科普 | 浅析Polkadot链上治理机制

治理阶段

Polkadot的治理分为三个阶段，分别为 提案 、 投票 、 计票阶段 。

提案阶段

首先解释一下Polkadot的提案的特点。

Polkadot底层采用了Substrate框架，由rust语言编写，该框架将运行环境分为了Wasm和Native。

Native就是执行本地Rust代码，而Wasm就是执行编译好并存储于链上的WebAssembaly文件。

Polkadot的提案便是在运行时采用特权函数调用的形式修改Wasm代码，使得无需重启节点就可以进行实时更新（BitXHub中的验证引擎和这个设计有异曲同工之妙）。

可以通过以下几种方式启动提案：

1. 由DOT持有人提交的公开提案。任何DOT持有人都可以通过抵押最少数量的DOT来提交公开提案，支持该提案的人需要抵押相同数量的DOT以认可该提案。公开提案存储在队列中，按照抵押的DOT数量进行排序，抵押的DOT数最多的提案会定期提交投票阶段。进入投票阶段后，抵押的DOT将被返还给持有人；
2. 理事会提交的理事会提案。理事会提交的提案也存储在队列中，理事会全员同意一个提案或者大多数理事会成员同意一个提案时，该提案便可以提交到投票阶段；
3. 作为前序公投执行的一部分而提交的提案；
4. 技术委员会提交的紧急提案。一般是Polkadot网络出现了bug，需要紧急修复而提交的紧急提案。

投票阶段

每隔 28天，将会有一个提案进行定期全民投票。

这个提案来自DOT持有人提交的公共提案队列或者理事会提交的提案队列，在两个队列之间交替进行。

比如这一次的提案来自DOT持有人提交的公共提案队列，28天以后的下一个投票阶段，提案便是来自理事会提交的提案队列。一般情况下同一时间段内只能进行一个投票，除非有紧急提案，紧急提案可以与定期投票同时举行。

从投票结束到实施更改之间的时间称为执行延迟期。对于启动投票的前两种方式，该时间固定为 28 天。对于第三种方式，可以根据需要进行设置。紧急提案会有一个较短的执行时间。

投票者可以投赞成或反对票，或者放弃投票。投票者如果要对公共提案进行投票，需要锁定一定数量的DOT，并且通常至少要锁定至在公投票结束后的执行延迟期内。

投票的权重由锁定的DOT数量和锁定时间决定，因此，即使你拥有较少的DOT，但是如果锁定时间足够长，也可能拥有相对将高的权重；相反的，如果锁定时间很短，即便锁定了较多DOT，权重也不一定较高。

采用这种机制是为了确保需要最小限度的经济投入并防止卖票行为，同时确保了长期致力于该制度的投票者有更大的发言权。

计票阶段

根据不同的实体提出的议案，以及是否所有理事会成员都投票赞成，Polkadot提供了三种不同的计票方案。

如下所示：

实体

计票方案

公开提案

正投票率偏差

理事会（全票赞成）

负投票率偏差

理事会（多数赞成）

简单多数制

下面来解释一下这三种方案。首先，定义四个术语：

术语

含义

approve

赞成票数

against

反对票数

turnout

投票的代币总数

electorate

网络中的DOT发行总数

▲ 正投票率偏差

该方案使用以下公式来表示，只有当不等式成立的时候，投票才通过。可以看到，在投票的代币总数较少的时候，需要得到绝大多数的赞成票数才能通过投票；当投票的代币总数越来越多，直至接近网络中的DOT发行总数时，赞成总数只需要超过半数就可以投票通过，此时演变成了简单多数制方案（见下文）。

▲ 负投票率偏差

该方案使用以下公式表示，该方案和上面的正投票率偏差正好相反：当投票的代币总数较少时，仅需要少量的赞成票数即可通过投票；当投票的代币总数达到网络中的DOT发行总数时，需要超过半数才能通过投票，此时也演变成了简单多数制方案。

▲ 简单多数制

该方案用以下公式表示，该方案显而易见，即为简单的少数服从多数思想。

理事会

理事会是Polkadot治理机制中一个重要的角色。

由于大部分持有DOT的用户都不是活跃的用户，不会参与投票，为了代表这部分用户，Polkadot成立了理事会。它是一个由多个参与者组成的实体，每个参与者由链上账户代表。

理事会主要执行以下治理任务：

提出重要的提案

理事会提出的候选提案，需要获得绝大部分理事会成员的赞成票，并且没有成员投反对票。一个成员只能对一个提案投一次反对票，如果有成员对提案投了反对票，则需要进入冷静期，如果在冷静期之后重再次获得了大多数成员的赞成票，则该提案不可以再被否决。获得理事会成员多数票赞成的提案，将以简单多数制的投票方案进行投票。获得理事会成员全票赞成的提案，采用负投票率偏差的机制进行投票。

取消危险或恶意的提案

超过理事会三分之二成员的同意，可以取消投票。如果取消投票的争议很大，无法获得三分之二多数同意，那么将由全体利益相关者即DOT持有人来决定该提案。

理事会成员选举

Polkadot理事会将有23个席位，每个月进行一次投票选举，所有DOT持有人均可自由注册竞选理事会成员的资格，并可以给自己支持的候选人进行投票，投票权与其所持股份成正比。

这里的投票方式和我们之前文章中讲过的 NPOS选举验证人的方式 一样，有兴趣的朋友可以点击回顾之前的文章。

Polkadot治理机制优缺点

传统的区块链一般采用链下治理的方式，拿以太坊举例，由以太坊基金会在github上收集改进提案，然后由生态参与者进行讨论表达观点，之后由开发团队决定是否采纳提案。如果采纳，将对代码进行更新和升级，最后矿工节点决定是否使用新的代码以支持该提案。

和上面这种链下治理相比，Polkadot的链上治理机制有几个明显的 优点 ：

1. Polkadot采用链上存储的WebAssembly代码，使得矿工节点无需重启便可以使用新的提案，从技术上避免了硬分叉。而链下治理的区块链，如果最后部分矿工或者节点运营商不支持提案，则不会使用更新后的代码，这样便出现了硬分叉。
2. Polkadot采用的链上治理每一个阶段都有明确的时间。而链下治理的时间节点不定，github上可以看到很多以太坊多年前的提案还处于“draft”状态。
3. 每一个DOT持有人都可以参与Polkadot治理，社区治理权在DOT持有人手中。而采用链下治理，最终决定权在于项目的核心开发者，存在中心化问题。

但是，除了以上几个 优点 ， Polkadot的治理机制还是存在以下几个 问题 ：

1. 大部分DOT持有人仅仅只是参与投资，不会参与社区治理，实际参与社区治理的用户数量不多，导致投票率不高。
2. 虽然治理最终决定权不在项目的开发者，但是持有大量DOT的用户可以影响投票结果，也降低了链上治理的去中心化程度。

总结

总的来说，Polkadot采用的链上治理有很大的创新，其 技术上的先进性 以及 机制上的新颖性 使得它和传统的链下治理相比有很大的优势，解决了很多链下治理机制存在的问题，也更符合区块链所追求的理念。

虽然它依然不是很完美，但是相信随着区块链技术的不断发展，新的技术和机制必将产生，来将这些问题一一解决。

参考文献：

[1]https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-governance

[2]J. Burdges, A. Cevallos, P. Czaban, R. Habermeier, S. Hosseini, F. Lama, H. K. Alper, X. Luo, F. Shirazi, A. Stewart, and G. Wood. Overview of polkadot and its design considerations. arXiv preprint arXiv:2005.13456, 2020

作者简介

周蓉

数据网格实验室 BitXHub 团队

研究方向：区块链账本互操作技术