Меню

Что такое Polkadot? Руководство к протоколу взаимодействия блокчейнов

Polkadot – это перспективная платформа в виде многоцепочечного фреймворка, аналогичная Cosmos. Она разрабатывается для улучшения взаимодействия и масштабируемости блокчейнов, которые могут подключаться к её релейной цепочке (Relay Chain).

Polkadot – это амбициозный проект, который использует консенсусный алгоритм proof-of-stake (PoS) для широкой экосистемы взаимосвязанных блокчейнов. Официальный запуск состоялся в мае 2020 года.

Важно отметить, что Polkadot позволяет подключать к сети в качестве «парачейны» различные структуры данных, не ограничиваясь блокчейнами. Polkadot, изначально задуманный Гэвином Вудом, создателем языка программирования Solidity, представляет собой гетерогенную многоцепочечную структуру, где работают парачейны в рамках структуры федеративного типа, требующей минимума доверия.

Проблемы масштабируемости блокчейнов прекрасно задокументированы, и такие платформы, как Polkadot, стремятся стать следующим поколением проектов, которые улучшают масштабируемость и взаимную совместимость за счёт расширения концепций проектирования публичных блокчейнов и стандартизации передачи данных.

Конструкция Polkadot

Разработчики Polkadot явно выделяют три основные области, в которых у современных блокчейнов есть проблемы, чтобы полностью реализовать свой потенциал в плане обеспечения практического применения

  1. Взаимная совместимость (Интероперабельность).
  2. Масштабируемость.
  3. Общая безопасность.

Polkadot использует релейную цепь, которая функционирует как концентратор. Через ту цепь отдельные парачейны соединяются друг с другом и координируют консенсус, а также передачу сообщений и данных.

Примечательно, что к сети могут подключаться как публичные, так и эксклюзивные блокчейны, причем эксклюзивные цепочки могут изолироваться от остальной части системы, сохраняя при этом возможность передавать данные в другие цепочки и пользоваться системой безопасности сети.

Парачейны могут быть блокчейнами или другими структурами данных, которые подключаются к релейной цепи для обеспечения объединённой безопасности и возможности взаимодействия с другими цепочками.

Однако для того, чтобы быть совместимыми с сетью Polkadot, они должны соответствовать следующим критериям

  • Способность формировать компактные и быстрые доказательства на клиентской стороне.
  • Иметь способ санкционирования транзакций для большого числа отдельных субъектов (например, подпись Шнорра).

Парачейны сами обрабатывают свои транзакции, что позволяет сети масштабироваться за счёт параллельной независимой обработки транзакций, которые верифицируются с помощью общесетевого консенсуса.

Консенсусная система Polkadot похожа на Tendermint и HoneyBadgerBFT, но использует PoS в качестве основного метода стимулирования валидаторов к честной работе в сети.

Polkadot также может образовывать «мосты» с другими цепочками, которые имеют свой консенсус, например, Ethereum.

Нижние уровни протокола называются Средой выполнения Polkadot и являются общими для всех парачейнов в сети. Эти три уровня состоят из интерпретатора Wasm, механизма консенсуса и сетевого взаимодействия.

Верхние уровни являются уникальными для каждого подключенного парачейна. Substrate от Parity Technologies – это первая реализация Среды выполнения Polkadot (PRE). Все парачейны создаются с использованием этой среды, основанной на наборе технологий Web3.

Важным аспектом сети Polkadot является то, что она использует сетевой стек Libp2p и является первым реальным примером использования его реализации на языке Rust.

Динамика работы Polkadot отличается высокой сложностью, поэтому лучше всего визуализировать платформу через четыре основных типа участников экосистемы

  1. Валидаторы.
  2. Номинаторы.
  3. Коллаторы.
  4. «Рыбаки».

Валидаторы

Валидаторы осуществляют завершение блоков в сети Polkadot и играют наиболее важную роль в экосистеме. Чтобы называться валидаторами, участники должны запустить полную клиентскую программу релейной цепи и поставить значительный «залог» (для которого используется внутренний токен Polkadot). Однако валидаторы могут также номинировать других валидаторов и передавать им свои обязанности.

Валидаторы получают блоки-кандидаты от коллаторов, которые передают выбранные блоки в подгруппы валидаторов из парачейнов. После этого валидаторы финализируют блоки в релейной цепочке через детерминистический процесс отбора и заключительный раунд ратификации.

Номинаторы

Номинаторы – это участники, которые также разместили ставку в сети, но функционируют как механизм выбора надёжных валидаторов путём внесения своей доли в фонд выбранного валидатора. Их роль очень проста и помогает укрепить объединенную систему безопасности релейной цепи.

Коллаторы

Коллаторы работают на уровне парачейна, а не непосредственно с релейной цепочкой. Они собирают транзакции из парачейнов, формируют доказательство и отправляют его вместе с незапечатанным блоком соответствующему валидатору, которому поручено завершать блоки парачейнов.

В «Белой книге» Polkadot отмечается, что роль коллаторов будет эволюционировать, и в итоге они смогут заключать контракты на сотрудничество с конкретными валидаторами для проверки блоков из определённых парачейнов.

Кроме того, в качестве дополнительного уровня безопасности коллаторы могут заниматься обнаружением вредоносного поведения валидаторов в сети. Основная роль коллаторов похожа на работу майнеров в блокчейнах типа PoW.

«Рыбаки»

«Рыбаки» не участвуют в процессе проверки блоков и занимаются поиском вредоносного поведения в сети, о котором они сообщают валидаторам. Они работают как «охотники за головами», ищущие существенных разовых вознаграждений, доказывая, что поставивший свои монеты участник (например, валидатор или коллатор) действует злонамеренно и нарушает установленные правила.

Однако «рыбаки» также размещают небольшой скрепляющий залог в сети. Это делается для предотвращения атак Сибиллы, но залог не такой высокий, как у валидаторов, и может быть отозван в любой момент.

Источник изображения – «Белая книга» Polkadot.

Polkadot обеспечивает возможность стандартизированного общения по всей сети с помощью своего межцепочечного коммуникационного протокола. Транзакции между парачейнами или между парачейном и релейной цепью являются полностью асинхронными, и все случаи передачи данных (даже между парачейнами) фиксируются на релейной цепочке.

Блокчейны, которые соединены с Polkadot «мостами», а не подключены напрямую в качестве парачейнов, могут использовать стандартизированную систему коммуникации сети, не жертвуя своим собственным консенсусом. Однако эти цепочки лишаются гарантий безопасности сети Polkadot. Ethereum станет первым примером такого «моста».

Система управления Polkadot – обзор функций токена DOT

Polkadot использует блокчейн-модель управления, которая полностью контролируется участниками процесса стекинга в релейной цепи. Участники процесса стекинга (то есть, валидаторы) размещают в качестве залога свои токены DOT и могут контролировать различные аспекты сети – от прямого обновления протокола до исправления ошибок.

Как и в других консенсусных моделях PoS, нативный токен используется в качестве связывающего залога для стимулирования валидаторов к честной работе, так как они имеют финансовую заинтересованность в честности процесса проверки. Кроме того, парачейны подключаются к Polkadot с помощью связующего залога и могут быть удалены из сети путём вывода своей доли.

В настоящее время Polkadot находится в фазе тестовой сети POC-2, причём токены testDOT использовались для обновления протокола с POC-1 и ввода нескольких других функций, в том числе использования Rust-реализации Libp2p.

«Он-чейн» управление – это очень интересная концепция, и она используется не только Polkadot, но и другими сетями, такими как Tezos и Decred.

Применение Polkadot – перспективы проекта

Поскольку Polkadot не говорит о каких-то условиях для подключенных к сети парачейнов, он предлагает разработчикам гибкость в плане создания блокчейнов для разных применений, например, ориентированные на конфиденциальность или на разработку децентрализованных приложений конкретных типов.

Команда Polkadot также работает над ускорением циклов инноваций. Функции одного парачейна могут быть использованы на другом, благодаря чему инновации распределяются между цепочками, не ограничивая формы взаимодействия только передачей токенов. Парачейны также могут акцентировать внимание на создании приложений, а не на своей безопасности.

Парачейны, созданные специально для работы в сети Polkadot, являются частью крупной объединённой системы безопасности, создавая концепцию одного из наиболее сложных компонентов блокчейн-сетей для разработчиков.

Интересный пример предоставляемых Polkadot функций: пользователи децентрализованной биржи на одном парачейне могут внести BTC на биржу с помощью системы доказательства с нулевым разглашением (ZKP), используя парачейн Zcash.

Потенциальные возможности применения многоцепочечных структур огромны и должны способствовать появлению большего числа экспериментов с новыми технологиями, связанными с обеспечением интероперабельности.

Однако консенсусные алгоритмы, особенно PoS, являются чрезвычайно сложными для разработки, и их ещё предстоит проверить в долгосрочной крупномасштабной работе в децентрализованной сети, особенно в многоцепочечной среде.

Polkadot предлагает ещё один перспективный взгляд на то, как будет выглядеть будущее поколение блокчейнов, и может оказаться притягательной средой для объединения публичных и эксклюзивных блокчейнов к взаимной выгоде каждой стороны.

Проверенные биржи:

Биржа Комиссия Открыть счет
0.1-0.2%Открыть счет!
0.025-0.25%Открыть счет!
0.1-0.3%Открыть счет!
0.2%Открыть счет!
0,08%Открыть счет!

Оставить комментарий

Сигналы для криптовалюты 👉
ТОП 5 криптобирж