数字货币: 在 Polkadot Hub 中使用 XCM 会解锁什么？

从 Hub、Cloud 到 XCM，理解 Polkadot 的跨链应用架构

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过去一段时间，围绕 Polkadot Hub 的讨论明显多了起来。智能合约、资产、治理、用户入口，Hub 正在逐渐成为开发者视野中的"默认起点"。

那么，当你开始在 Polkadot 上构建应用时，如何把 Hub 当作入口，同时又能系统性地利用整个 Polkadot 网络已经存在的能力呢？

今天的文章我们想分享，Hub 不是一个孤立存在的合约平台，Polkadot 中还有其他的 Rollup，Hub 可以通过 Polkadot 的跨链工具 XCM 与其他 Rollup（不管是不是 Polkadot 生态的），来实现更多的创新！

我们将从 Polkadot 的结构出发，逐步解释 Hub 与 Cloud 各自扮演的角色，以及它们如何通过 XCM 被连接成一个可组合、可扩展的开发环境。因为理解这一点，比单独理解某一个工具或协议，更有助于判断 Polkadot 这套架构究竟适合构建什么样的应用。

特别是随着 Hub 启动的倒计时，Web3 基金会已经开始与社区合作发起一些列的 Hub 增长活动和黑客松，那这篇文章会为你提供一些灵感！

接下来，我们就从 Polkadot 的整体架构讲起。

Polkadot 的整体架构

这张图展示的是 Polkadot 的整体架构。Polkadot 从一开始就被设计为一个"区块链的区块链"，或者说是一个"网络的网络"。

在最底层，是中继链，负责安全与共识；在它之上，运行着大量的 Rollup，过去我们称它们为平行链，你可以把这些平行链类比为以太坊生态中的原生 Rollup，但两者有一个非常关键的区别，Polkadot 的平行链是异构的。这意味着，它们并不局限于 EVM 模型，而是可以根据不同需求进行高度定制，构建出各自专注于不同场景、功能差异化的专业化区块链。

Hub 是什么？

图中所展示的 Hub，是一条运行在 Polkadot 上的系统链，用来承载生态中最通用、最基础的功能。它集成了许多大家已经非常熟悉的能力，包括：

多种主流资产的原生支持（如 USDC、USDT 等）
与中心化交易所的集成能力
质押、治理等核心基础设施
对以太坊兼容的智能合约支持
同时也支持使用 ink! 编写合约——任何可以编译到 PVM（基于 RISC-V 的虚拟机）的语言，都可以在这里运行

什么是 Cloud？

Cloud 指的是 Polkadot 上由不同团队构建的 Rollup 集合。如果你想：

构建一个类似 Ethereum L2 的专用链
或对执行、存储或业务逻辑进行深度定制

你可以通过 POP CLI 等工具快速创建自己的 Rollup，并加入 Polkadot Cloud。

但若只是想快速尝试智能合约开发，直接访问 Hub 即可。

Hub 和 Cloud 是如何协同的？

Hub 和 Cloud 之间是如何配合的？接下来我将向大家展示：在构建智能合约时，如何利用我们多年来积累的基础设施，以及各团队多年来构建的各类系统。而这一切的核心，就是 XCM。

XCM（Cross-Consensus Messaging）是跨链通信的核心，你可以简单理解为这是 Polkadot 原生的跨链通信协议，是 Polkadot 平台原生的跨链工具。

在这张图里：

• 中间的圆是 Hub

• 小方块是 Hub 上的智能合约

• 旁边两个圆其他 Rollup

假设你在 Hub 上构建了智能合约，这些合约可以通过 XCM 向其他 Rollup 发送消息，调用它们的能力，可能是 NFT 铸造、去中心化存储，或其他各类服务。

XCM 可以做什么呢？你可以实现很多事情，比如：

跨链资产转移，Hub 上的合约可以把资产发送到 Moonbeam，或者任何一条 Polkadot 链。
跨链 Swap，比如你想用 Hydration 这样的 DEX，你完全不需要自己搭建交易平台，只需将资产转移至该交易链完成兑换，再将结果转回至 Hub 即可。
任意跨链执行，只需向目标链发送指令，就能在该链上直接执行操作。

那我们来把这几种能力逐一拆开讲。

跨链转账

这里我画了一个圆，代表 Hub，里面有一个智能合约。假设你在 Hub 上用智能合约构建了一个 DeFi 协议，假设是一个彩票合约，而你想把奖金支付给另一条链上的受益人。你可以非常直接地向目标链发送跨链消息。这正是 Hub 通过 XCM 提供的能力之一。我们现在正在 Hub 之上构建中间件和合约库，所以这件事在合约里只需要几行代码就能完成。

你可以发送的资产种类也非常多，包括 USDC、USDT、DOT、任意 Polkadot Rollup 的原生代币，比如 MYTH、GLMR、HDX、甚至包括 ETH 以及以太坊上的 ERC20。这是因为我们已经通过 Snowbridge、Hyperbridge 等桥接方案，和以太坊生态打通了。

跨链 Swap

接下来是跨链交换。假设你在 Hub 上部署了一个合约，希望用户能在里面进行资产兑换。当然，Hub 上本身也可能已经存在提供这类功能的合约，比如可能已经有人在 Hub 上部署了类似 Uniswap 的协议。但问题是你想用的某些 Token 并不在 Hub 上，或者你想用的交易机制 Hub 上没有。

这时候，你就可以把资产通过 XCM 发到 Hydration 这样的 DEX Rollup（或者其他任何 DEX 链）。举个例子：你可以将 DOT 发送到目标交易链完成兑换，然后再把换得的 ETH 返回到 Hub，这种操作适用于 Polkadot 生态支持的所有代币资产。这一切在 Polkadot 中都是一等公民能力。

目前，跨链转账和跨链 Swap 都实现了标准化，这意味着无论目标是哪一条链，配置方式和使用方式都是一致的，可以很容易地完成跨链转账或 Swap。

跨链执行

最后要讲的是：跨链执行。你可以把它理解成一个万能接口，借助这个功能，你几乎可以实现任何想要的跨链操作，但它的使用门槛相对更高。因为你需要知道目标链上的具体调用数据，相比之下，跨链转账和 Swap 完全不需要掌握目标链的技术细节，而跨链执行则要求你对目标链的内部逻辑有一定了解。但好处是，你可以执行任何对方链支持的操作。

不过随着时间推移，XCM 也会逐步把更多常见操作做成标准化能力，比如投票、质押，以及其他常见治理或协议操作。

真正的优势：组合能力

正如我在 Swap 的例子中展示的，XCM 在智能合约中的最大优势，其实是"可组合性"。你可以把这些操作组合在一起：转账、Swap、跨链执行。

举个稍微复杂一点的例子：

1. Hub 上的合约先向某条链发送消息，从一个 DeFi 协议中提取流动性（这属于跨链执行）

2. 在同一条 XCM 消息中，再把资产转发到另一条 Rollup

3. 在那条链上完成 Swap

4. 最后把资产再返回 Hub，存回最初的智能合约

整个过程中：用户只需要签名一次，不需要在每条链上反复确认交易，Polkadot 的底层机制会自动把消息发送到不同的链上，依次完成需要执行的操作，可能涉及资产转移、兑换交易等，最终把结果资产存入合约。

通过这种组合能力，不管用户的资产分散在哪些链上，你都可以让用户只签名一次，然后由系统向所有相关链发送消息，把这些资产集中起来，再把它们路由到整个 Polkadot Cloud 中最合适的地方去使用。

这是一个相对复杂的示例，当然你也可以设计出很多其他玩法。而这一切，在 Polkadot 中，都是一等公民级别的能力。

跨链查询

接下来的方向，是要集成跨链查询这样的能力。对于智能合约来说，重要的不只是：

• 能把资产发送到另一条 Rollup

• 能做跨链 Swap

• 或者能在别的链上执行代码

同样重要的一点是：能够读取另一条链上的状态。举个例子：你可以直接从某条去中心化交易链查询实时汇率，从而避免手动操作。目前已有相关方案被提上日程：

• Hyperbridge 的 ISMP

• Acala 的 PVQ

这两种机制都可以实现状态查询，并通过状态证明来验证：你从另一条链拿到的数据是正确、可信的。这也是我刚才一直在讲的一个核心方向。

因此，当我们谈论 Hub 的时候，本质上是在谈一条"混合链（Hybrid Chain）"。这个概念源自 Rob Habermeier（Polkadot 联合创始人、前 Parity 成员）的一篇博客。

什么是混合链？

简单来说，在这个概念里，现有区块链大致可以分为两种类型。一类链的定位非常纯粹，它们本质上只是智能合约平台，本身并不提供太多具有差异化的原生功能，所有复杂逻辑几乎都依赖合约来实现。另一类链则走向了相反的方向，它们在协议层内置了大量高度定制化的原生逻辑，例如完全围绕 DeFi 场景构建的 DEX 链。这类链在特定领域内效率极高，但代价是通用性不足，开发者很难以程序化、可组合的方式去扩展或重用这些能力。

「混合链」试图在这两种模式之间找到平衡。它既保留了链级原生功能所带来的性能和确定性，又通过引入智能合约，使这些原生能力能够被开发者以无需许可的方式调用、组合和扩展，从而形成更大的创新空间。

Polkadot Hub 正是这一设计思路的典型体现。质押和治理等关键机制被直接内置在链的原生层中，这些功能本身并不频繁变动，也不依赖合约升级；但与此同时，任何人都可以通过编写智能合约与这些原生模块交互。例如，开发者可以构建一个 DAO，通过合约参与链上治理，或创建资金池，由合约统一管理和参与质押，而无需对底层协议进行任何修改。

值得注意的是，Hub 并不会是 Polkadot 生态中唯一的混合链。随着生态的演进，越来越多的链正在朝这一方向靠拢。以 Moonbeam 为例，它已经通过大量 Precompile 模块，将链上的原生功能直接暴露给智能合约使用，使合约能够以更低成本、更高效率地调用底层能力。

可以预见的是，随着生态不断演进，未来将会有越来越多的 Polkadot 链原生支持智能合约。在这样的基础之上，跨链应用的构建方式也会变得更加直观和工程化。开发者只需要使用 Solidity、ink! 或其他熟悉的合约语言，分别编写两个相互配合的智能合约：一个部署在 Polkadot Hub 上，另一个部署在所选的智能合约平台或专用链上。

随后，通过 XCM 提供的跨链执行能力，让这两个合约之间能够相互调用、协同完成逻辑。

这样一来，在 Polkadot 上构建跨链应用，本质上就转化为一个清晰而标准的流程：设计合约逻辑、完成部署，再通过跨链通信将它们连接起来即可。

跨链桥

最后，非常重要的一点：Hub 上已经集成了多种跨链桥，比如 Snowbridge。这意味着你可以把消息发送到以太坊，如果你想构建真正意义上的 Polkadot × Ethereum 跨链应用，你完全可以用 Solidity 写两个合约，一个部署在以太坊上，一个部署在 Polkadot 上，让它们通过桥进行通信。也许你需要以太坊上的流动性，但又希望利用 Polkadot 的 PVM 性能，或者 Polkadot 生态里的某些独特能力，那就把两者组合起来。

同时我们还有 Hyperbridge，可以连接到以太坊的 L2，比如 Base、Polygon 等。总之我们的目标是为开发者提供足够的灵活性，让大家可以随心所欲地在任何平台上用智能合约构建各类应用。

嵌入式合约

最后我想讲一个话题，它不完全属于跨链通信，但同样是一种从 Hub 利用 Cloud 能力的方式。这个东西并不是 Polkadot 独有的，但我认为它在 Polkadot 上实现得特别好。我个人喜欢称它为 "Enshrined Contract（嵌入式合约）"——不过这个名称可能还没被广泛使用。

假设你一开始并不需要跨链通信，你真正想要的是：更高的吞吐量。这时候 Hub 就派上用场了。Hub 非常适合用来做尝试和原型开发，你可以很快部署一个合约，做一个简单的产品，获得一些早期用户。但当用户越来越多，你就会开始和 Hub 上的其他合约竞争同一块区块空间。虽然 Polkadot 通过弹性扩展提供了大量的区块空间，这一点我刚才并没有展开讲，但我们的目标是把 Hub 推进到两秒出块、甚至 500 毫秒出块，并且具备非常高的吞吐能力，即便如此，你可能还是会希望：拥有一条只服务于你自己的 Rollup。

在以太坊生态中，我们已经看到类似的路径，比如 Uniswap 和它的 Unichain，这是一个典型的可扩展路径：从合约 → L2 → 自己的链。但在以太坊里，这个过程通常非常复杂：成为一个区块链工程师的门槛远高于智能合约工程师。

假设你已经在 Hub 上部署了很多合约，现在因为用户量增长而需要升级扩展，在 Polkadot 上，你可以直接使用之前提到的 POP CLI：从模板快速启动一条链，不需要你是区块链底层专家，你只需要选择一个带智能合约的模板，把你的合约部署上去即可，不需要额外实现复杂的原生逻辑。你甚至可以只运行智能合约，并且把全部区块空间都分配给它，由于 Polkadot 上的所有 Rollup 是并行执行的，你会获得整条链级别的吞吐量。

当然，这并不是说你可以简单地把原来的合约销毁再迁移到新链上，因为还涉及向后兼容、用户状态等现实问题，但这依然是一条非常自然、可行的扩展路径，就像 Uniswap 升级到 Unichain 那样：当应用变得足够受欢迎，就迁移到自己的 L2，之后再逐步加入更多定制能力，并最终拥有一条属于自己的 Polkadot Rollup，同时仍然能够随时与 Hub 以及整个 Polkadot Cloud 进行通信。

最后，我们回到一开始看到的那张"大图"。底层是 Relay Chain，它为上层的 Rollup 提供共识和执行保障；在其之上运行着大量 Rollup，而 Hub 上部署了大量智能合约。有些时候，你是在调用其他链的原生功能；有些时候，你是在与自己部署在其他链上的合约进行通信；甚至你还可以把消息发送到以太坊。在不同链之间发送消息、调度流动性、在其他链上执行智能合约。