準(zhǔn)化。目前，只有Tendermint算法符合這個規(guī)范，但現(xiàn)在還有其他的一些嘗試。
從高一些的層面來看，Tendermint算法的工作原理是讓每個驗證者彼此討論來同意/拒絕某個區(qū)塊，從而在每個區(qū)塊層面上確定其不可逆。這個算法速度很快，并且在“Game of Stakes“項目的具有200個驗證者和6秒出塊時間的實時環(huán)境中進(jìn)行了壓力測試。
Cosmos團(tuán)隊還提供了一個軟件開發(fā)工具包，其中的Tendermint算法可以即裝即用。Tendermint最大的缺點是驗證者之間很高的通信費用。這意味著盡管它可以用不到200個驗證者相當(dāng)快速地工作，但使用2000個驗證者則會慢得多。不過，這里的權(quán)衡是通過異步方式你獲得了安全。
這意味著在一個網(wǎng)絡(luò)分區(qū)中，不再是有兩個最終將會合并的交易歷史（并且在這個過程中1個歷史將被丟棄），而是網(wǎng)絡(luò)將會停止。這很重要，因為如果你看到“確定了最終狀態(tài)”的交易，那么甚至在最糟的網(wǎng)絡(luò)狀況下它也不會被逆轉(zhuǎn)。
我個人對此的觀點是，在所使用的共識算法的基礎(chǔ)上比較這兩個項目長期來看并不是特別有用。這兩個項目都在還在開發(fā)中，將來都將會在其設(shè)計中使用許多不同的共識算法。今天的絕大多數(shù)應(yīng)用程序應(yīng)該都會運行良好，無論它們是用Tendermint還是使用Polkadot的共識算法中的一個。
差異5：Substrate vs Cosmos SDK
Polkadot和Cosmos都提供了一個軟件開發(fā)工具包，分別稱為Substrate和Cosmos SDK。它們的目的都在于讓開發(fā)人員能夠輕松開始構(gòu)建自己的區(qū)塊鏈，并包含各種即裝即用的模塊，比如治理模塊（投票系統(tǒng)），抵押模塊，身份驗證模塊等等。
兩者之間的主要不同在于Cosmos SDK支持Go，而Substrate支持任何一種可以編譯為WASM（Web Assembly）的語言，這讓開發(fā)人員有了更多的靈活性。
結(jié)論
雖然這篇文章非常長、內(nèi)容詳盡，但仍然沒有面面俱到。 Cosmos和Polkadot之間的差別不太好理解，并且有許多我可能漏掉的內(nèi)容。很難全面了解這兩個項目，有時候它們的開發(fā)文檔每天都在變化。
這兩個項目仍處于開始階段，并將在明年開足馬力 - 我提出的一些問題可能很快就不再存在?？傊?，我開始相信Polkadot優(yōu)于Cosmos的優(yōu)勢如下：
1.應(yīng)用程序開發(fā)人員不需要自己構(gòu)建自己的安全機制
2.如果他們可以解決數(shù)據(jù)可用性，那么共享安全下的鏈間消息傳遞就更加容易
3.他們似乎對Substrate的期望非常高（WASM，更多的即裝即用的共識算法和模塊）
4.專注于更好地為跨合約調(diào)用提供任意類型的消息傳遞（現(xiàn)在還不確定用例）
5.似乎有更多的開發(fā)人員在開發(fā)1.0版本
相反，與Polkadot相比，Cosmos的優(yōu)勢如下：
1.Cosmos在正式運行。Polkadot還沒有。
2.Polkadot的parachain會員資格是有限制的、并且可能成本非常高
3.對特定項目（例如，Binance） 有更多的定制性
4.parachain鏈的惡意驗證者可能會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的腐敗。 Cosmos將腐敗只限制在zone和相應(yīng)的資產(chǎn)內(nèi)
5.Cosmos SDK已經(jīng)被許多項目使用
6.專注于更簡便，更容易地轉(zhuǎn)賬。今天已經(jīng)有驗證過的用例。
工商網(wǎng)監(jiān)
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