通过异步支持提升Polkadot的性能与扩展性

Polkadot在2023年持续释放Web3潜力的使命已达成多个里程碑。随着Polkadot 1.0完整版的正式发布，包含了白皮书中概述的所有功能，现在正在开发提高网络可扩展性的下一阶段。

异步支持的重要性

对于像Polkadot这样多样化的下一代区块空间生态系统而言，获取高质量区块空间至关重要。异步支持是原生扩展Polkadot性能与灵活性的最新路线图步骤，旨在服务各行各业的Web3用例。

作为自2021年推出以来对平行链共识协议的首个重大优化，异步支持将为网络带来关键性能提升，使平行链和dapp建设者乃至最终用户都能受益，同时为未来的扩展优化奠定基础。

要理解异步支持对平行链及其最终用户的影响，需要了解Polkadot上区块执行的当前流程。每个平行链区块都引用一个中继链区块作为锚点，称为中继链父区块。历史上，只允许使用最新中继链区块作为中继链父区块的平行链区块。这种同步会限制吞吐量，因为它为创建下一个平行链区块提供了很短的时间窗口。此外，由于目前提议平行链候选区块需要在已备份的祖先区块上构建，平行链区块只能每隔一个中继链区块提议一次。这些限制进一步降低了吞吐量并可能导致拥堵。

异步支持显著优化了Polkadot的平行链共识协议。与需要基于最新中继链区块构建的同步支持不同，异步支持放宽了这一约束——使中继链增长与平行链增长不同步——并允许整理者使用较旧的中继链父区块提议平行链区块。这使得整理者能够创建尚未包含在中继链中的多个平行链区块管道，从而提高效率和可扩展性。更重要的是，由于整理者可以在尚未备份的祖先区块上提议平行链候选区块，现在每个中继链区块都可以提议区块。

实际操作中的表现

异步支持通过增加区块执行时间和平行链区块时间直接提升区块容量，进而提高每个平行链可完成的工作量。

执行时间 这指的是完成特定操作（如验证区块）的可用时间。异步支持将执行时间从500毫秒增加到2秒，使区块空间生产提升4倍。

平行链区块时间 这指的是连续平行链区块之间的间隔。异步支持将平行链区块时间从12秒减少到6秒，使吞吐量额外增加2倍。

异步支持在Polkadot扩展路线图中的位置

异步支持将为Polkadot、其平行链及其用户带来立竿见影的效果。更重要的是，它是一项基础能力，提供区块空间利用和扩展改进，为未来更广泛的能力奠定基础。

异步支持将实现的一组能力是灵活核心时间，这是Polkadot提议路线图的一部分，旨在以更灵活和成本效益更高的方式分配区块空间（如2023年Polkadot Decoded上的演讲所述）。

短期

• 平行链吞吐量增加：单个平行链可以通过使整理者在给定时间框架内有效提议和处理更多交易来增加其区块空间生产。
• 最小平行链延迟减少：通过异步支持，平行链区块可以更频繁地创建和处理。在更短时间内处理更多交易，整体用户体验得到增强。

中期

• 平行链区块的灵活调度：由于创建了平行链区块管道，区块空间可以更灵活地调度，这为扩展路线图上的大多数未来功能奠定了基础。
• 通过即时和批量选项购买区块空间的能力：灵活核心时间能力将允许适应低频和高频区块空间需求，确保网络可以无缝扩展以满足各种应用的需求。通过即时核心时间，区块空间可以按需付费购买，而批量选项可以在给定时间范围内按区块购买。

长期

• 弹性扩展：应用的区块空间需求会有高峰和低谷。需求高峰可以通过获取即时核心时间来满足峰值需求期，而更可预测的需求可以通过先前获取的区块空间和批量核心时间来满足。
• 提高核心利用率：路线图上还包括进一步优化核心利用率的改进，包括核心的共享或拆分。
• 二级市场：由灵活核心时间启用的二级市场将允许平行链买卖先前从中继链购买的区块空间。

异步支持将如何部署？

异步支持将分阶段推出。预计最初在Versi和Rococo测试网上部署将允许进行深入功能测试以确保稳定性。之后，它将提交给Polkadot的链上治理系统，由更广泛的社区投票。如果治理提案通过，异步支持将在Kusama上上线，最后传递到Polkadot进行全面部署。

对于Polkadot上的生态系统团队这意味着什么？整理者指南将很快在Polkadot Wiki上发布并发送给平行链团队，包含无缝集成异步支持功能的所有必要说明。

总结

异步支持是在原生最大化区块空间生产方面迈出的重要一步。随着Web3项目在各行业范围内持续增长，这种在不牺牲安全性或信任假设的情况下保证访问区块空间的能力，对于寻找合适区块空间生态系统进行构建的技术和非技术创始人来说都将是一个关键考虑因素。

交易吞吐量的提升和延迟的减少将带来性能改进，从而降低成本并增强平行链dapp用户的用户体验。此外，通过提供构建平行链区块管道的能力，Polkadot正在为未来的扩展能力奠定基础。

Polkadot上的异步支持是一个经过深思熟虑的解决方案，针对长期存在的区块空间拥堵、缺乏灵活性以及迄今为止与可扩展性解决方案相关的安全妥协问题。现在，Polkadot可以动态适应动态Web3项目的不同工作负载，同时实现更高级别的效率——所有这些都确保与整个Polkadot生态系统相同的安全性和信任假设。