Polkadot e Cosmos são protocolos que fornecem interfaces para máquinas de diferentes estados se comunicarem entre si. Ambos os protocolos são previstos com base no fato de que o futuro terá múltiplas blockchains que precisarão interagir entre si, em vez de blockchains individuais existentes individualmente.

paradigma

Polkadot usa um modelo de shard no qual cada shard no protocolo tem uma função de transição de estado abstrata (STF). Polkadot usa WebAssembly (Wasm) como seu “superprotocolo”. O STF do shard pode ser abstrato, desde que o validador no Polkadot o execute no ambiente Wasm.

Os fragmentos de Polkadot são chamados de “Parachains”. Cada vez que o Parachain deseja fazer uma transição de estado, ele envia um bloco (uma série de transições de estado) junto com uma prova de estado que o validador Polkadot pode verificar de forma independente. Esses blocos são finalizados para os parachains à medida que são finalizados pela cadeia principal do sistema de cadeia de retransmissão. Assim, todos os parachains compartilham o estado com todo o sistema, o que significa que a reorganização de uma cadeia a partir de apenas um parachain exigiria a reorganização de todos os parachains e cadeias de retransmissão.

Cosmos usa um modelo de hub de ponte que conecta cadeias de hortelã. Um sistema pode ter vários hubs (o hub principal é o “Cosmos Hub”), mas cada hub conecta um grupo de cadeias externas chamadas de “Zona”. Cada região é responsável por proteger a cadeia com um validador totalmente descentralizado e delimitado. As regiões enviam mensagens e tokens entre si através do hub usando um protocolo conhecido como comunicação blockchain (IBC). Dado que as regiões não têm um estatuto comum, a reorganização de uma região não reorganizará outras regiões, o que significa que cada mensagem está vinculada à confiança do destinatário na confidencialidade do destinatário.

Arquitetura

Speckle

Polkadot possui uma cadeia de retransmissão que atua como a cadeia principal do sistema. Todos os validadores em Polkadot estão na cadeia de retransmissão. Parachain possui um colator para criar e recomendar blocos Parachain para validadores. O comparador não tem responsabilidade de segurança e, portanto, não precisa de um sistema de incentivos forte. O agrupamento pode enviar um bloco parachain exclusivo para cada bloco da cadeia de retransmissão a cada 6 segundos. Depois que o parachain envia um bloco, o validador realiza uma série de verificações de disponibilidade e validade antes de adicioná-lo à cadeia final.

As vagas no Parachain são limitadas e, portanto, os candidatos ao Parachain entram no leilão para manter seus assentos por até 2 anos. Para redes que não têm financiamento para colocação de parachain ou que não precisam funcionar com um tempo de bloqueio de 6 segundos, Polkadot também possui parathreads. Os Parathreads são executados com base no pagamento conforme o uso, portanto, eles só pagam para executar um bloco quando precisam.

Para interagir com cadeias que desejam usar seu próprio processo de finalização (por exemplo, Bitcoin), Polkadot fez pontes parachains que fornecem compatibilidade bidirecional.

cosmos

Cosmos possui uma cadeia principal chamada “Hub” que conecta outras blockchains chamadas “Regiões”. O Cosmos pode ter vários hubs, mas este artigo abordará um único hub. Cada região deve manter o seu próprio estatuto e, portanto, tem a sua própria comunidade de validadores. Quando uma área deseja se comunicar com outra, ela envia pacotes via IBC. O hub mantém um livro razão de vários tokens com saldos de tokens (as mensagens não entregues são encaminhadas, mas seu status não é armazenado no hub).

As zonas monitoram o status do hub usando um cliente leve, mas o hub não monitora o status da zona. As zonas devem usar um algoritmo determinístico completo (atualmente todas usam Tendermint) e implementar uma interface IBC para poder enviar mensagens para outros threads através do hub.

O cosmos também pode interagir com cadeias externas usando uma “área de fixação”, semelhante a um parachain em ponte.

consenso

Polkadot usa um protocolo de consenso híbrido com dois subprotocolos: BABE e GRANDPA, chamados coletivamente de “Fast Forward”. BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) usa uma Verifiable Random Function (VRF) para atribuir slots a validadores e um modelo de rotação de fallback para garantir que cada slot tenha um efeito. GRANDPA (Acordo de prefixo derivado de ancestral recursivo baseado em GHOST) é mais correto para cadeias do que para blocos individuais. BABE pode gerar blocos candidatos para estender a cadeia madura, e GRANDPA pode completá-los em lotes (até milhões de blocos por vez).

Esta divisão de tarefas oferece uma série de vantagens. Primeiro, reduz a complexidade do transporte tanto para fabricação quanto para acabamento de blocos. O BABE possui uma complexidade linear, o que facilita o dimensionamento para milhares de produtores de blocos com pouca sobrecarga de rede. GRANDPA tem complexidade quadrática, mas é reduzido pelo fator de latência ou pelo número de blocos que completa em uma pilha.

Em segundo lugar, a capacidade de estender a cadeia com blocos incompletos permite que outros verificadores realizem extensas verificações de disponibilidade e validade para garantir que não haja transições de estado inválidas.

Cosmos (tanto hubs quanto regiões) usam o Tendermint Consensus, um protocolo circular que permite conclusão imediata. A produção e a conclusão dos blocos estão no mesmo caminho do algoritmo, o que significa que os blocos são gerados e concluídos um após o outro. Por ser um algoritmo baseado em PBFT (como o GRANDPA), ele possui complexidade de transporte quadrática, mas só pode completar um bloco por vez.

Mecanismo de bloqueio

Polkadot usa Nominee Proof of Stake (NPoS) para selecionar validadores com o algoritmo Phragmén sequencial. O tamanho do conjunto de validadores é determinado pela administração (1,000 validadores planejados) e os stakers que não desejam operar a infraestrutura do validador podem especificar até 16 validadores. O algoritmo de Phragmén escolhe a alocação ideal de apostas, sendo a otimização baseada em ter as apostas mais equilibradas.

Todos os validadores no Polkadot têm o mesmo peso nos protocolos de consenso. Ou seja, para obter mais de 2/3 do apoio a uma cadeia, mais de 2/3 dos validadores têm de se comprometer com ela em vez de 2/3 do esforço. Da mesma forma, as recompensas dos validadores estão vinculadas à sua atividade, principalmente à produção de blocos e à prova de conclusão, e não às apostas. Isto cria um incentivo para nomear validadores com participações mais baixas, uma vez que obtêm um retorno mais elevado sobre os tokens que utilizam.

O Cosmos Hub usa Prova de Participação Vinculada (uma variante do PoS Delegado) para selecionar validadores. Os stakers devem depositar e enviar uma transação de autorização para cada validador que desejam autorizar, juntamente com o número de tokens a serem autorizados. O Cosmos Hub planeja oferecer suporte a até 300 validadores.

A votação por consenso e as recompensas são baseadas em apostas no Cosmos. No caso de votação por consenso, em vez de 2/3 dos validadores, deverão ser comprometidos mais de 2/3 dos trabalhos. Os validadores também recebem recompensas de 10% com 10% do valor total da aposta.

Finalmente, no Cosmos, os validadores assumem os seus direitos de voto se uma parte interessada não votar num referendo sobre governação. Por esse motivo, muitos validadores do Cosmos não cobram comissão para ter mais controle sobre o protocolo. Na Polkadot, governança e participação são completamente separadas; a nomeação dos validadores não confere aos validadores quaisquer direitos de voto administrativo.

para a frente Embaixada

Polkadot usa passagem de mensagens entre cadeias (XCMP) para que parachains enviem mensagens arbitrárias entre si. Parachain abre conexões entre si e pode enviar mensagens através de seus canais estabelecidos. Os colaboradores são os nós completos do parachain e os nós completos da cadeia de retransmissão, portanto, os nós comparadores são uma parte importante da transmissão da mensagem. As mensagens não passam pela cadeia de retransmissão, principalmente as evidências de postagens e atividades do canal (abertura, fechamento, etc.) que vão para a cadeia de retransmissão. Isso melhora a escalabilidade, armazenando dados no sistema.

No caso de uma reorganização em cadeia, as mensagens podem voltar ao ponto de reorganização com base em evidências de postagens na cadeia de retransmissão. O estado comum entre os parachains significa que as mensagens não têm limites de confiança e todas funcionam na mesma área.

Polkadot possui um protocolo adicional chamado SPREE que fornece lógica comum para mensagens entre cadeias. As mensagens enviadas com SPREE contêm garantias adicionais sobre a origem e interpretação da string recebida.

Cosmos usa um protocolo cross-chain chamado Inter-Blockchain Communication (IBC). A implementação atual do Cosmos usa o hub para transferir tokens entre regiões. Agora o Cosmos possui uma nova especificação para qualquer transmissão de dados. Entretanto, como os encadeamentos não compartilham status, o encadeamento receptor deve confiar na segurança da origem da mensagem.

administração

Polkadot possui um sistema de governança interdepartamental com múltiplas maneiras de aprovar propostas. Em última análise, todas as propostas passam por um referendo público, no qual a maioria dos tokens sempre pode controlar o resultado. Para referendos com baixa participação, Polkadot usa tendências de quórum adaptativas para definir um limite de aprovação. O programa de referência pode incluir uma variedade de propostas, incluindo a alocação de fundos do Departamento do Tesouro on-chain. As decisões são tomadas em cadeia e são vinculativas e autónomas.

Polkadot possui algumas partes da cadeia, sem necessidade de licença. O órgão principal é o conselho, que consiste em um conjunto de contas eleitas no estilo do fragmén. O Conselho representa os interesses minoritários e, portanto, as propostas adoptadas por unanimidade pelo Conselho terão um limiar de aprovação mais baixo num referendo público. Há também um comitê técnico que faz recomendações técnicas (por exemplo, atualização…