Polygon（MATIC）：以太坊的得力助手

作者：Bitcoin Realm；编译：白话区块链

您是否好奇为什么MATIC币能够快速上涨并成为最近流行的加密货币？什么是 Polygon，它与 MATIC 有何关系？Polygon是如何工作的？让我们深入了解更多相关信息。

什么是Polygon (MATIC)？ Polygon，以前称为 Matic Network，是一个扩展解决方案平台，旨在连接和构建与以太坊兼容的区块链网络。

Polygon 解决了什么问题，它是以太坊的帮手还是杀手？ Polygon 就像在以太坊上添加了一个硬盘一样，提供了可扩展性解决方案来缓解以太坊区块链上的拥塞。

您可能想知道为什么以太坊很拥堵并且需要扩展。 随着加密货币行业的快速发展和各种新项目的不断涌现，DeFi领域的用户数量屡创新高。目前，约 70% 的 DeFi 项目运行在以太坊上，全球 DeFi 和以太坊钱包用户超过百万，这给以太坊带来了前所未有的压力。

目前以太坊只有一条链，所有项目都需要平等地运行在这条链上，消耗大量资源并造成拥堵。以太坊的TPS（每秒交易数）最高时仅为每秒15笔交易，不足以满足用户不断增长的需求，导致以太坊区块链变得极度拥堵。

比如当时流行的加密猫，就因为其用户流量很高，一度占据了整个以太坊交易量的25%，导致以太坊崩溃。

交易在链上被卡住，因此为了获得更快的交易速度，Gas 费开始增加，因为矿工肯定会优先考虑 Gas 费较高的交易。于是，大家开始提高gas费来提高交易速度，导致以太坊的gas费越来越贵。

此外，2016年The DAO遭到黑客攻击，黑客窃取了约370万个以太币（ETH）。最终，以太坊不得不使用硬分叉来挽回损失，这在当时造成了巨大的影响。

经历了这些问题之后，不难看出以太坊目前存在几个主要问题：

-交易吞吐量低： 以太坊的TPS目前每秒最多只有15笔交易，远远不能满足用户需求。

-用户体验差： 目前以太坊只有一条链，所有项目都运行在这个链上，造成巨大的拥堵和gas费用增加。

-没有自治： 所有项目都依赖于统一的网络。

为了解决这些问题，许多团队已经开始探索解决方案，希望开发与以太坊兼容的区块链，以缓解可扩展性问题，同时仍然能够使用以太坊的生态系统。这包括多边形。

Polygon旨在围绕以太坊区块链增加价值，目标是帮助以太坊发展和加强其生态系统，而不是取代它。

1.Polygon 的发展历史

2017年，来自印度的三位加密货币爱好者Jaynti Kanani，Sandeep Nailwal和Anurag Arjun认识到以太坊的可扩展性问题，并成立了Matic Network来帮助解决这个问题。

Matic Network 是一种第 2 层扩展解决方案，它利用侧链进行链下计算以实现可扩展性，同时利用 Plasma 框架和去中心化权益证明 （PoS） 验证器来确保资产安全。

该网络包括：

-Plasma 链 ：基于 Layer2 扩展解决方案的子链，负责处理代币交易，提供安全即时的交易体验。

-POS链： 一个分散的PoS验证器，确保资产安全。

2019 年 4 月 21 日，Matic Network 在币安启动板上推出，并在其代币 MATIC 发布后筹集了 560 万美元。

由于以太坊的交易拥堵和高额的gas费用，用户迫切需要寻找解决方案，而Matic处于有利地位，可以满足这一需求。经过两年半的努力，Matic网络正式上线，并在2020年年中迅速获得关注。

随着市场的发展，该团队认识到使用Plasma链进行扩展的局限性，因为它无法解决以太坊的所有可扩展性问题。市场上现有的可扩展性解决方案只能解决以太坊的一些问题，每个问题都有自己的优点和缺点。为了继续帮助以太坊解决各种问题，团队意识到所有这些解决方案都必须集成到一个框架中并相互连接，以实现跨链互操作性。

因此，在 2021 年，Matic 网络更名为 Polygon，以构建一个通用框架，使所有扩展解决方案轻松与以太坊兼容、相互连接并实现跨链互操作性。目标是围绕以太坊创建一个类似于多边形的多链网络。

Polygon 的愿景已从“区块链互联网”转向“以太坊兼容链互联网”，旨在围绕以太坊生态系统提供可扩展性和聚合解决方案。这不仅有助于解决以太坊上的高交易成本和拥堵问题，还可以将用户留在平台上。

2.Matic Network更名为Polygon后有哪些创新？

Matic只是一个单一的扩展解决方案，无法解决以太坊的所有扩展问题，而Polygon是一个Layer2聚合器，允许所有扩展解决方案轻松无缝地与以太坊集成，同时还支持更多功能。

Polygon 是一个模块化且灵活的框架，支持构建和连接两种主要类型的解决方案：

1）独立链

独立链依赖于自己的安全性，拥有自己的验证节点，并且可以拥有自己的共识模型，例如权益证明（PoS）和委托权益证明（DPoS）。

独立链是独立的区块链，不使用以太坊的共识机制，因此它们可以提供最高级别的独立性和灵活性，但牺牲了一些安全性，在使用中需要在灵活性和安全性之间取得平衡。

这些链的架构可以灵活调整，以继承以太坊的一些安全性。Matic PoS链利用这种架构，使用以太坊进行验证者质押和定期检查点终结。

独立链通常非常适合：

-企业

-不需要最高级别安全性的项目

-具有强大社区的项目（能够建立一个足够分散和安全的验证者池）

2）安全链

安全链依赖于以太坊的安全性，而不是建立自己的验证者池。

除了目前支持的Plasma链外，Polygon还将支持其他主要的第2层解决方案，如Optimistic Rollups，zkRollups，Validium等，成为独特的“Layer 2聚合器”。

安全链非常适合：

-需要最高级别安全性的应用程序

-初创公司，即年轻的项目和社区（无法建立足够分散和安全的验证者池）

-使用独立链和安全链，Polygon 可以兼容几乎所有以太坊扩展解决方案，就像以太坊的互联网一样，以太坊可以轻松访问 Polygon 的现有扩展解决方案。

3.Polygon 如何工作？

对于开发者来说，单机链和安全链的部署很简单，为开发者提供了更灵活的解决方案，以适应不同用户的需求，受益于Polygon的基础设施。

Polygon 的基础设施由四个部分组成：

-以太坊层

-安全层

-面网络图层

-执行层

1）以太坊层

Polygon 利用以太坊层作为其架构的基础层，由以太坊网络上的一组智能合约组成。通过利用以太坊作为其最终检查点，Polygon 继承了类似于以太坊的顶级安全性，但灵活性较低。

以太坊层作为可选组件，负责：

-验证节点

-质押节点

-争议解决

-Polygon 和以太坊之间的信息传输和结算

2）安全层

Polygon 采用安全层来提供“验证即服务”功能。该层允许 Polygon 验证节点充当链上共识机制。开发者可以利用各种安全解决方案来验证交易，例如利用PoS侧链或欺诈证明来确保交易安全。

目前，PoS 侧链是首选的安全解决方案。 PoS 侧链采用一组大约 100 个验证节点来保护区块链（需要一定的验证费用）并管理验证节点。此外，该层还可以依赖以太坊矿工（最终验证者）来达成共识。

安全层是第二个可选的架构层，提供比以太坊层更大的灵活性，并在解决拥塞问题的同时显着提高交易吞吐量。但其安全性可能会稍低一些。

并非所有项目都需要最高级别的安全性。例如，游戏项目优先考虑用户体验，结算速度对他们来说至关重要，往往愿意牺牲一些安全性。

3）Polygon 网络图层

多边形网络层是由独立的区块链组成的网络，负责各自链内的交易完成、区块生产和共识。

这些链可以是独立的链或安全链。这些链的区块生产者对各自的交易进行分组，并且基于安全解决方案，网络层发布Merkle根作为第一级检查点。

4）执行层

最后是执行层。执行层解释并执行由Polygon网络层确定的事务。该层由两个组件组成：

-执行环境： 由类似于以太坊虚拟机（EVM）的虚拟机实现，可以跟踪区块链的状态。

-执行逻辑： 为特定的Polygon区块链实现特定的状态转换。该逻辑用于定义到下一个区块链状态的过渡，其中以太坊可以被视为“无限状态机”（与有限状态机或 FSM 相对，有限状态机或 FSM 是表示有限数量状态的数学计算模型，转换和动作）。

然而，在所有这些层中，安全层是开发人员的关键价值主张，因为它实现了 Polygon 框架的真正灵活性。开发人员可以选择适合其项目的安全解决方案，并可以根据需要切换解决方案。目的是为开发人员提供一个工具包来定制他们的区块链项目。