Polkadot và Cosmos đều là các giao thức cung cấp giao diện cho các máy ở các trạng thái khác nhau giao tiếp với nhau. Cả hai giao thức đều được dự đoán dựa trên thực tế là tương lai sẽ có nhiều chuỗi khối cần tương tác với nhau thay vì các chuỗi khối riêng lẻ tồn tại riêng lẻ.

mô hình

Polkadot sử dụng mô hình phân đoạn trong đó mọi phân đoạn trong giao thức đều có chức năng chuyển đổi trạng thái trừu tượng (STF). Polkadot sử dụng WebAssembly (Wasm) làm “siêu giao thức” của mình. STF của phân đoạn có thể trừu tượng miễn là trình xác thực trên Polkadot chạy nó trong môi trường Wasm.

Các mảnh của Polkadot được gọi là “Parachains”. Mỗi khi Parachain muốn thực hiện chuyển đổi trạng thái, nó sẽ gửi một khối (một loạt các chuyển đổi trạng thái) cùng với bằng chứng về trạng thái mà trình xác thực Polkadot có thể xác minh độc lập. Các khối này được hoàn thiện cho các parachain khi chúng được hoàn thiện bởi chuỗi chính của hệ thống chuỗi chuyển tiếp. Do đó, tất cả các parachain đều chia sẻ trạng thái với toàn bộ hệ thống, điều đó có nghĩa là việc tổ chức lại một chuỗi chỉ từ một parachain sẽ yêu cầu tổ chức lại tất cả các parachain và chuỗi chuyển tiếp.

Cosmos sử dụng mô hình trung tâm cầu nối các chuỗi dịu dàng. Một hệ thống có thể có nhiều trung tâm (trung tâm chính là “Cosmos Hub”), nhưng mỗi trung tâm kết nối một nhóm chuỗi bên ngoài được gọi là “Vùng”. Mỗi khu vực chịu trách nhiệm bảo mật chuỗi bằng một trình xác thực được phân cấp và phân tách hoàn toàn. Các khu vực gửi tin nhắn và mã thông báo cho nhau thông qua trung tâm bằng cách sử dụng giao thức được gọi là giao tiếp blockchain (IBC). Vì các vùng không có trạng thái chung nên việc tổ chức lại một vùng sẽ không tổ chức lại các vùng khác, điều đó có nghĩa là mọi tin nhắn đều gắn liền với sự tin tưởng của người nhận vào tính bảo mật của người nhận.

Kiến trúc

Lốm đốm

Polkadot có chuỗi chuyển tiếp đóng vai trò là chuỗi chính của hệ thống. Tất cả các trình xác nhận trong Polkadot đều nằm trong chuỗi chuyển tiếp. Parachain có một công cụ hỗ trợ để tạo và đề xuất các khối Parachain cho người xác thực. Bộ so sánh không có trách nhiệm bảo mật và do đó không cần một hệ thống khuyến khích mạnh mẽ. Việc đối chiếu có thể gửi một khối parachain duy nhất cho mỗi khối chuỗi chuyển tiếp cứ sau 6 giây. Sau khi parachain gửi một khối, trình xác thực sẽ thực hiện một loạt kiểm tra tính khả dụng và tính hợp lệ trước khi thêm nó vào chuỗi cuối cùng.

Vị trí của Parachain bị hạn chế và vì vậy các ứng cử viên parachain tham gia đấu giá để giữ ghế của họ trong tối đa 2 năm. Đối với các chuỗi không có kinh phí cho việc đặt parachain hoặc không cần chạy với thời gian khối 6 giây, Polkadot cũng có parathread. Parathreads chạy trên cơ sở trả tiền khi bạn sử dụng, vì vậy họ chỉ trả tiền để chạy một khối khi họ cần.

Để tương tác với các chuỗi muốn sử dụng quy trình hoàn thiện của riêng họ (ví dụ: Bitcoin), Polkadot đã kết nối các chuỗi song song cung cấp khả năng tương thích hai chiều.

vũ trụ

Cosmos có một chuỗi chính gọi là “Hub” kết nối các chuỗi khối khác được gọi là “Khu vực”. Cosmos có thể có nhiều hub, nhưng bài viết này sẽ xem xét một hub duy nhất. Mỗi khu vực phải duy trì trạng thái riêng và do đó có cộng đồng xác thực riêng. Khi một khu vực muốn liên lạc với khu vực khác, nó sẽ gửi các gói thông qua IBC. Trung tâm duy trì một sổ cái nhiều mã thông báo với số dư mã thông báo (các tin nhắn chưa gửi được chuyển tiếp nhưng trạng thái của chúng không được lưu trữ trong trung tâm).

Các vùng giám sát trạng thái của hub bằng cách sử dụng một máy khách nhẹ, nhưng hub không giám sát trạng thái của vùng. Các vùng phải sử dụng thuật toán xác định đầy đủ (hiện tại tất cả đều sử dụng Tendermint) và triển khai giao diện IBC để có thể gửi tin nhắn đến các luồng khác thông qua trung tâm.

Vũ trụ cũng có thể tương tác với các chuỗi bên ngoài bằng cách sử dụng “khu vực chốt”, tương tự như parachain được bắc cầu.

sự đồng thuận

Polkadot sử dụng giao thức đồng thuận lai với hai giao thức phụ: BABE và GRANDPA, gọi chung là “Chuyển tiếp nhanh”. BABE (Chuyển nhượng mù cho tiện ích mở rộng chuỗi khối) sử dụng Hàm ngẫu nhiên có thể xác minh (VRF) để gán các vị trí cho người xác thực và mô hình xoay vòng dự phòng để đảm bảo rằng mỗi vị trí đều có tác dụng. GRANDPA (Thỏa thuận tiền tố tổ tiên đệ quy dựa trên GHOST) chính xác hơn đối với các chuỗi so với các khối riêng lẻ. BABE có thể tạo các khối ứng cử viên để mở rộng chuỗi hoàn thiện và GRANDPA có thể hoàn thành chúng theo đợt (lên đến hàng triệu khối cùng một lúc).

Việc phân chia nhiệm vụ như vậy mang lại một số lợi ích. Đầu tiên, nó làm giảm độ phức tạp trong vận chuyển cho cả việc tạo và hoàn thiện khối. BABE có độ phức tạp tuyến tính, giúp dễ dàng mở rộng quy mô tới hàng nghìn nhà sản xuất khối với ít chi phí mạng. GRANDPA có độ phức tạp bậc hai, nhưng bị giảm đi bởi hệ số độ trễ hoặc số khối mà nó hoàn thành trong một ngăn xếp.

Thứ hai, khả năng mở rộng chuỗi với các khối chưa hoàn chỉnh cho phép những người kiểm tra khác thực hiện kiểm tra tính sẵn có và tính hợp lệ trên phạm vi rộng để đảm bảo rằng không có chuyển đổi trạng thái không hợp lệ.

Cosmos (cả trung tâm và khu vực) sử dụng Đồng thuận Tendermint, một giao thức vòng tròn cho phép hoàn thành ngay lập tức. Việc sản xuất và hoàn thiện khối nằm trên cùng một lộ trình của thuật toán, có nghĩa là các khối được tạo và hoàn thành lần lượt. Vì là thuật toán dựa trên PBFT (như GRANDPA), nên nó có độ phức tạp vận chuyển bậc hai nhưng chỉ có thể hoàn thành một khối tại một thời điểm.

Cơ chế khóa

Polkadot sử dụng Bằng chứng cổ phần được đề cử (NPoS) để chọn người xác thực bằng thuật toán Phragmén tuần tự. Kích thước của bộ trình xác thực được xác định bởi chính quyền (dự kiến ​​1,000 trình xác thực) và những người đặt cược không muốn vận hành cơ sở hạ tầng của trình xác thực có thể chỉ định tối đa 16 trình xác thực. Thuật toán của Phragmén chọn cách phân bổ cổ phần tối ưu, việc tối ưu hóa dựa trên việc có nhiều cổ phần đồng đều nhất.

Tất cả các trình xác thực trong Polkadot đều có cùng trọng lượng trong các giao thức đồng thuận. Nghĩa là, để nhận được hơn 2/3 sự hỗ trợ cho một chuỗi, hơn 2/3 số người xác nhận phải cam kết thực hiện thay vì 2/3 nỗ lực. Tương tự như vậy, phần thưởng của người xác thực gắn liền với hoạt động của họ, chủ yếu là sản xuất khối và bằng chứng hoàn thành chứ không phải tiền đặt cược. Điều này tạo ra động lực để đề cử những người xác thực với mức đặt cược thấp hơn, vì họ đạt được lợi nhuận cao hơn từ số token mà họ sử dụng.

Cosmos Hub sử dụng Bằng chứng cổ phần được bảo đảm (một biến thể của PoS được ủy quyền) để chọn người xác thực. Người đặt cược phải gửi tiền và gửi giao dịch ủy quyền cho mỗi người xác thực mà họ muốn ủy quyền, cùng với số lượng mã thông báo được ủy quyền. Cosmos Hub có kế hoạch hỗ trợ tới 300 trình xác nhận.

Việc bỏ phiếu đồng thuận và phần thưởng đều dựa trên cổ phần trong Cosmos. Trong trường hợp bỏ phiếu đồng thuận, thay vì 2/3 số người xác nhận, phải thực hiện hơn 2/3 số nhiệm vụ. Người xác thực cũng nhận được 10% phần thưởng tương ứng với 10% tổng số cổ phần.

Cuối cùng, tại Cosmos, những người xác nhận sẽ tiếp quản quyền biểu quyết của họ nếu một bên liên quan không bỏ phiếu trong cuộc trưng cầu dân ý về quản trị. Vì lý do này, nhiều người xác nhận trong Cosmos không nhận hoa hồng để kiểm soát giao thức nhiều hơn. Tại Polkadot, quản trị và đặt cược hoàn toàn tách biệt; việc đề cử người xác nhận không chuyển nhượng cho người xác nhận bất kỳ quyền biểu quyết hành chính nào.

Forward Tòa đại sứ

Polkadot sử dụng tính năng truyền tin nhắn xuyên chuỗi (XCMP) để các parachain gửi tin nhắn tùy ý cho nhau. Parachain mở kết nối với nhau và có thể gửi tin nhắn thông qua các kênh đã thiết lập của họ. Nút cộng tác là các nút đầy đủ của parachain và các nút đầy đủ của chuỗi chuyển tiếp, vì vậy các nút so sánh là một phần quan trọng trong việc truyền tải thông điệp. Các tin nhắn không đi qua chuỗi chuyển tiếp, đặc biệt là bằng chứng về các bài đăng và hoạt động của kênh (mở, đóng, v.v.) đi vào chuỗi chuyển tiếp. Điều này cải thiện khả năng mở rộng bằng cách lưu trữ dữ liệu trên hệ thống.

Trong trường hợp sắp xếp lại chuỗi, các tin nhắn có thể quay trở lại điểm sắp xếp lại dựa trên bằng chứng về các bài đăng trong chuỗi chuyển tiếp. Trạng thái chung giữa các parachain có nghĩa là các tin nhắn không có giới hạn độ tin cậy và tất cả chúng đều hoạt động trong cùng một khu vực.

Polkadot có một giao thức bổ sung gọi là SPREE cung cấp logic chung cho các tin nhắn xuyên chuỗi. Tin nhắn được gửi bằng SPREE chứa các đảm bảo bổ sung về nguồn gốc và cách diễn giải chuỗi nhận được.

Cosmos sử dụng giao thức chuỗi chéo được gọi là Truyền thông liên chuỗi khối (IBC). Việc triển khai Cosmos hiện tại sử dụng trung tâm để chuyển mã thông báo giữa các khu vực. Bây giờ Cosmos có thông số kỹ thuật mới cho mọi hoạt động truyền dữ liệu. Tuy nhiên, vì các luồng không chia sẻ trạng thái nên luồng nhận phải tin tưởng vào tính bảo mật của nguồn gốc thư.

quản lý

Polkadot có hệ thống quản trị liên ngành với nhiều cách để phê duyệt đề xuất. Tất cả các đề xuất cuối cùng đều phải trải qua một cuộc trưng cầu dân ý công khai, trong đó phần lớn các token luôn có thể kiểm soát kết quả. Đối với các cuộc trưng cầu dân ý có tỷ lệ cử tri đi bỏ phiếu thấp, Polkadot sử dụng xu hướng số đại biểu thích ứng để đặt ngưỡng vượt qua. Chương trình giới thiệu có thể bao gồm nhiều đề xuất khác nhau, bao gồm cả việc phân bổ vốn từ Bộ Tài chính trực tuyến. Các quyết định được đưa ra trên chuỗi và có tính ràng buộc và tự chủ.

Polkadot có một số bộ phận trong chuỗi, không cần giấy phép. Cơ quan chính là hội đồng, bao gồm một tập hợp các tài khoản được bầu theo phong cách phragmén. Hội đồng đại diện cho lợi ích thiểu số và do đó các đề xuất được Hội đồng nhất trí thông qua sẽ có ngưỡng phê duyệt thấp hơn trong cuộc trưng cầu dân ý công khai. Ngoài ra còn có ban kỹ thuật đưa ra các khuyến nghị về mặt kỹ thuật (ví dụ: nâng cấp…