Polkadot: обзор криптовалюты DOT

Polkadot – блокчейн с гетерогенной мульти-чейн структурой. Его главная особенность в том, что разработчики могут создавать собственные блокчейны на основе экосистемы Polkadot, наделяя их уникальными правилами, свойствами, размерами комиссии, и присоединять для параллельной работы уже существующие.

История криптовалюты DOT

Гэвин Вуд – сооснователь Ethereum, в процессе работы над Ethereum 2.0 начал изучать свойства шардинга. На Земле был только 2016 год, и до полноценной реализации второй версии Эфириума нужны были годы. Проведя исследования, уже через 4 месяца, к ноябрю 2016 года, Гэвин Вуд выпустил документацию Polkadot Protocol. В ней описывалась концепция блокчейна нового поколения с шардированием, подмножеством цепочек и алгоритмом Proof-of-Stake для валидации записей.

Сообщество Web3 Foundation работает над платформой нового, децентрализованного интернета. В список их задач входит:

• Метапротоколы нулевого/низкого доверия
• Оверлейные P2P протоколы
• Универсальные нейтральные языки
• Протоколы взаимодействия нулевого/низкого доверия
• Обработка цифровых транзитных данных, не предназначенных для постоянного хранения
• Протоколы для передачи данных
• Каналы состояний
• Плазмачейны
• Зашифрованные хранилища данных
• Тяжёлые вычисления
• Распределённое управление секретами (мультиподписи)
• Оракулы
• Расширяемые протоколом API-интерфейсы и языки для разработчиков
• Базовая станция с расширяющимся пользовательским интерфейсом (Web3 браузер)

В команде проекта Polkadot состоят: Аэрон Бьюкенен (PhD), Гэвин Вуд (PhD) и Рето Тринклер. Они применяют свой опыт в компьютерных науках и блокчейн технологиях в рамках работы в Parity Technologies, которой Web3 Foundation поручила создание Polkadot Network. Её роль в развитии Web3:

• Создание одноранговой сетевой инфраструктуры
• Внедрение блокчейн-технологий, протоколов обмена криптографическими сообщениями
• Развитие крипто-экономических механизмов
• Обеспечение системы публикации данных

Ранние версии кода Polkadot, ещё не прошедшие аудит, были реализованы в сети Kusama, и она использовалась как испытательный полигон для изучения технологии.

ICO Polkadot

Для привлечения инвестиций с 30 июля 2017 года был проведён токенсейл (ICO). К оплате принимались ETH, взамен инвестор мог получить неограниченное количество токенов в одни руки по цене 1 DOT = 0,29 $. Суммарная эмиссия составляла 10 млн. токенов, а из них на аукцион выставили 50%.

Не все были готовы ждать целых два года (выпуск монет Polkadot начался по плану в третьем квартале 2019). Лояльность инвесторов окупилась сполна. С момента ICO к началу 2021 они получили возврат х80 в долларах, х14 в ETH и x10 в BTC.

Но ICO Polkadot проходило не так гладко. В результате бага на кошельках организации Parity были заморожены около 150 млн. $. Из них 100 млн. $ принадлежали инвесторам, купившим токены DOT. Ошибка в смарт-контакте позволила хакеру уничтожить его содержимое, а вместе с ним и активы. Но руководители попросили сохранять спокойствие, исправили баг, полностью возместили ущерб и назвали ситуацию «болезненной, но поучительной».

К началу 2021 года проект PolkaDOT вошёл в десятку крупнейших криптовалют по капитализации, с суммарной оценкой рынком в 20 млрд. $. Сообщество активно работает над обеспечением пользователей инструментами современной экосистемы (стейблкоин PolkaBTC, стейкинг криптовалюты DOT, автоматические маркет-мейкеры DeFi).

Принцип работы Polkadot

Блокчейн технологии продемонстрировали большие перспективы в разных областях: управление и государственность, финансы и отслеживание активов, идентификация и веб-децентрализация, интернет вещей (IoT). Но конструктивные ограничения популярных систем в значительной степени препятствовали их широкомасштабному внедрению.

Пропускной способности платформы Ethereum 1.0 до полного перехода на 2.0 недостаточно. Комиссии достигающие 10-30 $ за транзакцию не позволяют осуществлять торговлю в полной мере, не говоря уже об использовании сети в качестве базы данных нового поколения.

Дизайн Polkadot предлагает несколько явных преимуществ по сравнению с существующими и унаследованными сетями, в том числе: гетерогенный шардинг, кросс-чейн транзакции, масштабируемость, обновляемость и прозрачную государственность.

Полкадот – масштабируемый, разнородный мульти-блокчейн. В сравнении с Bitcoin, который обслуживает только собственную высоту, Polkadot предоставляет «Relay Chain» (релейную цепочку), где могут размещаться и параллельно обрабатываться огромное количество обновляемых и глобально согласованных динамических структур. Они называются «Parachain» (парачейнами) или параллельными блокчейнами, хотя могут и не являться блокчейнами в полном смысле этого слова.

Поскольку сеть Polkadot сегментируется, система может масштабироваться с ростом количества парачейнов. Релейная цепь вносит заключительные коррективы в валидность сети, может динамически добавлять, удалять или останавливать парацепи, сигнализировать о нарушениях для взыскания штрафов с нечестных участников.

Для взаимодействия с другими внешними блокчейнами (например Ethereum или Bitcoin) шарды сети Polkadot могут подключаться к ним через «Bridges» (мосты). Так, держатель BTC может сжечь их и получить эквивалент в PolkaBTC, либо наоборот, сжечь PolkaBTC и получить BTC в оригинальном блокчейне Биткоина.

Алгоритм Polkadot

Консенсус достигается гибридным путём. Используются два уникальных протокола – GRANDPA и BABE. В основе их механизма – Proof-of-Stake (Доказательство доли).

BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension, с англ. – Слепое назначение развивающих блокчейн) – механизм производства блоков, когда кандидаты в валидаторы определяются случайно, путём лотереи. Для каждого слота происходит слепое перераспределение. Продолжительность жизни слота – 6 секунд. Система устроена так, что в каждый из слотов могут попасть несколько валидаторов сразу, или ни одного (что образовало бы пустой блок). Для этого в фоновом режиме часть валидаторов, избираемая также циклическим алгоритмом, постоянно наращивает параллельную вилку, что будет отсоединена после финализации. Это обеспечивает непрерывное достижение консенсуса без простоев и риска целенаправленной атаки валидаторами.

GRANDPA (GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement, с англ. – Соглашение о получении префикса рекурсивного предка на основе GHOST) – технология окончательной финализации Polkadot Relay Chain. BABE всегда строит только на той цепи, которую утвердил GRANDPA. Он работает в частично синхронной сетевой модели, удовлетворяясь честностью ⅔ валидаторов, покуда они могут справляться с ⅕ Византийскими узлами. Примечательным отличием является то, что GRANDPA достигает соглашений по цепочкам, а не по блокам, что значительно ускоряет процесс завершения даже после длительного разделения сети или других сбоев.

Валидаторы

Обеспечивают безопасность сети Polkadot, депонируя в стейкинг собственные DOT. Подтверждают представленные коллаторами доказательства, и участвуют в достижении консенсуса совместно с другими валидаторами. Их роль заключается в выполнении 2 функций:

• Верифицировать информацию, содержащуюся в блоках парачейнов.
• Участвовать в механизме консенсуса, предоставляя другим валидаторам состояние блоков в релейной цепочке для сравнения.

Попытка создать несоответствия валидному состоянию сети предполагает наложение штрафа на валидатора, и изъятие части его стейка DOT за плохое поведение. Хороший имидж приносит доход в виде награды за найденный блок, плюс комиссии.

Номинаторы

Защищают релейную цепь, выбирая надёжного валидатора и размещая свою криптовалюту DOT в стекинг, пользуясь его вычислительной мощностью.

Не каждый пользователь готов обеспечить круглосуточный аптайм узла (компьютера или виртуального сервера), чтобы выполнять роль валидатора в сети Полкадот. Но имея на балансе свободные DOT, можно легко номинировать их избранному валидатору, и просто отслеживать прирост монет.

К выбору валидатора нужно подходить осторожно. Если узел будет отличаться плохим поведением, он может потерять также баланс DOT номинатора. Поскольку любой стек замораживается на 28 суток после размещения под валидацию, нужно рассчитывать на это. Валидатор сможет вернуть их не меньше через месяц, даже по запросу.

Коллаторы

Обслуживают парачейны, собирая данные о транзакциях в парачейнах от пользователей, и передавая их состояние валидаторам релейной цепи на подтверждение.

Коллаторы должны поддерживать работу полной ноды, постоянно синхронизируя свой парачейн и релейный блокчейн.

Фишермены (Рыбаки)

Мониторят сеть на предмет плохого поведения и сигнализируют об инцидентах валидаторам. 

Коллаторы и полные парачейн ноды могут выполнять роль фишерменов, и получать дополнительный доход в токенах DOT, который будет изъят у валидаторов, пытающихся нарушить консенсус.

Поддерживаемые блокчейны

Большинство современных блокчейнов могут быть подключены к сети Polkadot благодаря мостам. Построение этих мостов для обычных блокчейнов может быть не так просто, как для Ethereum, но всё же возможно. Эти блокчейны могут сохранять свой фактический консенсусный тип и участников сетевой безопасности, имея при этом возможность обмениваться информацией с парачейнами Polkadot. 

Будут ли мосты разрабатываться – будет зависеть от сценариев использования и потребностей. Parity открыли мост, который позволяет подключать существующие блокчейны с помощью консенсуса Proof-of-Authority (PoA) к любой другой цепочке.

Наиболее очевидным преимуществом является пул безопасности протокола. Разработчикам не нужно создавать сообщество майнеров или валидаторов для обеспечения безопасности блокчейна: существующий пул валидаторов и номинаторов позаботится об этом.

Второй важный аргумент касается масштабируемости в Polkadot. Bitcoin и Ethereum – самые популярные блокчейны, и оба они все ещё основаны на майнинг-консенсусе Proof-of-Work (PoW) по состоянию на 2021. Оба имеют низкую пропускную способность и страдают от перегрузки сети. Последствиями для пользователей являются более высокие комиссии за транзакции, а также более длительное время трансляции транзакций. Распараллеливание цепочек (отсюда и их название – пара-чейн) и использование консенсуса PoA не только помогают увеличить пропускную способность сети, но также представляют собой огромное преимущество с точки зрения энергоэффективности по сравнению с обычными блокчейнами на основе PoW.

Список парачейнов (субстратов Polkadot Network) включает в себя проекты:

• Kusama
• SubSocial
• DatDot
• Acala Network
• ChainX
• Edgeware
• Chainlink
• Energy Web Foundation
• Darwinia
• Phala Network
• Ocean Protocol
• Robonomics
• Polymesh
• И ещё 100+

Токен DOT

DOT – родной токен сети Polkadot, как BTC – в Bitcoin. Малейшая частица DOT (0,0000000001) именуется «Планк» (с отсылкой к Планковской длине, минимальной возможной дистанции в физической Вселенной). Токен выполняет 3 ключевые функции в экосистеме Polkadot:

• Для голосования в сети
• Для стекинга в сети
• Для обеспечения цепи, подключённой к Polkadot в качестве парачейна

Курс Polkadot

Открытая информация о торгах начала поступать в мониторинги с 19 августа 2020. Параллельно, 21 августа 2020, произошла деноминация с мультипликатором х100. То есть, все держатели DOT получили на баланс в 100 раз больше. Как раз в это время начался листинг открытых рынках.

Базовая рыночная капитализация в 5 млрд. $ продолжила расти и к началу 2020 года составила 20 млрд. $. Первые 5 млн. токенов были проданы на ICO по 0,29 $, а размещение на биржах началось с 3 $. После деноминации, на сегодняшний день, суммарная эмиссия DOT равна 1 млрд. токенам, а в обращении находится уже более 0,9 млрд.

Прогноз Polkadot

Примерно 150 млн. токенов DOT будут прирастать ежегодно в качестве награды участникам процесса валидации (уровень инфляции – ±10%). 

Разница в капитализации между Polkadot и Ethereum кратна 10. Замещая роль Эфириума в криптовалютной экосистеме, пользуясь преимуществами в масштабируемости и уже готовой реализацией PoS блокчейна, она могла бы получить часть рынка ETH до момента выхода версии 2.0, которая намечена на 2021-2022 год.

Дальнейшее развитие Полкадот зависит исключительно от вовлечённости сообщества и пользователей. Разработчики предоставили максимум возможностей для раскрытия потенциала любых блокчейн стартапов: финансовых, учётных, промышленных, государственных (требующих высокой пропускной способности). Команда готова справедливо конкурировать, распродав 90% токенов в формате краудсейла, что обеспечивает децентрализованное управление проектом.

Polkadot быстро обошёл Tezos (2 млрд. $) и Cosmos (3 млрд. $) и находится на одном уровне с нишевым конкурентом Cardano (21 млрд. $), по состоянию на начало 2021 года.

Преимущества и недостатки

Выводы

Ограниченная эмиссия (кроме небольшого ежегодного прироста), опытная команда и цель стать «интернетом блокчейнов», плюс хорошие условия стекинга, делают проект Polkadot крепким конкурентом Ethereum на ближайшие несколько лет.