波卡入门系列丨 XCMP番外篇

摘要
XCMP是平行链之间的信息传递流程，需要两条平行链达成合作意愿，并押定一定DOT在中继链上才能进行，且此部分DOT无收益。整个过程需要两条链的收集人、验证者共同参与。传递信息时，传送链的状态也会保存在中继链上，以备链出问题需要回滚恢复状态。
上一篇文章《波卡入门系列丨波卡上的角色介绍及如何确保波卡网络安全？》，我们在前半段解释清楚了信息是如何传递跨链的，但是后半段的内容，对很多刚开始了解的朋友来说，有点晦涩抽象，今天我们把抽象具体化，用比喻说明，看不完就看最后总结部分以及可以先收藏。
不想看为什么、怎么实现的伙伴，也可以直接跳到最后看总结。 


好，开始了。

首先跨链，就是两条平行链之间要合作项目，押定的DOT就是诚意金，信息跨链就是合作过程中的沟通。
即然是沟通，那么想想生活、工作中，怎样才算有效沟通？需要至少满足三个基本因素。
1、沟通到位：说完整且直接说给需要了解信息的人。若第三方传达，可能出现没有传达、没传达完整、或意思有偏差。2、沟通清晰明了有次序：有逻辑或时间顺序，或其它你们习惯的次序。3、准确，无篡改。（当然每次最好别说太多，不好表达也不好消化） 波卡在帮助平行链传递信息的时候也要做到这三点，信息跨链传递到位、有序、准确，这样网络里的交易才能更加有效率。XCMP 的设计便是围绕这个观点来设计的。
1、传递到位2、传递有序公平3、传递快速安全

一、传递到位
SPREE模块&Cumulus模块，两者本质上都是Wasm Blob。波卡的跨链信息解读转换是通过Wasm来完成的。
通俗的说，信息传递到位需要双方直接沟通，避免第三方带来的遗漏或者没传达。SPREE在这个过程中实现了信息的点对点通信传达，Cumulus则实现了信息的转换。
就像一个中国人和韩国人聊天，他们直接对话是SPREE；两人用非母语英语沟通使双方都听得懂，这个非母语转换就是Cumulus。
1、SPREE
XCMP流程保证了信息从A传到B，但不确保信息会在B链上被准确解读和执行。SPREE提供了这个保证。
所以，XCMP是通过中继链的共享安全实现了无信任的消息传递，而SPREE是实现了消息在链之间的无信任执行。怎么做到的呢？
① SPREE是独立的，一个链的SPREE可以向其他链的SPREE发送消息，且它的执行和状态，不受平行链其余部分逻辑的影响。这确保了消息的准确到达。
② SPREE模块会上传到中继链，平行链加入共享该模块就会被强制执行该模块的逻辑。这确保了只知道SPREE模块的代码就能完成信息的解读和执行。 2、Cumulus
Cumulus是一个数据库，相当于是一个转换器，会把各链不同的Runtime逻辑转换为中继链验证者可以验证的函数。  二、传递有序
沟通的时候表达有一定的逻辑，会让听者更容易理解沟通的内容。
链A会接收其它很多条链B\C\D等发送过来的信息，波卡为了避免这些信息被不公平处理（被挑着优先处理或不处理），波卡设定了两个规则：
1、所有信息有次序的排入接收链的输入队列
来自不同发送链的信息，会根据系统预先设定好的规则被有序的识别处理。即：多个接收通道的信息，会融合到一个单独的输入序列里，一起传递给接收链。融合的规则是系统提前设置好的，接收链只需要按序处理这个输入序列的信息就行。
2、接收链每次必须至少验证一个块里的一条新信息
强制按顺序处理 + 每次至少处理一个信息 = 所有消都会被处理。如此就保证了发送链的信息一定会被接收方处理，不会有信息因为无穷的延迟而留下不被处理。
相比之下，虽然 Cosmos 也允许选择有序发送，但由于缺乏用于此目的的通用激励模型，可能无法保证消息一定会到达。  三、传递快速安全
这部分有点复杂，我们休息5秒钟，深呼吸～ 
先放专业点的解释，看不下去就直接跳过，这部分是很多条链一起工作，相互存在交易依赖时需要考虑的。
Polkadot的共享安全性确保了平行链上传递过来消息的正确性和真实性。但当某条平行链出现问题时要怎么确保恢复到之前的数据，确保后面的交易不会因为链出问题而发生问题呢？

• 验证历史一致性

①平行链的运行本身会成为中继链历史状态的一部分，因为跨链信息传递过程中，平行链状态会以元数据形式存储在中继链上。
②中继链上的一个分叉可能会改变整个波卡网络历史，以及连接到波卡网络的平行链的历史。

③因此，对于会引用中继链中特定历史状态的平行链来说（即对引用存储在中继链上的这些交易信息的平行链来说），中继链上信息的稳定和准确就特别重要。
④所以，波卡希望对这些在特定历史状态中交互的信息采取措施，保证它们的稳定准确，以确保所有平行链的安全稳定。
我们来类比以上4句话。

先有个前提，比如现在A、B、C互相之间做一笔交易。A是个商人，要卖一批货赚差价，他找了很多制造商一起供货，其中包括B。B制作商品时需要原料供应商就找到了C。现在A能获得多少成品取决B能生产多少，B能生产多少取决于C能提供多少原料。
也就是这个过程需要B和C先交易，然后才有B和A交易。为了保证整个合作流程诚实、准确，整个过程的所有交易会有一个中立的备案公司介入，用于记录交易和提供给ABC查阅，备案公司和各方自己记录的信息一致则整个交易无误。
所以，初级学者注意，开始对应上面4句话。
①无论A和B，还是B和C的交易，都会被写入备份公司的记录系统里。所以A和B、B和C的交易信息，都是这个备份公司记录系统里信息的一部分。  
②备份公司记录系统出错会影响自己的业务信誉，也会影响实际交易方的交易。因为A和B的交易基于B和C，若记录的BC交易有误，会导致信息不对称，A就可能做出错误的最终交易数，或无法确认最终的交易数也无法确认B信息的真实度。
③因此，对需要引用这个备份公司记录系统里交易信息的商家来说，备份公司系统里信息的准确、真实就显得特别的重要。
④所以，现在备份公司需要做的事情时把这些信息保存好，不丢失、不被更改。这才会有益所有的商家，同时自己也才有生意可以做。 波卡中继链就相当于这个备份公司的记录系统。跨链信息就是这些备份的信息。整个中继链的稳定安全就是这些信息的稳定安全，也是这些交易商交易的安全保障。波卡通过NPOS机制+插槽拍卖+混合共识GRANDPA & BABE来保证网络的安全稳定。
网络的稳定安全，就是信息传递的稳定安全，就是网络信息存储的稳定安全。这意味着必须使用中继链对消息进行验证，因为消息传递和记录是发生在中继链上的。 为了保证中继链的传递高效传递和可伸缩性，波卡使处理这些信息所需的算力和数据存储在中继链上尽可能的轻。这就包括了最小化中继链上数据的存储，以及特别的，需要不变的或者近乎不会变的信息大小。 
所以，一方面限制了通道数量，另一方面限制了XCMP每次传递的信息的大小。如此，当有100个平行链在一个单独的中继链块上发送信息到10000个目的链的时候，才不会因为不堪重负而出现问题。 

补充：

通道数量：DOT开通双向通道（无收益）
Polkadot限制了发送链可以向多少个不同的接收链发送消息。这是因为向多个链发送和接收消息都需要网络资源。
通过只允许在彼此之间建立了通道的平行链来强制执行此限制。达成合作，建立通道需要押定DOT在中继链上，目前具体的数额还不知道，但应该不会是小额度的。
这部分DOT是不流动且不会有任何收益的，存在的意义就是制约：限制通道数量，节约网络资源。且促进了项目之间的良性合作。
因为这部分DOT完全可以去质押获得收益，或者在二级市场流动，所以一般一定是有深度和做的两个项目方才会互相愿意开通道，不然从经济利益上来说是很不划算的。
给自己鼓个掌，已经看到了最后，最难的部分已经讲完了。




接下来这一部分，我们改天再细讲。


讲完了左边的123部分，还差右边两个角色。《角色》提及了他们具体的工作是什么，但是大家知道这两个角色被设计出来的原因是什么吗？相互间怎么帮忙和监督的呢？以及每个角色存在多少合适呢？
总之核心思想是防止作恶和减轻平行链工作量。 




总结

资料参考：

https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-spree

https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-crosschain

https://research.web3.foundation/en/latest/polkadot/networking/4-xcmp.html

https://research.web3.foundation/en/latest/polkadot/XCMP/index.html#xcmp-and-spree

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END