Що таке блокчейн Polkadot і як працює криптовалюта DOT

Polkadot — це блокчейн наступного покоління, який намагається просувати гетерогенну мультичейн структуру. Проект привернув велику увагу спільноти інвесторів, розробників та користувачів і вважається одним із найінноваційних проектів у сфері криптовалют.

Екосистема Polkadot має власну монету DOT і намагається усунути багато обмежень, таких як погана масштабованість та слабка безпека, які в даний час притаманні багатьом іншим блокчейнам.

Проект був задуманий у 2016 році, і на його реалізацію пішло кілька років. Токен DOT не з'являвся на ринку до серпня 2020 року, а поворотною подією у його визнанні став лістинг Polkadot на Coinbase у червні 2021 року.

Чому Polkadot вважається інноваційним? Як правило, унікальними властивостями блокчейнів є децентралізація, швидкість та безпека у ненадійному середовищі. У той час як більшість блокчейнів, як правило, пропонують одну або декілька з цих відмінних характеристик, їхня поточна архітектура не призначена для одночасної підтримки всіх цих функцій.

Ethereum, наприклад, є найпопулярнішою платформою для децентралізованих додатків (DApps). Тим не менш, в даний час проект є слабо масштабованим і схильним до високих комісій, особливо при високому трафіку на платформі. EOS, з іншого боку, забезпечує швидкі транзакції з нульовою комісією за рахунок децентралізації.

Всі ці мережі ізольовані одна від одної, обміну інформацією між ними практично немає. Якби традиційні банки не мали можливості взаємодіяти один з одним, тоді їхні клієнти не змогли б безперешкодно переказувати гроші з одного банку до іншого. Нині відсутність функціональної сумісності перешкоджає масовому впровадженню технології блокчейн. Polkadot прагне заповнити цю прогалину.

Що таке Polkadot (DOT)?

Polkadot (DOT) — це блокчейн із базовою мережею — ланцюжком ретрансляції, де інші блокчейни з'єднуються та взаємодіють один з одним. Розміщуючи блокчейни, ретрансляційний ланцюжок також забезпечує їхню безпеку та транзакції, гарантуючи безперешкодну кросчейн сумісність (зв'язок між різними блокчейнами).

Насправді, крім відправлення токенів DOT через блокчейни, Polkadot також дозволяє їм спілкуватися та обмінюватися фактичними даними.

Отже, сумісність — це велика проблема, яку Polkadot намагається вирішити. Замість окремих об'єктів, які працюють незалежно, блокчейни мають стати частиною однієї і тієї ж екосистеми, де можна безпечно та масштабовано обмінюватися інформацією та цінностями.

У той час як приватні блокчейни мають кілька відмінних технічних протоколів від загальнодоступних блокчейнів, Polkadot навіть реалізовує зв'язок між цими двома різними типами мереж.

Гнучка та адаптивна мережева архітектура Polkadot полегшує створення нових технологій, дозволяючи розробникам використовувати переваги масштабованості, сумісності та безпеки. Таким чином, мережа Polkadot також є значним проривом для розробників і підприємців, які хочуть створити новий блокчейн з нуля.

Намагаючись створити новий блокчейн, розробники вибудовують унікальну систему та алгоритм консенсусу, який складно реалізувати, оскільки це вимагає багато сил та часу. Фундаментальна архітектура Polkadot спрямована на вирішення цієї проблеми, оскільки усуває необхідність створення блокчейнів з нуля.

Блокчейн, вбудований у Polkadot, використовує модульну структуру Substrate, яка дозволяє користувачам підключати потрібні їм функції, а також надає можливість їх змінювати при необхідності. Більше того, розробники можуть налаштовувати архітектуру ланцюжка, вибирати певні компоненти, що відповідають їх вимогам, та з'єднувати блокчейни з іншими мережами, включаючи Ethereum та Bitcoin.

Історія мережі Polkadot

Назва мережі вже унікальна —  у горошок (англ. polka dot). Логотип складається з масиву великих зафарбованих кіл однакового розміру. Кола, ймовірно, символізують різні блокчейни і мають спільну основу — Polkadot.

Історія Polkadot тісно пов'язана з Ethereum. Його засновником є ​​доктор Гевін Вуд, який був директором з навчання та основним розробником Ethereum. Він розробив мову програмування смарт-контрактів Solidity. Ведучий розробник залишив Ethereum у 2016 році, щоб створити більш сегментований блокчейн, а в жовтні того ж року опублікував білу книгу Polkadot.

Ще в Ethereum Вуд став співзасновником компанії EthCore Blockchain Technology Company, яка пізніше перетворилася на Parity Technologies. Компанія розробила важливі технології інфраструктури блокчейну, такі як середовище розробки Substrate та мережу Polkadot.

У 2017 році Вуд також став співзасновником некомерційної організації WEB3 Foundation, створеної для підтримки досліджень та розробок Polkadot, а також спостереження за її зусиллями зі збору коштів.

У липні того ж року в організації відбулася перша несприятлива подія. Хакер скористався вразливістю в коді мультипідписного гаманця Parity і вкрав 153 тис. ETH (близько 33 млн. доларів США на той момент) з трьох різних гаманців.

У жовтні фонд провів первинну пропозицію монет і зібрав 145 мільйонів доларів менш ніж за два тижні, що зробило його одним з найбільших ICO на той момент.

Проте через кілька днів після продажу токенів, Parity Technology зіткнулася з новим інцидентом зі зломом. Смарт-контракти ICO було зламано, а 66% залучених коштів (150 мільйонів доларів) заморожено. Ця подія була незворотною і неминуче сповільнила ранній розвиток проекту.

У наступні місяці завдяки закритим продажам команді WEB3 Foundation вдалося зібрати достатньо коштів, щоб продовжити досягнення своїх цілей у галузі розвитку, і до 2019 року все повернулося до звичайного режиму роботи.

Як працює Polkadot?

Як раніше згадувалося у статті, Polkadot надає базову мережу, ланцюжок ретрансляції та паралельні блокчейни, звані парачейнами.

Протокол ретрансляційного ланцюжка визначає загальну безпеку мережі, консенсус та сумісність між ланцюжками. Це механізм, який поєднує всю інфраструктуру, поєднуючи інших учасників мережі та забезпечуючи завершеність транзакцій.

Ланцюжок ретрансляції був навмисно побудований так, щоб забезпечити мінімальну функціональність. Наприклад, смарт-контракти не підтримуються, а її основна відповідальність полягає у координації системи в цілому, включаючи парачейни.

Термін «парачейни» є скороченням від «паралелізованих ланцюжків». Це суверенні блокчейни зі своїми токенами та управлінням, які пропонують свої конкретні варіанти використання.

Проте парачейни використовують безпеку та сумісність ретрансляційного ланцюжка для завершення транзакцій. Використання ретрансляційного ланцюжка дозволяє системі парачейнів працювати безперебійно, у той час як розробники та користувачі можуть зосередитися на інших конкретних цілях, таких як конфіденційність або масштабованість, та їх конкретних додатках.

По суті, парачейни отримують одну з найзначніших переваг мережі: використання встановленої безпеки Polkadot, а також швидку та масштабовану швидкість транзакцій.

Парачейнам необхідно орендувати слоти, кількість яких у Polkadot обмежена сотнею, щоб брати участь у мережі. Таким чином, через обмежений простір розподіл слотів парачейнів у майбутньому може стати досить складним і конкурентним завданням.

Три способи отримати слот у парачейні:

1. Парачейни з наданим управлінням або парачейни загального блага розподіляються внутрішньосистемною системою управління Polkadot і вважаються активом «загального блага» для мережі;
2. Парацейни, надані дією, розміщуються на аукціонах без дозволів. Команди парачейнів можуть або застейкати власні токени DOT, або використовувати краудфандінгову кампанію для їх отримання;
3. Паратреди мають той же API, що і парачейни, але заплановані для виконання на основі оплати в міру використання з аукціоном для кожного блоку.

Паратреди виконують ті самі функції, що і парачейны. Однак вони працюють за моделлю з оплатою за фактом використання, що дозволяє їм функціонувати в міру необхідності, і не вимагають постійного підключення до ретрансляційного ланцюжка.

Паратреди беруть участь тимчасово без необхідності орендувати слот для парачейна. Паратреди матимуть повільніший час блокування, ніж парачейни, але мають той самий рівень безпеки та функцію взаємодії. Крім того, залежно від наявності слотів та потреб у ретрансляційному ланцюжку, будь-який блокчейн може перемикатися між парачейном або паратредом.

Нарешті, мости дозволяють парачейнам і паратредам взаємодіяти із зовнішніми мережами, такими як Bitcoin та Ethereum, тим самим ще більше розширюючи функціональну сумісність блокчейну Polkadot. Зрештою мости відкривають можливість обмінювати різні токени та монети без центральної біржі.

Керування

Управління в блокчейні — це те, як визначаються, реалізуються та застосовуються правила перевірки транзакцій та блоків. Його можна розуміти як інтеграцію норм та кодексу, людей та інститутів, які полегшують існування цієї організації.

Управління Polkadot засноване на механізмі консенсусу Proof-of-Stake, основною метою якого є забезпечення того, щоб більша частина застейканих монет завжди могла контролювати мережу. Алгоритм консенсусу, що використовується Polkadot, є Nominated Proof-of-Stake (система NPoS), де номінатори підтримують валідаторів своїми коштами в стейкінгу на знак довіри до їхньої гарної поведінки.

Якщо номінатори вибирають поганого валідатора, вони можуть втратити застейкані засоби, що є основною відмінністю від більш загальної системи Delegated Proof-of-Stake (DPoS), яка використовується, наприклад, у EOS.

Кілька механізмів голосування в мережі мають узгодити зміни протоколу, такі як референдуми з гнучкими порогами кваліфікованої більшості та пакетне голосування. Багаторівнева модель управління Polkadot дозволяє впроваджувати оновлення протоколу, не вдаючись до хардфорків.

Дві групи у спільноті Polkadot:

1. Члени ради обираються, щоб представляти пасивні зацікавлені сторони. Ці вузли можуть пропонувати нові референдуми в мережі та накладати вето на те, що вважається небезпечним чи дорогим;
2. Технічний комітет складається з членів команди, які активно розвивають Polkadot. Вони мають можливість запропонувати екстрене голосування, щоб за необхідності можна було швидко реалізувати найважливіші оновлення мережі.

Керівні ролі: GRANDPA

Управління у блокчейні досягається за допомогою консенсусу, методу узгодження загального стану справ. Щоб блокчейн продовжував розвиватися і рухатися вперед, всі вузли в мережі мають домовитися та дійти консенсусу.

Polkadot використовує інший підхід до механізмів консенсусу, шляхом введення GRANDPA (GHOST-based Recursive Ancestor Deriving Prefix Agreement). Ця угода робить Polkadot більш безпечною, масштабованою та відмовостійкою мережею. Зокрема, вона дозволяє мережам поєднувати безпеку. Потім додані засоби захисту об'єднуються та застосовуються до всіх.

Консенсусні ролі

• Номінатори – повинні захищати ланцюжок ретрансляції, вибираючи надійних валідаторів та розміщуючи DOT у стейкінг в екосистемі;
• Валідатори – теж повинні захищати ланцюжок ретрансляції, але вони роблять це, стейкаючи DOT, і перевіряючи докази від співставників, а також беруть участь у консенсусі з іншими валідаторами в мережі;
• Співставники – повинні підтримувати шарди, збираючи транзакції з шардами від користувачів та надаючи докази для валідаторів;
• Рибалки – їм доручено стежити за мережею та повідомляти про погану поведінку валідаторам. Роль рибалки в мережі Polkadot можуть виконувати як співставники, так і будь-який повний вузол парачейна.

Дорожня карта — п'ять етапів розробки

Polkadot має багатоетапну стратегію розгортання своєї основної мережі. Генезисний блок ретрансляційного ланцюжка із прив'язаними валідаторами було запущено у травні 2020 року. Ця подія започаткувала перший етап. Під час цієї ранньої версії Polkadot працювала як платформа перевірки повноважень (PoA), це означає, що мережею керували шість валідаторів із Web3 Foundation.

Більшість користувачів змогли отримати свої токени з контракту Ethereum, застейкати DOT та заявити про свій намір перевіряти транзакції та призначати валідаторів.

Другий етап у червні 2020 року включав реалізацію механізму консенсусу Nominated Proof-of-Stake з першими виборами валідатора. Ця фаза дозволила власникам DOT претендувати на слоти валідаторів та розблокувати винагороди за стейкінг.

На етапах 3 та 4 наприкінці липня 2020 року було включено систему управління Polkadot. Вперше було обрано членів ради та технічний комітет, а також прийнято пропозиції громадськості.

У серпні 2020 року на заключному етапі було схвалено переведення балансу токена DOT. Поточна фаза формує розгортання парачейнів, протестованих та оптимізованих у Kusama та тестових мережах парачейнів. Після завершення всього процесу та безперебійної роботи парачейнів на Kusama, управління Polkadot може активувати парачейни та розпочати аукціони з оренди слотів.

Токеноміка DOT

Токен DOT — це те, що живить мережу та є власною монетою Polkadot. Вона використовується для сплати мережевих зборів, керування голосуванням та перевіркою прав для функціональної сумісності.

При обміні повідомленнями або даними між двома блокчейнами в мережі DOT використовуються для оплати транзакційних комісій. Голосування щодо оновлень або виправлень протоколу також відбувається шляхом оплати DOT.

Номінатори також прив'язують свої DOT до спеціального валідатора, якого вони підтримують. Зв'язуючі токени допомагають збільшити вартість мережевої атаки і дозволяють власникам DOT заробляти нещодавно створені токени як винагороду за стейкінг.

Substrate — інструмент розробки

Substrate — це потужний інструмент розробки Polkadot, який значно полегшує створення нового блокчейну. Він розроблений, щоб допомагати розробникам у створенні власного унікального блокчейну, підключившись до ланцюжка ретрансляції та насолоджуючись його безпекою, швидкістю та ефективністю. Інструмент дозволяє розробникам зосередитись на підвищенні цінності своїх проектів замість того, щоб витрачати ресурси та кошти на створення інфраструктури з нуля.

Всі ланцюжки, що використовують Substrate, сумісні з Polkadot, забезпечуючи безперешкодний доступ до взаємодіючої екосистеми парачейнів, додатків та ресурсів.

Піонери індустрії блокчейнів, які створили Substrate, уявляли собі систему, яка могла б подолати обмеження мереж попереднього покоління, і мали намір запропонувати розробникам інструмент побудови, що дозволяє уникнути розробки та оптимізації блокчейну з самого початку.

Незважаючи на синергетичний ефект, Polkadot та Substrate не залежать один від одного. Парачайни Polkadot можна створювати та підтримувати за допомогою альтернативного програмного забезпечення, відмінного від Substrate, в той час як ланцюжки, створені за допомогою Substrate, не потрібно підключати до Polkadot або Kusama.

Kusama — платформа експериментальної розробки

Kusama — це платформа для тестування Polkadot, на якій розробники можуть експериментувати з новими ідеями та проектами, перш ніж запускати їх у Polkadot.

У Kusama нижчий економічний бар'єр для входу, ніж у Polkadot, тому запустити парачейн або стати валідатором набагато простіше і це вимагає меншої кількості DOT.

Недоліком використання Kusama є менш суворі параметри керування, які забезпечують більш плавне та швидке оновлення. Однак Kusama у чотири рази швидше, ніж Polkadot. Все, що потрібно власникам токенів, — це сім днів для голосування на референдумі, за яким слідує восьмиденний період перевірки, після чого референдум буде ратифікований у ланцюжку.

Проте, ця швидкість досягається за рахунок стабільності та безпеки, а це означає, що зацікавлені сторони повинні зберігати пильність, щоб стежити за всіма пропозиціями, референдумами та оновленнями. Водночас валідаторам на Kusama часто потрібне оновлення у найкоротші терміни.

Порівняння Polkadot та Bitcoin

Мережа Polkadot і Bitcoin (BTC) дещо відрізняються за функціональністю та цілями, які вони переслідують. Bitcoin створений як глобальна децентралізована мережа для платежів, а Polkadot прагне перетворитися на мультичейн платформу, яка забезпечує взаємодію між блокчейнами для використання токенів, даних та обміну комунікаціями.

Polkadot шукає мережевий протокол блокчейна, що дозволяє передавати довільні дані через блокчейни. Bitcoin, у свою чергу, зацікавлений в інноваційній платіжній мережі та новому вигляді грошей, заснованому на блокчейні.

З технологічної точки зору основна відмінність полягає в процесі майнінгу та алгоритмі консенсусу. Bitcoin використовує Proof-of-Work, а Polkadot — Nominated Proof-of-Stake.

Порівняння Polkadot та Ethereum

Ethereum (ETH) — це платформа смарт-контрактів, яка прагне стати блокчейном для децентралізованих фінансів. З іншого боку, Polkadot пропонує структуру для простого створення конкретних блокчейнів та можливість підключення різноманітних мереж.

Обидві платформи призначені для розробників, які хочуть створювати децентралізовані програми (DApps), і обидві прагнуть виправити масштабованість на основі паралельного виконання. Однак Ethereum намагається досягти цього за допомогою шардів, Polkadot — за допомогою парачейнів та паратредів.

З технологічної точки зору Ethereum зараз працює на механізмі консенсусу Proof-of-Work, як і Bitcoin. Однак майбутнє оновлення до версії 2.0 перенесе його на систему Proof-of-Stake, яка, ймовірно, відрізнятиметься від NPoS Polkadot.

Порівняння Polkadot і Cardano

І Cardano, і Polkadot були розроблені для усунення деяких обмежень властивих Ethereum. У них також є спільна історія з Ethereum, оскільки обидва проекти створювалися людьми, які раніше брали участь у розробці Ethereum.

Cardano (ADA) — це блокчейн-платформа третього покоління, яка орієнтована на розробку DApp. Вона має механізм консенсусу Proof-of-Stake, а також є першою платформою, яка була заснована на дослідженнях, що рецензуються і розроблена з використанням методів, заснованих на фактичних даних. Cardano поєднує новаторські технології для забезпечення безпеки, стійкості децентралізованих додатків, систем і суспільств.

Polkadot, з іншого боку, являє собою мультичейн-екосистему додатків, блокчейн та криптовалюту. Мережа була побудована для оптимізації міжмережевої взаємодії із метою забезпечити розробку DApp наступного покоління.

Майбутнє Polkadot

Початковий задум і фактично реалізовані технології роблять Polkadot (DOT) вкрай популярним проектом серед безлічі підприємців, розробників, користувачів та інвесторів.

Криптовалюта DOT виступає як токен управління протоколом. Вона використовується в стейкінгу для захисту мережі або зв'язування нових ланцюжків. Розробники передбачили стимули для підтримки роботи та розвитку Polkadot шляхом винагороди активних учасників. Стейкінг DOT має річну прибутковість у середньому 10%.

Стабільна та надійна мережа платформи, а також дотримання її дорожньої карти сприяють перспективному майбутньому проекту. З точки зору технології та економічної цінності, Polkadot є однією з найоригінальніших інновацій в індустрії блокчейнів, і наступні кілька років матимуть вирішальне значення для оцінки реальних можливостей мережі.