Polkadot jest jednym z ciekawszych projektów blockchain, a także jednym z mniej rozumianych. Ze względu na stosowaną technologię właściwie jest nieporównywalny do żadnego innego projektu. Co ważne, Polkadot nie jest platformą smart kontraktów, a projektem typu Layer 0. Jego głównym zadaniem jest obsługa wielołańcuchowej sieci, czyli wielu projektów typu Layer 1, podobnych do, np. Ethereum.
Ma zapewniać bezpieczeństwo i umożliwiać łatwą komunikację między łańcuchami, na których spoczywa obowiązek obsługi smart kontraktów, a co za tym idzie DeFi, NFT itd. Oczywiście Polkadot często jest klasyfikowany w gronie "platform smart kontraktów", ale warto wiedzieć, że sam w sobie Polkadot (a dokładnie mówiąc Relay Chain) ich nie obsługuje.
„Przewodnik po” to seria artykułów, która przedstawia działania różnych protokołów blockchain. Artykuł, jak każdy inny na Blokpres, w żadnym stopniu nie stanowi porady inwestycyjnej.
Co to jest Polkadot?
Polkadot to ekosystem składający się z różnych łańcuchów bloków nazywanych parachainami, które koordynowane są przez jeden główny blockchain nazwany Relay Chain.
Odpowiedź na pytanie "co to jest Polkadot?" wcale nie jest tak oczywista. Gdy mówimy "Polkadot" możemy odnosić się do całego wielołańcuchowego ekosystemu lub do Relay Chain, gdzie działa kryptowaluta DOT, która przecież także może być nazywana po prostu... Polkadot.
Najprościej wyjaśnić można Polkadot poprzez przekazanie jego głównego celu. Jest nim zapewnienie jak najwyższej jakości przestrzeni blokowej dla wszystkich projektów, które zdecydują się dołączyć do sieci. Wysoka jakość oznacza tu połączenie decentralizacji z bezpieczeństwem zapewnianym przez hybrydowy konsensus i wysoki poziom stawki w DOT oraz szybkością, czyli częstotliwością pojawiania się nowych bloków i szybkim, choć nie najszybszym, czasem do ich finalizacji.
Czym jest Relay Chain?
Relay Chain to centralny łańcuch Polkadot. Jest odpowiedzialny za bezpieczeństwo całej sieci, konsensus, a także interoperacyjność, czyli bezpieczne współdziałanie wszystkich części ekosystemu. Zajmuje się on koordynacją łańcuchów działających w sieci.
Relay Chain ogranicza swoją funkcjonalność do kilku typów transakcji takich jak mechanizm zarządzania, aukcje parachain i udział w NPoS (Nominated Proof of Stake), nie wspiera on np. smart kontraktów.
Źródło: polkadot.network/technology
Relay Chain został zbudowany przy użyciu frameworku Substrate stworzonego przez Parity Technologies. Każdy blockchain, który jest tworzony przy pomocy tej technologii jest natywnie kompatybilny z Polkadot.
Polkadot wykorzystuje mechanizm Nominated Proof of Stake. Wyróżnia się 3 role w konsensusie Polkadot, są to: Nominatorzy, Walidatorzy i Kolatorzy.
- Nominatorzy - wybierają zaufanych Walidatorów i "nominują" ich, czyli najprościej mówiąc, stakują DOT.
- Walidatorzy - zabezpieczają główny łańcuch stakujac DOT i weryfikując transakcje i dowody przejścia stanów (state transition proofs) od Kolatorów.
- Kolatorzy - utrzymują pełny węzeł danego parachaina jak i Relay Chain, zbierają transakcje z danego "para-łańcucha" tworząc bloki i dowody przejścia między stanami oparte na tych blokach, które przekazywane są do walidatorów. Kolatorzy nie zabezpieczają jednak sieci, a zajmują się przekazywaniem informacji z parachain do Relay Chain.
Dokładne wyjaśnienie tego czym jest i jak działa Nominacja Polkadot (staking) w tym artykule:
Co to Parachain?
Parachain to struktura danych, która jest spójna z całą siecią i weryfikowalna przez walidatorów działających na Relay Chain. Parachainy w zamyśle są wyspecjalizowanymi łańcuchami bloków z własnymi tokenami, zarządzaniem, stakingiem i zasadami, natomiast wcale nie muszą nimi być. Jednak własne tokeny będą potrzebne np. aby zachęcić Kolatorów do utrzymywania pełnego węzła danego parachaina lub aby nagrodzić użytkowników, którzy wsparli projekt na aukcji swoimi DOT.
Źródło: wiki.polkadot.network/docs/en/learn-parachains
Każdy parachain korzysta z bezpieczeństwa zapewnianego przez Relay Chain i może łatwo komunikować się z innymi. Jednak, aby dołączyć do sieci należy najpierw wygrać aukcję licytując tokenami DOT (więcej o aukcjach za chwilę).
Parachain jest wynajmowany na określony czas, nie krótszy niż 3 miesiące i nie dłuższy niż 96 tygodni (niecałe 2 lata). Każde wolne miejsce do najmu (slot) jest podzielone na osiem 12-tygodniowych okresów. Projekt może licytować wynajęcie na (niecałe) trzy miesiące, pół roku, dziewięć miesięcy itd.
Projekty po wygaśnięciu najmu mogą licytować kolejne sloty. Na przykład, najpierw wygrywają aukcje zapewniającą im parachain na 2 lata, a później mogą wynająć następny rok, pół roku albo znów dwa lata. Przejście z jednego slotu na drugi jest niezauważalne dla użytkowników i może zostać wykonane także znacznie przed upływem terminu wynajmu.
DOT użyte podczas licytacji są blokowane na okres, w którym będzie działał parachain. Po tym czasie są odblokowywane i można ich znów używać. Co ważne, tyczy się to również zbiórek od społeczności, czyli crowdloans. Każdy użytkownik, który zdecyduje się wesprzeć swój ulubiony projekt podczas licytacji, nie traci tokenów DOT, lecz blokuje je na określony czas.
Polkadot Relay Chain wspiera limitowaną liczbę parachainów, która jest wstępnie ograniczona do około 100. Liczba będzie zależeć od wydajności całego systemu.
Wyróżnia się 3 główne rodzaje Parachainów:
- Common Good Parachains. Są to parachainy, które służą dobru całego ekosystemu Polkadot. Nie wynajmują swojego miejsca na aukcji, natomiast otrzymują je poprzez system zarządzania Polkadot.
- Parachainy aukcyjne. Są to te parachainy, o które będą rywalizować projekty planujące zostać częścią ekosystemu Polkadot. Każde miejsce będzie przydzielone podczas licytacji temu, kto złożył najlepszą ofertę (nie najwyższą, a najlepszą, o czym później). Projekt może licytować swoimi tokenami DOT, które gromadził od dłuższego czasu lub skorzystać z funkcji zbiórki od społeczności.
- Parathreads. Są to parachainy, przeznaczone dla projektów które nie mają własnego, wynajętego miejsca na konkretny czas, lecz płacą za rzeczywiste wykorzystanie. Korzystają z modelu pay-as-you-go i działają “z bloku na blok” rywalizując z innymi projektami. Innymi słowy, w tym modelu Polkadot doda i zabezpieczy blok projektu, który zapłaci za to najwięcej.
Po znacznie głębsze wyjaśnienie niemal każdego aspektu działania Polkadot zapraszam do napisanego przeze mnie dokumentu, który znajdziesz tutaj:
Jak działają Aukcje Polkadot?
Dochodzimy do tematu, który prawdopodobnie wzbudza najwięcej emocji, czyli aukcji. Każdy projekt, aby dołączyć do sieci Polkadot, musi wypożyczyć miejsce na określony czas (lub skorzystać z parathread). Aby to zrobić, musi pokonać inne projekty uczestniczące w aukcji podczas licytacji. Jednak nie są to licytacje, jakie znamy, w których ostatnia oferta przedłuża czas trwania aukcji. Model wykorzystany w Polkadot był wzorowany na popularnych w XVI wieku aukcjach świec, w których zapalano świeczkę, a moment końca aukcji wyznaczał gasnący płomień. Było to podyktowane tym, aby nikt nie wiedział kiedy dokładnie skończy się czas na przedstawienie nowej oferty.
Polkadot modyfikuje ten model na potrzeby blockchaina. Aukcja dzieli się na dwie fazy, początkową i końcową. Każdy zna moment rozpoczęcia i zakończenia aukcji, lecz nikt nie zna dokładnego momentu końca licytacji, czyli bloku, z którego oferta zostanie zaakceptowana.
Zamknięcie aukcji zostanie ustalone losowo z mocą wsteczną po wyznaczonym czasie trwania aukcji. Zostanie wybrany jeden losowy blok podczas fazy końcowej i ten uczestnik, który podczas tego bloku złożył najlepszą ofertę, wygrywa. Im później projekt złoży ofertę tym większe prawdopodobieństwo przegrania, ponieważ może się okazać, że moment zamknięcia, poprzedza moment złożenia oferty.
Taki mechanizm działający na blockchainie, ma sprawić, że uczestnicy nie będą czekać do ostatniej sekundy i będą skłonni do składania wyższych ofert już od początku, aby nie ryzykować, że ich oferta została złożona zbyt późno. Co więcej, każda aukcja będzie mogła być obserwowana na żywo przez użytkowników. Najwyższa oferta podczas każdego bloku będzie widoczna dla każdego.
Każdy slot na parachain jest podzielony na 8 okresów po 3 miesiące. Projekt może złożyć ofertę za okres 1-2 (pół roku), 1-4 (rok), 3-4 itd.
Dokładniej mówiąc każdy z okresów ma 12 tygodni, czyli niecałe 3 miesiące, co przekłada się na 96 tygodni maksymalnego czasu najmu - niecałe 2 lata
Algorytm wyboru zwycięzcy wybierze najlepszą ofertę pod kątem zablokowania tokenów DOT na cały okres trwania slotu. Jeśli dwie oferty się nie pokrywają, mogą zostać wybrane. Algorytm mnoży liczbę oferowanych tokenów DOT przez okres czasu.
Przykład:
- projekt A oferuje 100 DOT za okres 5-8,
- projekt B oferuje 40 DOT za okres 1-4,
- projekt C oferuje 75 DOT za okres 1-8.
Mnożymy: A = 100x4=400, B= 40x4=160, C = 75x8=600.
Mimo że A złożył najwyższą ofertę to razem z B blokują 560 za cały okres 2 lat, a C blokuje 600, w tym wypadku C wygrywa Parachain na 2 lata i na ten okres blokuje 75 DOT.
Crowdloan
Crowdloans służą zbiórce funduszy na rzecz wygrania aukcji i wynajęcia parachaina. Właściwie jest to nie tyle zbiórka co "pożyczka społecznościowa". Zainteresowani użytkownicy mogą wesprzeć swoimi DOT ulubiony projekt w sposób całkowicie zdecentralizowany i niewymagający zaufania (lub poprzez inne sposoby, np. giełdy). W razie wygrania aukcji, DOT są blokowane na okres trwania wynajmu i zwracane po tym okresie. Jeśli aukcja zostanie przegrana, tokeny są zwracane, lub jeśli jest takie założenie służą do licytacji w kolejnych kilku aukcjach.
Co ważne zespoły nie mają dostępu do zebranych tokenów i nie mogą użyć DOT do żadnego innego celu oprócz wynajęcia Parachaina (o ile zbiórka działa jak powinna).
Aby zachęcić użytkowników do wsparcia w crowdloan, zespoły oferują w zamian za przeznaczone DOT, tokeny swojego projektu. Każdy projekt może mieć inne podejście do tego jak wygląda oferta dla wspierających. Może to być zwykła wymiana na zasadzie "otrzymasz 10 tokenów X za 1 DOT" lub dowolny inny sposób nagród. Pomysłów na to jak zachęcić ludzi do udziału jest wiele.
Konsensus Polkadot
Polkadot wykorzystuje hybrydowy konsensus nazwany GRANDPA i BABE.
BABE, czyli Blind Assignment for Blockchain Extension działa między walidatorami i jest mechanizmem produkcji nowych bloków, który określa ich autorów. Przypisuje on sloty pozwalające na produkcję bloku do walidatorów w zależności od ich stawki (stake), a także przy wykorzystaniu cyklu losowości Polkadot.
GRANDPA, czyli GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement jest zaimplementowany w Relay Chain i odpowiada za ostateczność bloków. Finalizuje partie bloków na podstawie kontroli dostępności i ważności. Oczekiwany czas potrzebny do osiągnięcia ostateczności to 12-60 sekund.
Kryptowaluta DOT
DOT ma wiele wykorzystań w obrębie ekosystemu Polkadot. Służy on między innymi do zarządzania protokołem poprzez głosowania, do zabezpieczania sieci poprzez staking, a także do wyżej wymienionego bondingu, czyli zablokowania DOT w ramach wynajęcia miejsca na parachain.
Staking DOT
Można brać udział w stakowaniu DOT na dwa sposoby, jako walidator lub nominator. Walidator musi posiadać pełny węzeł sieci Polkadot, wykonywać swoje obowiązki 24/7, a także unikać złych zachowań, takich jak przebywanie zbyt długo offline, czy atak na sieć, które mogą doprowadzić do slashingu, czyli utraty pewnego procenta stakowanych DOT.
Jako nominator można wyznaczyć do 16 walidatorów, którzy w twoim imieniu będą stakować DOT i zarabiać dla ciebie nagrody. W momencie, w którym zdecydujemy się na staking nasze DOT zostają zablokowane. Mogą być odblokowane w dowolnym momencie, natomiast aby móc ich z powrotem używać należy odczekać 28 dni od momentu zakończenia stakingu.
Nominacja
Nominacja i to jak działa nie jest tak prosta jak w przypadku innych mechanizmów np. DPOS. Dokładniej mówiąc, w Polkadot nominujemy kilku walidatorów, których wspieramy, a w każdej erze (co 24 godziny) zmienia się zestaw aktywnych walidatorów, czyli tych, którzy weryfikują bloki i otrzymują nagrody. Algorytm wyboru walidatorów Phragmen, działa tak, że minimalizuje możliwość tego, że dany nominator, w erze posiada więcej niż jednego wspieranego aktywnego walidatora.
To jak działa nominacja sprawia, że w Polkadot mamy do czynienia z Minimalną Nominacją. Minimalna nominacja jest to liczba DOT, którą musimy nominować, aby otrzymywać nagrody. Ta liczba stale się zmienia w zależności od ustaleń zarządzania. Aktualnie wymagane jest 120 DOT.
Istnieje również możliwość “nadsubskrypcji” węzła. W wypadku gdy wielu nominatorów wybrało tego samego walidatora, wypłaci on nagrodę tylko 256 z największą ilością nominowanych DOT. Pamiętajmy, że ta liczba, jak i niemal każda w Polkadot, może się zmieniać jeśli zostaną przegłosowane nowe propozycje. Polkadot cały czas się ulepsza i wprowadza zmiany poprzez bardzo aktywnie wykorzystywane zarządzanie.
W związku z tymi zmiennymi należy zawsze wybrać co najmniej kilku zaufanych walidatorów i stakować znacznie więcej niż minimalna nominacja, aby jak najczęściej otrzymywać nagrody.
Inflacja DOT
- oś x: Procent stakowaych DOT (0,5 = 50%)
- oś y: Inflacja roczna w procentach
- Niebieska linia: Nagrody inflacyjne dla stakujących
- Zielona linia: Zwrot z inwestycji dla stakujących
DOT jest kryptowalutą inflacyjną i nie ma ustalonego limitu maksymalnej podaży. Według Polkadot idealną wartością jest 50% tokenów DOT zablokowanych w stakingu co da 20% rocznego zwrotu za staking i inflację na poziomie 10% rocznie. Dodatkowo, szacują że 30% tokenów będzie powiązanych z parachainami, co powinno skutkować zaledwie 20% wszystkich DOT w obiegu.
Więcej o tej kryptowalucie DOT i jej tokenomii przeczytasz tutaj:
Bridges
Polkadot, gdyby nie mosty łączące go z innymi łańcuchami bloków byłby kolejnym zamkniętym ekosystemem, bardzo rozbudowanym, ale jednak zamkniętym. Dzięki mostom Polkadot będzie kompatybilny z innymi łańcuchami bloków takimi jak Bitcoin, czy Ethereum. Tymi mostami są np. parachainy, które wygrały aukcje, lub Common Good Parachain.
Podsumowanie
Polkadot jest projektem bardzo ciekawym, wokół którego buduje się ogromny ekosystem składający się z mnóstwa wartościowych projektów, które możesz poznać śledząc nasz cykl "Aukcje Polkadot".
Dzięki swojej budowie bardzo ciężko porównać Polkadot do innych projektów, a system aukcji sprawia, że jest on absolutnie wyjątkowy.
