Polkadot и Cosmos — это протоколы, которые предоставляют интерфейсы для взаимодействия машин в разных состояниях друг с другом. Оба протокола прогнозируются на основе того факта, что в будущем будет множество блокчейнов, которым необходимо взаимодействовать друг с другом, а не отдельные блокчейны, существующие индивидуально.

парадигма

Polkadot использует модель сегментов, в которой каждый сегмент протокола имеет абстрактную функцию перехода состояния (STF). Polkadot использует WebAssembly (Wasm) в качестве «суперпротокола». STF шарда может быть абстрактным, если валидатор Polkadot запускает его в среде Wasm.

Осколки Polkadot называются «Парачейны». Каждый раз, когда Parachain хочет выполнить переход состояний, он отправляет блок (серию переходов состояний) вместе с доказательством состояния, которое валидатор Polkadot может проверить независимо. Эти блоки финализируются для парачейнов, поскольку они финализируются основной цепочкой системы релейной цепи. Таким образом, все парачейны делят состояние со всей системой, а это означает, что реорганизация цепочки только из одного парачейна потребует реорганизации всех парачейнов и релейных цепей.

Cosmos использует модель моста-концентратора, соединяющего цепи нежной мяты. Система может иметь несколько хабов (основной хаб — «Cosmos Hub»), но каждый хаб соединяет группу внешних цепочек, называемых «Зоной». Каждый регион отвечает за безопасность цепочки с помощью полностью децентрализованного и разграниченного валидатора. Регионы отправляют сообщения и токены друг другу через хаб, используя протокол, известный как связь блокчейна (IBC). Поскольку регионы не имеют общего статуса, реорганизация одного региона не приведет к реорганизации других регионов, а это означает, что каждое сообщение привязано к доверию получателя к конфиденциальности получателя.

Архитектура

Крапинка

У Polkadot есть релейная цепочка, которая действует как основная цепочка системы. Все валидаторы в Polkadot находятся в цепочке ретрансляции. В Parachain есть колатор для создания и рекомендации блоков Parachain валидаторам. Компаратор не несет ответственности за безопасность и поэтому не нуждается в сильной системе стимулирования. Система сортировки может отправлять уникальный блок парачейна для каждого блока ретрансляционной цепи каждые 6 секунд. После того, как парачейн отправляет блок, валидатор выполняет серию проверок доступности и действительности, прежде чем добавлять его в окончательную цепочку.

Позиции парачейнов ограничены, поэтому кандидаты парачейнов участвуют в аукционе, чтобы удерживать свои места на срок до 2 лет. Для цепочек, у которых нет финансирования для размещения парачейнов или которым не требуется время блока 6 секунд, у Polkadot также есть парапотоки. Парапотоки работают по принципу оплаты по мере использования, поэтому они платят за запуск блока только тогда, когда он им нужен.

Для взаимодействия с цепочками, которые хотят использовать собственный процесс финализации (например, Биткойн), Polkadot создал мостовые парачейны, обеспечивающие двустороннюю совместимость.

космос

У Cosmos есть основная цепочка под названием «Хаб», которая соединяет другие блокчейны, называемые «Регионы». В Cosmos может быть несколько концентраторов, но в этой статье будет рассмотрен один концентратор. Каждый регион должен поддерживать свой статус и, следовательно, иметь свое сообщество валидаторов. Когда одна область хочет связаться с другой, она отправляет пакеты через IBC. Хаб поддерживает мультитокеновую книгу с балансами токенов (недоставленные сообщения пересылаются, но их статус не сохраняется в хабе).

Зоны отслеживают состояние хаба с помощью облегченного клиента, но хаб не отслеживает состояние зоны. Зоны должны использовать полный детерминированный алгоритм (в настоящее время все используют Tendermint) и реализовать интерфейс IBC, чтобы иметь возможность отправлять сообщения другим потокам через концентратор.

Космос также может взаимодействовать с внешними цепями, используя «зону привязки», похожую на мостовой парачейн.

консенсус

Polkadot использует гибридный протокол консенсуса с двумя подпротоколами: BABE и GRANDPA, которые вместе называются «Fast Forward». BABE (слепое назначение для расширения блокчейна) использует проверяемую случайную функцию (VRF) для назначения слотов валидаторам и резервную модель ротации, чтобы гарантировать, что каждый слот имеет эффект. GRANDPA (Соглашение о рекурсивном префиксе предков на основе GHOST) более корректно подходит для цепочек, чем для отдельных блоков. BABE может генерировать блоки-кандидаты для расширения зрелой цепочки, а GRANDPA может дополнять их пакетами (до миллионов блоков одновременно).

Такое разделение задач дает ряд преимуществ. Во-первых, это снижает сложность транспортировки как при изготовлении блоков, так и при их отделке. BABE имеет линейную сложность, что позволяет легко масштабировать его до тысяч производителей блоков с небольшими сетевыми нагрузками. GRANDPA имеет квадратичную сложность, но уменьшается на коэффициент задержки или количество блоков, которые он завершает в стеке.

Во-вторых, возможность расширять цепочку неполными блоками позволяет другим средствам проверки выполнять обширные проверки доступности и достоверности, чтобы гарантировать отсутствие недопустимых переходов состояний.

Cosmos (как хабы, так и регионы) используют Tendermint Consensus, циклический протокол, который обеспечивает немедленное завершение. Производство и завершение блоков находятся на одном и том же пути алгоритма, что означает, что блоки генерируются и завершаются один за другим. Поскольку это алгоритм на основе PBFT (например, GRANDPA), он имеет квадратичную транспортную сложность, но может выполнять только один блок за раз.

Блокировка механизм

Polkadot использует Nominee Proof of Stake (NPoS) для выбора валидаторов с помощью последовательного алгоритма Phragmén. Размер набора валидаторов определяется администрацией (планируется 1,000 валидаторов), а заинтересованные стороны, которые не хотят управлять инфраструктурой валидаторов, могут указать до 16 валидаторов. Алгоритм Фрагмена выбирает оптимальное распределение ставок, причем оптимизация основана на максимально равных ставках.

Все валидаторы в Polkadot имеют одинаковый вес в протоколах консенсуса. То есть, чтобы получить более 2/3 поддержки цепочки, более 2/3 валидаторов должны взять на себя обязательства по ее реализации вместо 2/3 усилий. Аналогичным образом, вознаграждения валидаторов привязаны к их деятельности, в основном это производство блоков и доказательство завершения, а не ставки. Это создает стимул для назначения валидаторов с более низкими ставками, поскольку они достигают более высокой доходности от используемых токенов.

Cosmos Hub использует Bonded Proof of Stake (вариант делегированного PoS) для выбора валидаторов. Стейкеры должны внести и отправить транзакцию авторизации для каждого валидатора, которого они хотят авторизовать, а также количество токенов, подлежащих авторизации. Cosmos Hub планирует поддерживать до 300 валидаторов.

Консенсусное голосование и вознаграждения в Cosmos основаны на ставках. В случае консенсусного голосования вместо 2/3 валидаторов должно быть зафиксировано более 2/3 назначений. Валидаторы также получают 10% вознаграждений в размере 10% от общей ставки.

Наконец, в Cosmos валидаторы получают право голоса, если заинтересованная сторона не голосует на референдуме по вопросам управления. По этой причине многие валидаторы в Cosmos не берут комиссию за больший контроль над протоколом. В Polkadot управление и участие полностью разделены; назначение валидаторов не дает валидаторам каких-либо административных прав голоса.

вперед Посольство

Polkadot использует межцепочную передачу сообщений (XCMP) для парачейнов для отправки друг другу произвольных сообщений. Парачейн открывает соединения друг с другом и может отправлять сообщения по установленным каналам. Сотрудниками являются полные узлы парачейна и полные узлы релейной цепи, поэтому узлы компаратора являются важной частью передачи сообщений. Сообщения не проходят через цепочку ретрансляции, особенно в цепочку ретрансляции попадают данные о публикациях и активности канала (открытие, закрытие и т. д.). Это улучшает масштабируемость за счет хранения данных в системе.

В случае реорганизации цепочки сообщения могут вернуться в точку реорганизации на основании наличия сообщений в цепочке ретрансляции. Общее состояние между парачейнами означает, что сообщения не имеют доверительных границ и все они работают в одной области.

У Polkadot есть дополнительный протокол SPREE, который обеспечивает общую логику для межсетевых сообщений. Сообщения, отправленные с помощью SPREE, содержат дополнительные гарантии происхождения и интерпретации полученной строки.

Cosmos использует межцепочный протокол под названием Inter-Blockchain Communication (IBC). Текущая реализация Cosmos использует концентратор для передачи токенов между регионами. Теперь у Cosmos новая спецификация для любой передачи данных. Однако, поскольку потоки не разделяют статус, принимающий поток должен доверять безопасности источника сообщения.

администрация

Polkadot имеет межведомственную систему управления с несколькими способами утверждения предложений. Все предложения в конечном итоге проходят через публичный референдум, на котором большинство токенов всегда могут контролировать результат. Для референдумов с низкой явкой Polkadot использует адаптивные тенденции кворума, чтобы установить порог прохождения. Реферальная программа может включать в себя различные предложения, включая выделение средств из ончейн-казначейства. Решения принимаются онлайн, являются обязательными и автономными.

У Polkadot есть некоторые звенья в цепочке, разрешение не требуется. Основным органом является совет, состоящий из собрания счетов, избранных в стиле фрагмена. Совет представляет интересы меньшинства, и поэтому предложения, принятые Советом единогласно, будут иметь более низкий порог одобрения на публичном референдуме. Существует также технический комитет, который дает технические рекомендации (например, модернизация…