Co je Polkadot? Průvodce tímto protokolem interoperability blockchainu

Polkadot je připravovaná víceřetězcová rámcová platforma – podobně jako Cosmos – navržená k usnadnění interoperability a škálovatelnosti blockchainů, které lze zapojit do jejího „Relay Chain“. Polkadot je ambiciózní projekt, který využívá formu konsensu proof-of-stake (PoS) pro širší ekosystém blockchainů, které jsou k němu připojeny a je naplánováno na oficiální spuštění ve 3. čtvrtletí 2019.

Důležité je, že Polkadot umožňuje datovým strukturám – mimo výhradně blockchainů – připojit se k síti jako „parachainy.“ Polkadot, původně vytvořený Gavinem Woodem, tvůrcem programovacího jazyka Solidity, je heterogenní víceřetězcový rámec, kde parachainy fungují prostřednictvím důvěryhodnosti – minimalizovaná struktura federace.

Problémy se škálovatelností blockchainových sítí jsou dobře zdokumentovány a platformy jako Polkadot se snaží stát další generací sítí, které podporují vylepšenou škálovatelnost a interoperabilitu rozšířením koncepcí veřejných blockchainů a standardizací přenosu dat.

Design Polkadot

Polkadot výslovně identifikuje tři primární oblasti, se kterými se současné blockchainy potýkají, aby využily svůj plný potenciál pro poskytování praktických aplikací:

1. Interoperabilita
2. Škálovatelnost
3. Sdílené zabezpečení

Polkadot zaměstnává přenosový řetězec, který funguje jako rozbočovač, přes který se parachainy připojují a koordinují konsens, stejně jako přenos zpráv a dat mezi parachainy. Je pozoruhodné, že k síti se mohou připojit jak veřejné, tak oprávněné blockchainy, se schopností řetězců s oprávněním izolovat se od zbytku systému při zachování schopnosti přenášet data do jiných řetězců a využívat zabezpečení sítě.

Parachainy mohou být blockchainy nebo jiné datové struktury, které se zapojují do přenosového řetězce pro společné zabezpečení a interoperabilitu s jinými řetězci. Aby však byly kompatibilní se sítí Polkadot, musí splňovat následující kritéria:

1. Může vytvářet kompaktní a rychlé klientské nátisky
2. Musí to být metoda pro velký počet nezávislých orgánů k autorizaci transakce (tj. Schnorrův podpis).

Parachains zpracovávají své vlastní transakce, což umožňuje síti škálovat na základě souběžného nezávislého zpracování transakcí na parachain, které jsou zabezpečeny prostřednictvím širšího konsensu sítě.

Konsenzus Polkadotu je silně inspirován Tendermint a HoneyBadgerBFT, ale používá PoS jako primární metodu pro motivaci validátorů k upřímnosti v síti.

Přečtěte si: Příručka pro začátečníky k tendenci: Byzantine Fault Tolerant Blockchain Engine

Polkadot může také vytvářet „mosty“ s jinými řetězci, které mají svůj vlastní konsenzus – například Ethereum.

Spodní vrstvy protokolu Polkadot jsou známé jako Runtime prostředí Polkadot a jsou běžné ve všech parachainech v síti. Tyto 3 vrstvy se skládají z tlumočníka Wasm, konsensu a sítí.

Horní vrstvy jsou jedinečné pro každý připojený parachain. Podklad – from Parity Technologies – is the first implementation of the Polkadot Runtime Environment (PRE). Parachains budou psány pomocí PRE, který je postaven na Web3 technologický zásobník.

Důležitým aspektem Polkadotu je, že využívá síťový zásobník Libp2p a je prvním reálným použitím jeho implementace Rust.

Dynamika fungování Polkadotu je složitá, proto je nejlepší si platformu vizualizovat prostřednictvím čtyř primárních rolí účastníků v ekosystému..

1. Validátoři
2. Jmenovatelé
3. Překladatelé
4. Rybáři

Validátoři

Validátoři dokončují bloky v síti Polkadot a hrají nejdůležitější roli v ekosystému. Validátoři jsou povinni provozovat klienta s úplným řetězovým řetězcem a ke kvalifikaci je třeba vsadit významnou „vazbu“ (v nativním tokenu DOT). Validátoři však mohou jmenovat další validátory, aby místo nich jednali.

Validátoři přijímají kandidátské bloky od kolaborantů – kteří propagují vybrané bloky do podskupin validátorů z parachainů – a dokončují bloky v řetězci přenosu prostřednictvím deterministického procesu výběru a závěrečného kola ověřování ratifikace.

Jmenovatelé

Nominátoři jsou strany, které rovněž drží podíl v síti, ale fungují jako mechanismus pro výběr důvěryhodných ověřovatelů prostřednictvím přispění jejich vazby k vazbě vybraného ověřovatele. Jejich role je velmi přímočará a pomáhá posílit sdruženou bezpečnost přenosového řetězce.

Překladatelé

Vazače pracují spíše na úrovni parachainu než přímo se zajištěním reléového řetězce. Shromažďují transakce z parachainů, vytvářejí důkaz spolu s neuzavřeným blokem a odesílají ho příslušnému ověřovateli pověřenému finalizací parachainového bloku. Bílá kniha Polkadot konstatuje, že role rolníků se může vyvíjet a nakonec mohou být smluvně úzce spolupracovat s konkrétními validátory pro ověřování bloků z určitých parachainů.

Collators mohou také pracovat na prokázání škodlivého chování pro validátory v síti jako přidaná vrstva zabezpečení. Obecná role zakladatelů je podobná práci horníků v PoW blockchainech.

Rybáři

Rybáři jsou nezávislí na procesu ověření bloku a vyhledávají škodlivé chování v síti, které hlásí validátorům o špatných validátorech. Jsou motivováni jako „lovci odměn“, kteří hledají podstatné jednorázové odměny tím, že prokazují, že vázaná strana (tj. Ověřovatel nebo zprostředkovatel) konala škodlivě mimo stanovené pravidlo.

Rybáři však do sítě přidávají i malá pouta. To je zabránit Útoky Sybil, ale není zdaleka tak vysoká jako validátory a lze ji kdykoli stáhnout.

Image Credit – Polkadot Whitepaper

Polkadot dosahuje standardizované komunikace v síti prostřednictvím svého mezirezortního komunikačního protokolu. Transakce mezi parachainy nebo mezi parachainem a reléovým řetězcem jsou plně asynchronní a na všechny datové přenosy (i mezi parachainy) se odkazuje v řetězci přenosu.

Blockchainy, které jsou „přemostěny“ na Polkadot, nikoli přímo zapojeny jako parachain, mohou využívat standardizovanou komunikaci sítě, aniž by obětovali svůj vlastní konsenzus. Tyto řetězce se však vzdávají sdílených státních a bezpečnostních záruk sítě Polkadot. Ethereum bude prvním příkladem takového mostu na platformě.

Role tokenu DOT a správa Polkadot

Polkadot využívá model řízení v řetězci, který je zcela řízen zúčastněnými stranami v řetězci přenosu. Zainteresované strany (tj. Validátory) vkládají nativní token DOT a mohou ovládat vše od přímých upgradů protokolů až po opravy chyb.

Stejně jako ostatní modely konsensu PoS se nativní token používá k propojení a ke stimulaci validátorů, aby jednali čestně prostřednictvím finančního podílu na autentičnosti procesu ověřování. Navíc se parašutisté spojují s Polkadotem prostřednictvím propojení a lze je odstranit odstraněním jejich podílu ze sítě.

Polkadot je v současné době ve fázi testnet POC-2, kde byl testDOT použit k upgradu protokolu ze sítě POC-1 a představil několik dalších funkcí, včetně použití implementace Rust v Libp2p.

On-chain governance je fascinující koncept a nepoužívá jej pouze Polkadot, ale i další sítě, které již existují, jako Tezos a Decred.

Aplikace Polkadotu

Vzhledem k tomu, že Polkadot nevytváří předpoklady o parachainech připojených k síti, nabízí vývojářům širokou škálu flexibility pro vytváření blockchainů specifických pro aplikaci, jako jsou ty zaměřené na soukromí nebo některé se zaměřením výslovně na určitý vývoj dapp.

Polkadot je také navržen tak, aby usnadňoval rychlejší inovační cykly. Rysy jednoho parachainu lze využít na jiném, sdílení inovací mezi řetězci a nejen pouhé tokenové převody jako jediná forma interoperability. Parachains se také mohou soustředit spíše na vytváření aplikací, než aby se museli soustředit na vlastní bezpečnost. Parachains explicitly designed to function within Polkadot are part of the larger pooled security, creating a critical abstraction of one of the more složitějších komponent blockchainových sítí pro vývojáře.

Zajímavý příklad, který Polkadot poskytuje je schopnost uživatelů decentralizované burzy na jednom parachainu vložit BTC na burzu pomocí důkazů nulových znalostí (ZKP) využitím parache ZCash.

Potenciální aplikace víceřetězcových rámců jsou obrovské a měly by přispět k podpoře mnohem většího experimentování s novými technologiemi vzniklými z naprosté síly interoperability. Konsenzus – zejména PoS – je však složitý a složitý, a je třeba ho po dlouhou dobu prokázat ve velkém měřítku v decentralizované síti, zejména v prostředí s více řetězci.

Polkadot nabízí další slibný pohled na to, jak bude vypadat budoucí generace blockchainů, a může se ukázat jako gravitační prostředí pro veřejné a povolené blockchainy, aby se spojily a vzájemně si prospěly.