Недавно команда Polkadot объявила о планах запустить так называемые децентрализованные мосты к другим блокчейн-сетям. С помощью этой технологии экосистема Polkadot сможет подключиться к другими блокчейнам, такими как Bitcoin и Ethereum. При этом инвесторы в Polkadot явно верят в перспективы проекта — с августа 2020 года внутренняя криптовалюта сети, DOT, выросла на 1 200%, а с начала этого года — на 310%. Мы решили разобраться, как устроен Polkadot, какую роль проект может сыграть в развитии интернет-технологий Web 3.0 и каковы перспективы его развития. 

Polkadot DOT

Как запускался Polkadot 

Одна из основных проблем блокчейн-сектора — несовместимость разных блокчейн-систем друг с другом. Polkadot должен решить эту проблему, позволив различным экосистемам работать в единой среде. 

Polkadot — это децентрализованный блокчейн-протокол, который соединяет несколько сетей и позволяет им обмениваться данными. Таким образом, главная задача проекта — предоставить крипторынку среду, в которой разные блокчейны смогут проводить операции друг с другом. Предполагается, что сеть Polkadot станет частью Web 3 — децентрализованного Интернета, которым будут управлять пользователи, а не компании-провайдеры. 

Polkadot был запущен в 2016 году Гэвином Вудсом, соучредителем Ethereum и автором Solidity — языка программирования для Ethereum. В запуске проекта также приняла участие еще одна бывшая Ethereum-разработчица Ютта Штайнер. Вместе они открыли компанию Parity Technologies, которая занимается развитием Polkadot. В 2017 году Вудс также запустил некоммерческую организацию Web3 Foundation, которая управляет проектом, обеспечивая его финансирование и продвижение. 

Первоначально Polkadot запускался на базе программного обеспечения для Ethereum. Однако со временем команда перешла на самостоятельный блокчейн. 

Осенью 2017 года команда Polkadot, проведя первичное предложение монет (ICO), собрала за 3 дня более $145 млн. А менее чем через два года, в июле 2019-го, разработчики проекта запустили экспериментальную сеть Kusama, в которой они тестируют все технологии и возможности Polkadot. Сейчас в ней тысячи разработчиков проверяют свои идеи. По сути, Kusama — это самостоятельный проект, чей токен KSM занимает 31-е место по капитализации в рейтинге CoinMarketCap. 

Основная сеть Polkadot была запущена в мае 2020 года, а монета проекта DOT находится в свободной продаже с августа прошлого года. 

Экосистема Polkadot 

Polkadot — не просто блокчейн, а платформа для создания других блокчейнов, которая позволяет объединить их в единую сеть. 

Нативный токен DOT выполняет следующие функции: 

  • Управление. Держатели токенов подтверждают транзакции и участвуют в голосовании по предложениям об обновлении протокола. При этом они делятся на:
  1. Простых держателей, которые могут предлагать изменения и голосовать за них; 
  2. Членов Совета управления (Council), отвечающих за внесение изменений в Polkadot; 
  3. Членов Технического комитета (Technical Committee), которые выбираются членами Совета и могут вносить срочные изменения в Polkadot. 
  • Стейкинг — вознаграждение токенами сети за подтверждение транзакций. Средняя доходность по DOT около 12% годовых. 

Пока выпущено 10 миллионов токенов, но они могут быть «допечатаны». DOT торгуется на всех основных биржах. Сейчас это шестая по капитализации криптовалюта. 

График цены DOT с момента запуска свободной продажи. Источник

Рассмотрим остальные основные элементы экосистемы Polkadot.

Парачейны (Parachains) — так называются блокчейны в экосистеме Polkadot. Каждый работает независимо от остальных и может взаимодействовать с другими блокчейнами через специальный протокол. 

У каждого парачейна могут быть свои собственные алгоритмы консенсуса и уникальные структуры управления. Более того, в парачейнах можно запускать свои собственные токены и смарт-контракты, которые подключаются к основной сети Polkadot. Чем больше парачейнов будет запущено в Polkadot, тем надежней и безопасней станет вся экосистема.

Паратреды (Parathreads) — это разновидность парачейнов, у которых нет постоянного подключения к основной сети Polkadot. 

Основная сеть (Relay chain) — это связующая, или, как ее еще называют, ретранслирующая цепь Polkadot. Она отвечает за взаимодействие парачейнов и общую сетевую безопасность. Основная сеть работает как мост между всеми парачейнами, позволяя им взаимодействовать друг с другом, и предоставляет им свои вычислительные ресурсы для подтверждения транзакций. Другими словами, именно в этой сети завершаются все транзакции. 

Сейчас Polkadot обрабатывает более 1 000 транзакций в секунду, но потенциально скорость может дойти до миллиона операций в секунду.

«Последние контрольные показатели сети Polkadot демонстрируют, что даже без парачейнов или многопоточности ей все равно удается показывать скорость, превышающую 1000 Tx/c. С парачейнами и многопоточностью, возможно, скорость возрастет до 1 000 000 Tx/c, а безопасность, возможность обновляться и децентрализация достигнут 100%», — написал сооснователь Polkadot Гэвин Вуд 

Мосты (Bridges) — это связующие звенья, которые позволяют парачейнам подключаться к другим блокчейнам, например, к Ethereum или Bitcoin. Обе сети могут работать на разных протоколах и по разным моделям управления, но мост Polkadot позволяет им безопасно взаимодействовать друг с другом. При этом эти мосты децентрализованы — взаимодействие блокчейнов происходит за счет блокчейн-технологии, а не какого-то центрального органа управления. 

Как раз о начале разработки таких мостов и было объявлено в середине марта командой Polkadot. Сейчас она разрабатывает универсальный мост, который позволит любым парачейнам соединяться и взаимодействовать с другими блокчейнами. Этот мост также позволит сетям Polkadot и Kusama взаимодействовать друг с другом. 

Сторонние команды разрабатывают мосты для таких блокчейн-сетей, как: 

  •  Мост с Bitcoin разрабатывают Interlay и Chainx;
  • Мост с Ethereum предоставят проекты Snowfork_inc, ChainSafe Systems и Centrifuge;
  • А мост с EOS готовят в Bifrost. 

Работы поддерживаются грантами от Web3 Foundation. 

Как достигается консенсус в Polkadot

Сеть Polkadot использует гибридный алгоритм консенсуса. Консенсус основной сети — это Nominated Proof-of-Stake (NPoS), версия Proof-of-Stake (PoS). А парачейн-сети используют версию PoW-алгоритма под названием Blind Assignment for Blockchain Extension (BABE). 

Ключевое отличие NPoS от простого PoS в том, что валидаторы выбираются случайным образом из специально отобранных кандидатов и меняются несколько раз в день.

Гибридный консенсус Polkadot включает в себя 4 группы участников, которые поддерживают работу блокчейна: 

  • Валидаторы — проверяют транзакции в парачейнах и добавляют их в основной блокчейн. Также они могут голосовать по предложенным изменениям в сети. Чтобы стать валидатором, нужно разместить стейк — заморозить токены DOT в сети;
  • Номинанты — размещают стейк и обеспечивают работу и защиту основной сети, выбирая надежных валидаторов (делегируя им свои голоса);
  • Коллекторы — запускают ноды, хранящие полную историю транзакций для каждого парачейна;
  • Рыбаки — следят за работой сети и сообщают о недобросовестных валидаторах. 

Среда разработки Substrate

В основе децентрализованных мостов Polkadot лежит технология Substrate. 

Substrate — это среда разработки блокчейнов, или фреймворк, на Polkadot. Она позволяет разрабатывать проекты на основе готовых компонентов. Substrate считается одним из самых простых в использовании, но в то же время технически совершенных фреймворков для создания блокчейнов. В идеале в Polkadot создать и настроить собственный парачейн должно быть так же просто, как настроить какую-нибудь программу на компьютере. 

Substrate имеет огромный набор инструментов, которые позволяют разрабатывать децентрализованное приложение любого размера и вида. Также Substrate позволяет запускать блокчейны, которые не являются частью сети Polkadot и работают независимо от него. Эта среда разработки лишь обеспечивает совместимость, консенсус и безопасность таких проектов. 

При этом Substrate позволяет создавать парачейны для решения самых разных задач: для ценовых оракулов, хранения файлов, финансовых протоколов и так далее. Среди самых популярных: 

  • Chainlink — децентрализованный ценовой оракул, предоставляющий блокчейнам доступ к данным за пределами своей сети;
  • Acala — DeFi-протокол, который стремится стать финансовым центром Polkadot;
  • Phala Network — сеть конфиденциальных смарт-контрактов, ориентированная на корпоративное использование;
  • HydraDX — межсетевой протокол ликвидности для Polkadot;
  • Moonbeam — протокол, который позволяет использовать Ethereum-приложения в Polkadot;
  • Laminar — платформа для создания синтетических активов;
  • Plasm Network — платформа смарт-контрактов, совместимых с Ethereum. 

С какими проектами конкурирует Polkadot 

Изначально Polkadot создавался как конкурент Ethereum. Запустить собственный проект в Polkadot должно было стать легче, быстрее и дешевле, чем на блокчейне эфира, а характеристики такого проекта должны были быть выше. 

Очевидно, что у команды Polkadot получилось достичь технических преимуществ, кроме того, транзакции в этой сети гораздо дешевле, чем в Ethereum. Например, комиссия за одну транзакцию в сети Polkadot в среднем от 0.016 до 0.036 DOT — $0.5–$1.14 против $15–$30 у эфира (правда, если капитализация DOT значительно вырастет, комиссии уже перестанут быть такими выгодными).  

Но конкурировать с Ethereum 2.0 проекту будет сложнее. В обновленной версии ETH 2.0 будут функции, сравнимые с теми, которые есть в Polkadot. Так, в ЕТН 2.0 появится шардинг — разделение единой сети на отдельные сегменты, выполняющие разные цели. В обеих сетях основной блокчейн будет подтверждать транзакции и предоставлять свои ресурсы для дополнительных сетей. Оба блокчейна также используют стейкинг вместо майнинга как средство поддержания синхронизации сети. ETH-разработчики также работают над тем, чтобы сделать транзакции между Ethereum 2.0 и другими блокчейнами совместимыми. 

Схожие решения проблем масштабирования и разрозненности блокчейнов предлагает Cosmos (ATOM) — децентрализованная экосистема независимых блокчейнов, также претендующая на то, чтобы стать основой Web 3.0. Проект позволяет обмениваться токенами и данными между разными блокчейнами. 

Популярные проекты на Polkadot

На Polkadot работает свыше 250 проектов, среди которых децентрализованные биржи, DeFi-приложения, NFT, криптокошельки, геймблинговые и игровые приложения, оракулы, инфраструктурные проекты и прочее. Среди них: 

  • PolkaBrige — dApps-платформа с децентрализованной биржей (DEX), которая позволяет пользователям напрямую обменивать токены сети Polkadot на токены других блокчейн-платформ;
  • Akropolis — кредитный протокол, позволяющий запускать собственные децентрализованные автономные организации (DAO);
  • Ankr — платформа облачных вычислений; 
  • Bluzelle — децентрализованная база данных для Web3;
  • Celer Network — платформа по запуску dApps;
  • Centrifuge — кредитный DeFi-протокол, позволяющий использовать для залога традиционные активы;
  • Edgeware — платформа смарт-контрактов;
  • Exeedme — игровая платформа, использующая NFT-токены и DeFi-технологии;
  • MathChain — блокчейн-кошелек в сети Polkadot; 
  • Ocean Protocol — протокол обмена данными;
  • Unique Network — платформа для запуска токенов формата NFT; 
  • Stafi, Bifrost, Zenlink, Hydrdx, Laminar, Mangata — DeFi-протоколы. 

Перспективы развития Polkadot

Polkadot — инновационный и перспективный проект, который в состоянии составить конкуренцию Ethereum. Polkadot играет заметную роль в DeFi-секторе и востребован среди разработчиков. 

Поэтому проект уже стал важной частью блокчейн-экосистемы, а по мере дальнейшего развития его роль будет лишь увеличиваться.