本文由Ultrain技术总监苏羽撰写，深度对比解析Ultrain跨链与波卡跨链的异同，欢迎感兴趣的读者查看。

逻辑示意图

图一 Ultrain主侧链跨链结构示意图

图二 波卡跨链结构示意图

首先我们从概念性原理图来观察一下这两个跨链的解决方案。乍一看，貌似完全不一样，但是实际上二者没有本质区别。它只是从不同角度阐述了相似的解决方案。Ultrain的原理图更加注重关系，展现多链结构在某一时刻的关系图。而波卡的示意图从交互的视角，展现了不同角色的相互作用关系。他们只是用了不同的名称来指代了链中的角色。

• 平行链(parachain)类比于侧链

• 见证节点(validator)和钓鱼人(fisherman)类比于矿工

• 收集人(collator)类比于交易节点

• 中继链(relay chain)类比主链

根据波卡相关文档的描述，parachain 可以接入中继链，共享安全，而这是波卡重点推介的一个特性。简单说就是中继链的见证节点不仅要运行中继链的逻辑，还要为parachain 提供共识和出块服务。而中继链的见证节点在某一时刻是分成若干组为接入parachain 做共识和出块服务的。了解了这个基本逻辑。我们就可以看出，在某一时刻，波卡就变成一条中继链和连接在它上面的若干parachain的拓扑，正如链化未来的架构示意图。

二者唯一不同是主链（中继链）的组成。Ultrain的设计是由一组矿工来维持主链的运行，而波卡是由所有见证节点共同运行中继链的逻辑，以实现跨链交易以及其他管理逻辑。在协议展开的章节，我们会重点分析这个不同点。

有人可能看出来了，上面并没有提到平行链转接桥，那是因为在Ultrin设计的框架里面，这个桥也是作为一条侧链存在，下面也会具体介绍。

链协议详解

这一章节，我们会就角色和功能的类别，详细展开，来阐述一下，为什么它们具有相似性，可以类比，进而来展示Ultrain的设计和波卡框架上的相同和不同点。

1. 平行链和侧链

平行链就是由独立状态转移逻辑的链，它支撑起区块链的业务逻辑，实现某种功能。而侧链也是如此，都是运行业务逻辑的区块链。他们有很多相同点

• 都与WebAssembly (Wasm)运行时紧密集成

• 都允许用户定制共识协议

• 都可以部署合约来完成业务逻辑

• 都可以无缝接入链交换系统，实现跨链交易

substrate 是波卡提供的一个快速建链的框架，然而最大的亮点并不是一直宣称的快速，因为快速建链的方案有很多，用户可以基于开源的以太坊，eos，hyperledger等项目，快速建立区块链，这并不是什么难事。他们的难度跟使用substrate 是差不多的。substrate 模块可插拔是他一大亮点，官方介绍用户可以快速替换默认模块，比如共识模块。Ultrain也正在加快模块隔离，完成后也是将支持模块可替换的快速建链。之所以优先级比较低，我们认为这个需求没有想象那么大。但是不可否认的是，基于substrate 可定制性更高。

2. 中继链与主链

这一节，将重点解释前面留的几个疑问

• 为什么波卡框架中的三个角色功能，都可以在Ultrain链的矿工中实现

• 中继链跟主链的异同

2.1 收集人 vs 交易节点

收集人是运行在parachain全节点，他们可以打包并执行交易，最终提供一个未密封的区块给验证人集合，同时提供了零知识证明的证据给见证节点。交易节点同样具有这样的功能，它收集上链的交易，并将交易广播到链上，唯一不同的是，它不负责打包成块，打包出块的工作是矿工完成的。

2.2 见证节点，钓鱼人 vs 矿工

共享安全是波卡重点推介的一个功能，简单说就是relaychain 的超级节点（见证节点）来帮助所有parachain验证交易并打包成块。

2.3 共识节点

relaychain 的见证节点并不是全部服务于某条parachain的，而是随机的集合服务于某条parachain。为了防止作恶，波卡设置了钓鱼人，它可以监督网路，发现作恶节点，并提交证据可以获得奖励。在Ultrain的设计中，矿工提供了验证交易的服务并打包出块，同时他可以发现网络中的作恶行为并举报。所以矿工从协议层面充当了见证节点和钓鱼人。

2.4 钓鱼节点

我们再说钓鱼人的存在，其实这角色挺尴尬的。从白皮书上看他要求跟parachain的全节点相似，抵押很低，并且对他的在线时间没有要求。随着区块链的运行，全节点数据也将越来越冗余，资源消耗也变大，所以钓鱼人节点硬件要求并不低，而给他的奖励就成了一个问题。首先钓鱼人有没有保底奖励，从白皮书上看应该是没有，那么它的收入完全来自发现作恶。由于作恶的惩罚很重，所以见证节点作恶的可能性并不大。那就意味着钓鱼节点运行了一个硬件却不一定能获得奖励。而波卡的安全完全寄托在不一定上线，收益不稳定的钓鱼人身上，似乎不够完备。所以Ultrain在设计的时候由矿工来监督链的安全运行。

3. 共识，安全，治理与经济

3.1 链安全

parachain 的共识是有见证节点的一个子集来完成的，而relaychain 的业务逻辑和共识是由全部的超级节点（见证节点）完成，一定程度上保证了核心模块relaychain的安全。但是为了保证共识效率，当前的见证节点规模在100个左右，而parachain 的共识节点就要更少，从资料上看，parachain 的规模初期4-5条，见证节点随机分配为不同parachain提供验证和共识出块的服务，那就意味着parachain的共识节点20个左右，这个规模跟EOS的DPOS很难讲有本质区别。

3.2 共识设计

Ultrain和波卡最大的不同点来自共识协议，Ultrain采用R-PoS 同步BFT算法，即链上出的块都是确定，不可回滚的。而波卡采用的是混合共识，即出块和敲定分离，是异步BFT算法。围绕共识的一系列设计也就有所不同，关于这块，后续将有针对性的文章详细阐述。

3.3 投票治理

投票治理Ultrain跟波卡也是不同的：

• 波卡限制了验证人的数量，通过NPOS的策略，引导持币人尽量平均的选出见证者，同时见证者会均匀获得抵押币的支持，而避免过度代表。

• Ultrain的矿工是由抵押了足够多币的账号组成，Ultrain关于链的治理，只控制总的抵押量占可流通货币的比例来保证系统安全。

3.4 经济体系

简单说，波卡是通胀货币体系，白皮书里面描述每年通胀10% 到 100%。Ultrain是通缩货币体系，随着链上经济活动频繁，币值会增加。这两个经济体系各有优缺点。不能简单的说哪个更好，只有适合与不适合。对于通胀和通缩，每个人也有自己的认知，比如，我们是为什么会来到区块链世界？治理和经济也是很大的话题，值得独立的文章来详细讨论。

进度

上面几节已经详细论述了Ultrain与波卡在多链架构上有总体是一致的，多链实现框架也非常相似。任何项目都是迭代开发，开发的进度安排依赖团队对功能优先级的排序。显然Ultrain和波卡有不同的认识。

1. Ultrain

Ultrain致力于构建可编程的商业社会，目标是服务更多商家包括传统行业以及区块链新兴创业者，低成本无障碍的实现他们的区块链服务，所以将链的可靠运行，以及多链框架带来的低成本扩容排在最重要的位置，并优先实现，主网已于2019年4月15日上线。至于合约跨链调用，可定制的快速建链等功能，我们认识是重要但不紧急，将在后续的开发中迭代进行。

1.1 当前已经上线的功能包括：

• 基于R-PoS的高效稳定的共识

• 创新的区块链服务模式

• 区分了区块链应用开发和普通用户的角色

• 简化了区块链应用开发者获取链资源部署DAPP的流程和难度

• 普通用户0障碍使用DAPP，方便区块链应用开发者推广应用

• 侧链便利的注册模式

• 链间矿工动态随机调度以保证每条链的安全，防止恶意节点集中到某条链实施攻击，所有链可以共享全局安全

• 高效的节点链间迁移方案，可以帮助节点在不同链间快速切换

• 链上资产的跨链转移

目前已经有有货、优速、电魂等传统企业在使用Ultrain提供的信任计算服务。

1.2 正在开发中的功能：

• 跨链的合约调用

• 快速可定制的建立区块链

• 根据实际业务需求逐步迭代开发实现。

2.波卡链

2.1 阶段完成的功能

substrate，快速可定制的区块链构建框架

2.2 正在开发的功能

已有版本发布，并仍在继续开发的功能

• Cumulus框架 方便基于substrate 构建的区块链一键接入relaychain，成为parachain

• relaychain 的核心逻辑，包括但不限于共享安全，混合共识，见证节点随机服务不同parachain等。