Что такое Polkadot (DOT): обзор криптовалюты Полкадот и её перспективы

Что такое Polkadot? Объяснение токена DOT

По мере развития блокчейн-технологий и появления новых популярных криптовалют обеспечение взаимодействия между различными блокчейнами становится все более востребованным. Причем желательно организовать это взаимодействие также посредством блокчейна, иначе затея несколько теряет смысл. На данный момент существует проект, решающий эту задачу – Polkadot.

В этой статье мы подробно расскажем о Polkadot, принципе работы, его экосистеме и будущем проекта.

Что такое Polkadot?

Polkadot – это блокчейн-проект, который стремится обеспечить децентрализованное будущее интернета (Web 3.0). Polkadot часто называют блокчейном нулевого уровня, в отличие от таких сетей, как Биткоин, Эфириум, Солана и другие, которые являются блокчейнами первого уровня, а также Arbitrum, Lightning Network, Optimism и прочие, которые являются блокчейнами второго уровня.

Для краткой справки:

• Уровень 0 обеспечивает общую безопасность и совместимость. К другим известным проектам, относящимся к категории уровня 0, относятся Avalanche и Cosmos. Из перечисленных проектов Polkadot – единственный уровень 0, который обеспечивает полную общую безопасность во всей экосистеме;

• Уровень 1 – это ориентированная на приложения сеть. Примерами являются основные сети, такие как Bitcoin, Ethereum, Solana и другие;

• Под уровнем 2 чаще всего подразумеваются решения для масштабирования на уровне 1. Яркими примерами являются Arbitrum и Optimism для Ethereum и сеть Bitcoin Lightning.

Основная польза Polkadot заключается в том, что он стремится обеспечить безопасную основу для непрерывных вычислений общего назначения. Проще говоря, Polkadot обеспечивает общую безопасность и надежную совместимость с возможностью поддержки нескольких совместимых блокчейнов, работающих параллельно. Термин “Уровень 0” относится к основной цепочке Polkadot (ретрансляционная цепочка), которая намеренно ограничена в обеспечении безопасности и окончательности для цепочек Уровня 1, в которых, в свою очередь, размещаются приложения смарт-контрактов и многое другое. Можно сравнить Polkadot с гигантским торговым центром, предоставляющим пространство и безопасность различным магазинам. Магазины расположены близко друг к другу и могут легко взаимодействовать в пределах одного здания.

Как работает сеть Polkadot?

Polkadot, безусловно, является одним из самых технологически продвинутых существующих блокчейнов. В официальном документе сеть Polkadot называется масштабируемой гетерогенной мультицепью. Блокчейны первого уровня, такие как Биткоин и Эфириум, выполняют все функции блокчейна на одном уровне. Функции в основном делятся на три категории:

1. Возможность извлечения данных. В блокчейне поддерживается распределенный реестр, в котором хранятся записи обо всех транзакциях или записях данных. Возможность извлечения данных подразумевает, что этот реестр должен быть доступен всем участникам сети. В общедоступном блокчейне любой может присоединиться к сети, загрузить копию всего блокчейна и проверить транзакции. Это обеспечивает прозрачность и доверие к системе, поскольку участники могут самостоятельно проверять наличие и целостность данных;

2. Консенсус. Механизмы консенсуса – это протоколы, которые позволяют участникам блокчейна согласовывать действительность транзакций и порядок их добавления в блокчейн. Консенсус имеет решающее значение для предотвращения двойных трат и поддержания целостности блокчейна. К распространенным механизмам консенсуса относятся Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) и другие, которые различаются по способу достижения согласия между участниками;

3. Исполнение. Под исполнением понимается процесс проверки и выполнения смарт-контрактов или транзакций в блокчейне. Смарт-контракты – это самовыполняющиеся контракты, условия которых напрямую записаны в коде. При выполнении условий, указанных в смарт-контракте, код автоматически выполняет условия контракта без необходимости в посредниках. Исполнение смарт-контрактов является ключевой особенностью многих блокчейн-платформ, таких как Ethereum.

Эти три функции работают вместе, создавая безопасную, децентрализованную и устойчивую к взлому систему, в которой можно надежно записывать данные, согласовывать транзакции и автоматически выполнять смарт-контракты. Устаревшие блокчейн-сети, такие как Ethereum, используют единую глобальную блокчейн-сеть для выполнения всех трех основных задач в рамках монолитной структуры, что является причиной проблем с масштабируемостью, поскольку узлы сети могут быть перегружены из-за необходимости самостоятельно выполнять все процессы. Polkadot же является неоднородной мультицепочкой, которая выполняет эти функции на двух отдельных уровнях: Relay Chain и парачейны. 

Объяснение гетерогенного шардинга

Гетерогенный шардинг в Polkadot позволяет соединять несколько блокчейнов в одной сети, чтобы они могли обмениваться данными друг с другом и обрабатывать транзакции с гарантированной безопасностью. 

Каждый шард в Polkadot – это собственный блокчейн, оптимизированный для конкретных типов данных. Например, шард для хранения изображений, текст или видео. Эти шарды называются парачейнами.

Гетерогенный шардинг позволяет:

1. Распределить обязанности по обработке транзакций по узлам сети. Это уменьшает общую задержку и решает проблемы масштабируемости; 

2. Оптимизировать каждый блокчейн для конкретного варианта использования. Это дает больше возможностей для инноваций.

Экосистема Polkadot

Relay Chain

Polkadot работает за счет множества парачейнов – блокчейнов, подчиняющихся “материнскому” блокчейну Relay Chain, который и определяет глобальное состояние сети. За взаимодействие с определенным сторонним блокчейном отвечает свой парачейн.

Каждый парачейн может использовать свои правила проведения транзакций и формирования блоков и свой алгоритм консенсуса, но именно валидаторы Relay Chain окончательно утверждают блоки во всех парачейнах. 

С одной стороны, это обеспечивает высокий уровень безопасности сети – каждый парачейн защищен всеми валидаторами “материнского” блокчейна. С другой – дает чрезмерно широкие полномочия валидаторам Relay Chain, вплоть до возможности полной блокировки определенного парачейна. В результате, Polkadot пришлось вводить дополнительный класс валидаторов – Fishermen, единственная задача которых “охотится” на недобросовестных валидаторов Relay Chain.

Алгоритм консенсуса

Разработчики парачейнов получают пакет инструментов – Substrate, в котором поставляются три “одобренных” алгоритма: GRANDPA, Rhododendron и Aurand. Использовать в парачейне можно любой из них, причем в будущем возможно появление дополнительных альтернатив.

Однако “последнее слово” всегда остается за валидаторами Relay Chain, использующего алгоритм GRANDPA. Этот алгоритм быстр и поддерживает большое число валидаторов за счет того, что у них нет необходимости голосовать за каждый блок. Голосование производится за наивысший блок в цепочке, после чего алгоритм применяет его ко всем предкам блока. 

Парачейны и мосты

Парачейны – это несколько сетей первого уровня, которые работают параллельно в сети Polkadot. Выполнение смарт-контрактов или транзакций также осуществляется отдельными парачейнами. Каждый парачейн может иметь собственный набор правил, логику и среду выполнения, что обеспечивает гибкость и инновации на уровне парачейна. Парачейны могут реализовывать собственные механизмы консенсуса и среды выполнения, например, совместимые с Ethereum, для исполнения смарт-контрактов. В отличие от первого уровня Ethereum, парачейны не обременены консенсусом, что позволяет им достичь желаемой масштабируемости. Все парачейны обмениваются необходимыми данными блоков с основной сетью Polkadot, для достижения консенсуса и сохранения безопасности и окончательности транзакций.

Распространенное заблуждение состоит в том, что Polkadot сможет напрямую соединять несколько сетей, таких как Биткоин и Эфириум, но это не совсем так. Polkadot обеспечивает взаимодействие с помощью мостов, которые могут быть построены на парачейнах. Polkadot не соединяет разрозненные сети блокчейна, а скорее соединяет парачейны, предоставляя им необходимую инфраструктуру, чтобы они могли сосредоточиться на приложениях и полезности.

Парачейн-системы могут обеспечивать взаимодействие с другими сетями в качестве полезной функции. Примером этого уже на практике является сеть Moonbeam, парачейн, совместимый с EVM, который поддерживает межсетевое взаимодействие с Ethereum, позволяя разработчикам создавать децентрализованные приложения и NFT на Moonbeam. Существует также Snowbridge, парачейн-мост между Ethereum и Polkadot, который обеспечивает взаимодействие между двумя сетями.

Парачейны Polkadot позволяют создавать смарт-контракты, а ретрансляционная цепочка поддерживает новые блокчейны (и токены), позволяя блокчейнам обмениваться информацией. Примечательно, что Polkadot можно модернизировать без хардфорка, а протокол управляется теми, кто владеет DOT, собственной криптовалютой Polkadot. Обновление Polkadot до версии 2.0 может открыть возможности смарт-контрактов в ретрансляционной цепочке.

Будущее Polkadot

У проекта хорошие перспективы, благодаря обновлению Polkadot 2.0, которое произошло осенью 2024 года. Этот переход соответствует растущему значению Web3 в крипто индустрии и согласуется с глобальными технологическими тенденциями, развивающимися в этой сфере:

• Совместимость. Polkadot 2.0, ориентированный на улучшенную совместимость, хорошо вписывается в концепцию Web3 – децентрализованного и взаимосвязанного интернета. По мере появления новых блокчейн-проектов и децентрализованных приложений, возможность взаимодействовать и обмениваться ресурсами в разных сетях будет становиться все более важной;

• Масштабируемость. Несмотря на то, что сеть Polkadot уже была высокомасштабируемой и обладала достаточными ресурсами для обработки большого объема трафика, обновление Polkadot 2.0 направлено на увеличение масштабируемости, чтобы сеть была готова к массовому внедрению технологий Web3. Благодаря эффективному и динамическому распределению ресурсов (с помощью таких механизмов, как эластичные ядра и динамическое время работы ядра) Polkadot может лучше справляться с растущим количеством транзакций и пользователей;

• Пользовательский опыт. Повышение скорости транзакций, снижение их стоимости и повышение общей эффективности сети могут значительно улучшить пользовательский опыт, что является ключевым аспектом более широкого внедрения Web3. Ожидается, что обновления Polkadot сделают работу пользователей и разработчиков более удобной и доступной;

• Децентрализация и безопасность. Модель общей безопасности Polkadot и децентрализованная структура управления воплощают основные принципы Web3. Обновления, улучшающие эти аспекты, еще больше приблизят Polkadot к идеалу децентрализованного интернета, в котором пользователи имеют больше возможностей.

• Инновации и гибкость. По мере развития Web3 меняются потребности и стремления его участников. Более гибкая структура Polkadot 2.0, вероятно, будет способствовать инновациям, позволяя разработчикам адаптироваться и создавать решения, отвечающие новым потребностям и возможностям.

Можно предположить, что без обновления Polkadot 2.0 дела проекта были бы несколько хуже, чем, в теории, они могут в будущем. 

Заключение

Polkadot представляет собой значимую и инновационную силу в сфере блокчейна, стремящуюся переосмыслить то, как различные сети могут взаимодействовать и масштабироваться. Благодаря своей многоцепочечной архитектуре Polkadot обещает повышенную масштабируемость, совместимость и гибкость, что хорошо согласуется с развивающейся парадигмой Web3. 

Однако он также сталкивается с проблемами, присущими передовым блокчейн-системам, в том числе со сложностью, медленным внедрением и небольшим объемом торгов в экосистеме. 

По мере развития Polkadot его способность решать эти проблемы и использовать свои уникальные преимущества будет иметь решающее значение для определения его роли и успеха в более широкой экосистеме блокчейна. 

Часто задаваемые вопросы

Что такое Polkadot и как это работает?

Polkadot служит в качестве сегментированной мультичейн-сети, упрощающей передачу сообщений и ценностей между различными блокчейнами без необходимости в доверии. Его цель – создать полностью децентрализованную сеть. Блокчейн состоит из ретрансляционной цепочки, соединяющей несколько парачейнов, что позволяет обрабатывать транзакции параллельно и обеспечивает общую безопасность.

Может ли Polkadot подключить любой блокчейн? В чем разница между парачейном и блокчейном, подключенным через мост?

Polkadot может подключаться к различным блокчейнам, но их необходимо адаптировать к среде Polkadot с помощью мостов, построенных на парачейнах. Парачейн – это распараллеленная цепочка, которая работает непосредственно в ретрансляционной цепочке, в то время как блокчейн, подключенный через мост, работает независимо и взаимодействует с Polkadot через мост.

Как Polkadot отличается от Ethereum и других блокчейн-платформ?

Polkadot отличается от Ethereum и других блокчейн-платформ своей архитектурой Уровня 0, которая позволяет взаимодействовать нескольким блокчейнам (парачейнам) в одной экосистеме. В отличие от Ethereum, который является монолитной сетью, выполняющей все задачи (консенсус, выполнение транзакций и хранение данных) в одном блокчейне, Polkadot использует гетерогенный шардинг, где разные парачейны могут быть оптимизированы под конкретные задачи.

Кроме того, в Polkadot применяется модель общей безопасности, где парачейны наследуют защиту от ретрансляционной цепи (Relay Chain), тогда как в Ethereum каждая сеть второго уровня должна обеспечивать свою собственную безопасность. Также Polkadot позволяет обновлять протокол без хардфорков, в то время как в Ethereum для серьезных изменений требуется проведение хардфорков.

Таким образом, Polkadot ориентирован на создание взаимосвязанной и масштабируемой экосистемы блокчейнов, тогда как Ethereum больше сфокусирован на смарт-контрактах и децентрализованных приложениях в рамках одной сети.