A Polkadot Network alapjai

Sziasztok!

Első posztomban betekintést szeretnénk nyújtani a Polkadot alapjaiba.

Üdv: Viktor | Ambassador

Kezdetek

A Polkadot lehetővé teszi, hogy több különálló, sztenderdizált blokklánc tudjon szimultán együttműködni, ezáltal képesek legyenek összehangoltan, gyorsan és biztonságosan tokeneket és bárminemű adatot megosztani egymással. Az e gondolat mögött álló filozófia az, ami az internetet is meghatározza: a technológiai sokféleség. Gondoljunk csak bele, hogy az internet hajnala óta hányféle totálisan különböző technológiának kellett képesnek lennie arra, hogy egymást megértve kommunikálhassanak egymással.

Számtalan technológia, sokféle operációs rendszer, megannyi programnyelv és korszak határozza meg a számítástechnika csak néhány utóbbi évtizedét. A fejlesztőknek meg kellett oldaniuk a technológiai sokféleségből fakadó izolációt, ahhoz, hogy az internet a jelenlegi formáját öltse. Jelenleg, a crypto iparban pedig kezdjük felismerni, hogy egyre inkább szükségessé vált biztonságosan és gyorsan tokeneket és egyéb más kriptográfiai adatokat küldeni egyik láncról a másikra.

Mivel a blokkláncok a saját konszenzusuk szerint működnek és nincs kihatásuk egymás konszenzusára, így ezek a technológiák igencsak elszigetelt, egymástól független hálózatként működnek és a bárminemű adatátvitel csak korlátozott módon, elég nehézkesen lehetséges közöttük.

A fenti problémákat megelőzően a Polkadot core-fejlesztői a technológiai sokféleség összehangolására létrehoztak egy egységes fejlesztői keretrendszert, a Substrate Framework-ot. Substrate-ban percek alatt képesek a fejlesztők komplett blokkláncokat létrehozni egyedi igények és felhasználási lehetőségek mentén. Az elgondolás e mögött az, hogy ahelyett, hogy egyetlen láncra fejlesztenének le számtalan dappot, inkább létrehoznak számtalan blokkláncot, amit rákapcsolhatunk a Polkadot Relay Chainre. A Relay Chain közvetítő láncként funkciónál a hálózatban és megosztja a rákapcsolt blokkláncokkal a saját konszenzusát, ezáltal megoldva az átjárhatóságot és az ökonómiai biztonságot az összes blokkláncnak.

A Polkadot indítása

A Substrate alapú alkalmazás-specifikus blokkláncok lefejlesztése és szimultán történő működtetése egy hálózatként koncepciója Dr. Gavin Wood, az Ethereum egykori CTO-ja és a Solidity programnyelv egyik főmegalkotója, valamint Peter Czaban és Robert Habermeier-től származik. Ők a Polkadot Network alapítói.

A Polkadot blokklánc genezis blokkját 2020 májusában validálták, az akkor még Proof of Authority konszenzusban működő nodeok. Ekkor a láncot még a Web3 Foundation által működtetett validátorok tartották fent és a Runtime Upgradeket (Elágazásmentes frissítések) is csak a SUDO kulcs segítségével hagyhatták jóvá a core-fejlesztők. Miután a láncot több Runtime Upgrade során kellőképpen felruházták azokkal a tulajdonságokkal, amelyek egy megfelelően decentralizált blokklánchoz szükségesek a Polkadot átállt a sajátos Nominated Proof of Stake konszenzus mechanizmusára, mellyel a blokklánc sorsa átkerült fejlesztők kezéből a token tulajdonosok kezébe. Ekkorra már a láncon egy kifejezetten szofisztikált blokkláncon alapuló Governance-rendszer állt rendelkezésre, azért, hogy a Polkadot jövőjét a felhasználók szabják meg és ne a validátor üzemeltetők kezében legyen az irányítás.

Parachains

2021 őszén megkezdődik a Polkadot horizontális skálázásának időszaka, azaz a Parachainek összekötése a Polkadot Relay Chainnel. A Parachainek olyan Substrate alapú heterogén blokkláncok, amelyek mindaddig önnálló konszenzussal rendelkeznek, míg nem kapcsolják rá őket a Relay chainre. Nevük a ’’paralell’’ és a ’’chain’’ szóból áll össze, így kitalálható, hogy ezek a láncok egyszerre képesek párhuzamosan, egy időben működni és egymással összedolgozni.

Az összekötés után a Parachainek osztoznak a Polkadot konszenzusával, így az adott Parachain már a kapcsolódás pillanatától kezdve élvezi a Polkadot kimagasló ökonómiai garanciáit. A gyakorlatban egy Parachain elleni sikeres támadáshoz nem csak a Parachain konszenzusát, hanem a Polkadot konszenzusát is “át kell verni”, amely azt jelentené, hogy 6 dolláros árfolyam és a DOT tokenek közel 50%-os stakelési aránya mellett jelenleg egy 3,5 milliárd dolláros NPoS rendszert kellene a támadóknak kijátszaniuk.

A Parachainek Layer1-es blokkláncok, amik között a Polkadot, mint közvetítő lánc alkot átjárhatóságot, tehát a Polkadot voltaképpen egy Layer0 láncnak felel meg. Fontos megjegyezni, hogy a közös konszenzus csak az átjárhatóságot és a biztonságot hivatott ellátni a Parachainek működésében, viszont mindegyik Parachain mind ökonómiájában, mind a Governance-rendszerében teljesen függetlenedik a Relay Chaintől. Így a Parachain natív tokenjeinek tulajdonosai közvetlenül határozhatják meg az adott Parachain fejlesztési irányait annak önnálló Governance-rendszerében.

A Parachainek, mint például a Moonbeam, az Acala, vagy az Interlay mind-mind egy ún. Parachain Slot Aukción vettek részt, azért, hogy ráköthessék őket a Relay chainre. Ezeknek a slotoknak limitált darabszáma van. Összesen 100 db slot, tehát 100 db Parachaint lehet rákötni a Polkadot Relay Chainre. A slotok véges száma, illetve a Parachainek saját szuverén döntéshozatala miatt a fejlesztők úgy alkották meg a slotokat, hogy a Parachainek kapcsolódási ideje bizonyos időnként lejárjon. A Parachainek Relay Chainre kapcsolásának “bérlési” ideje 2 évben van meghatározva. A felhasználóknak DOT-ot kell lekötnie a Relay Chainre (Bonding), mellyel gyakorlatilag szavazunk arra, hogy melyik Parachaint kösse rá a protokoll a Relay Chainre. Ha már nincs szükség valamelyik Parachainre, mert elavult, korszerűtlen lett, vagy egyébb más hiányosságokkal, rossz tulajdonságokkal rendelkezik, akkor szimplán nem éri meg meghosszabbítani a “bérlési” időt, így annak a helyére egy másik Parachain kerülhet.

Parathreads

Azonban ez még nem minden. A fejlesztők az olyan független Substrate alapú láncokra is gondoltak, amelyek nem szeretnének folyamatosan összeköttetésben lenni a Relay Chainnel, de mégis szükségük lenne olykor a Relay Chainen keresztül kapcsolatba lépni valamelyik Parachainnel. Erre az eshetőségre hozták létre a Parathreadeket, amelyek mindössze egy-egy blokk erejéig lépnek kapcsolatba a Relay Chainnel adatmegosztás, token vagy NFT továbbítás céljából, majd lekapcsolódnak a Relay chainről és folytatják független életüket. Parathreadből akár 10.000 db is lehet, így a lehetőségek végtelen tárháza nyílhat meg a Polkadot ökoszisztémán kívül és belül egyaránt.

A Parathreadek ezenfelül bármikor válhatnak Parachainé, akkor, ha a token tulajdonosok így szavazzák meg. Illetve ha az egyik Parachainnek nincs szüksége folyamatos kapcsolatra a Relay Chainnel, mert tegyük fel, ez egy iskolának vagy egyéb intézménynek a blokkláncaként funkcionál és nincs szüksége ennek az intézménynek defi appokkal folyamatos összeköttetésben lenni, akkor szimplán leválasztják a Relay Chainről és onnantól kezdve Parathreadként, tehát önnálló, független Substrate alapú láncként fog működni.

Bridges/Hidak

A Polkadot egyik elsődleges célja, hogy az egyéb, nem Substrate alapú blokkláncokkal is kommunikáljon, mint például a Cosmos, az Ethereum, a Bitcoin, vagy az Avalanche…

A Parachainek, Parathreadek és másik konszenzussal és technológiával operáló blokkláncok közötti átjárhatóságot nevezzük interoperabilitásnak, amelyet a Polkadot a Cross Chain Message Passing (XCMP) protokollal old meg.

XCM: a Parachainek közös nyelve

A fejlesztők meggyőződése tehát, hogy egyetlen blokklánc nem láthat el többszáz, vagy akár többezer alkalmazási területet, a pénzügyektől kezdve a robotikán és az adattároláson át egészen a közösségi média platformokig. Ebben az elgondolásban tehát az a leglogikusabb, ha alkalmazás-specifikus blokkláncokat hozunk létre, amelyeknek a paramétereit az adott célnak rendelik alá.

A Polkadot elsődleges célja összekötni és egy konszenzus réteg alá venni a Substrate alapú Parachaineket, Parathreadeket, illetve egyéb más technológiájú blokkláncokat. Ahhoz, hogy a Polkadot és a rákapcsolt láncok egy élő, lüktető ökoszisztémában legyenek képesek tokeneket és adatokat, megosztani egymással szükségük van egy közös nyelvre. Ebből a célból alkotta meg a Polkadot a crypto-ipar első biztonságos láncok közötti üzenetküldési rendszerét, a Cross-Chain Messaging (XCM) formátumot. Ez a sztenderdizált, minden Parachain és Parathread számára világosan érthető nyelv lehetővé teszi, hogy a Parachainek üzeneteket és parancsokat küldjenek egymásnak, amennyiben a résztvevő láncok között már létrejöttek a XCM csatornák. A Parachainek láncon alapuló szavazás útján nyithatják meg, vagy zárhatják le egymással ezeket a XCM csatornákat. Mivel a Relay Chainre kapcsolt Parachainek konszenzus rétege egy és ugyanaz, így 100%-os megbízhatósággal képes a Polkadot garantálni az üzenetkézbesítések helyességét, mindaddig amíg a Parachainek és a Relay chain blokkokat állítanak elő. Ezzel a technológiával a felhasználók képesek „A” Parachainről „B” Parachainre tokeneket küldeni egymásnak úgy, hogy nincsenek kitéve az eddigiekben megszokott blokkláncok között kiépült hidak veszélyeinek. Ezenfelül a XCM technológia révén a lehetőségek végtelen tárháza nyílhat meg a fejlesztőknek, melyek által a későbbiekben a felhasználóknak lehetőségük lesz akár több parancsot is elindítani egyetlen gombnyomással. (Például elutalhatunk iBTC (becsomagolt Bitcoin Polkadoton) tokeneket az Acala Parachainről a Moonbeam Parachain egyik dappjára, amit egyből be is helyezünk egy liquidity poolba az Astar Parachain okosszerződéseit kihasználva.)

A XCM formátumú parancsokat értelmezhetjük úgy, mint minden blokklánc által világosan értelmezhető és kezelhető üzeneteket. Ezek az üzenetek a Substrate alapú láncokon a Cross Chain Message Passing protokollon keresztül kerülnek elküldésre egymás között és a minden egyes Parachainen és Parathreaden megtalálható Cross Chain Virtual Machine (XCVM) dolgozza fel őket. A XCM üzeneteket a fejlesztők igyekeztek úgy kialakítani, hogy annyira egyszerű és kezelhető legyen amennyire csak lehet, így bármilyen másik konszenzussal rendelkező blokkláncra könnyedén alkalmazni lehet őket. A XCM 3-as verziója teszi majd lehetővé a Polkadot és a más technológiájú blokkláncok közötti átjárhatóságot. Ezt jelenleg is tesztelik a Kusama Networkon, amely hálózatot a Polkadot Network valódi közgazdaságtani körülmények közötti tesztelésére használnak minden egyes új innováció bevezetése előtt.

Ha tetszettek a fentiek, akkor mindenképp oszd meg egy olyan ismerősöddel, akit érdek a crypto, a web3, vagy a Polkadot Network. Köszönöm!