Получите карту UPay

Relay Chain: как Polkadot соединяет и обеспечивает безопасность нескольких блокчейнов

Relay Chain — это центральный блокчейн в многоцепочечной сети Polkadot . Он координирует работу связанных блокчейнов, известных как парачейны, и обеспечивает общую безопасность, консенсус и совместимость. Вместо того чтобы требовать от каждого парачейна поддерживать независимый набор валидаторов, Polkadot позволяет соответствующим парачейнам пользоваться преимуществами своей модели общей безопасности.

Polkadot был разработан соучредителем Ethereum Гэвином Вудом на основе идеи о том, что специализированные блокчейны могут работать вместе, а не функционировать как изолированные сети. В основе этой концепции лежит Relay Chain, координирующий сетевую активность, в то время как отдельные парачейны обрабатывают собственные функции, специфичные для их приложений.

Роль Relay Chain изменилась по мере того, как Polkadot внедряла улучшения в производство блоков, межсетевое взаимодействие и распределение ресурсов. Одним из важных изменений стало введение Agile Coretime, которое заменило первоначальную модель аукциона слотов в парачейнах более гибкими способами доступа к сетевым ресурсам.

Происхождение и история

2016 год: Гэвин Вуд публикует технический документ Polkadot, в котором описывается многоцепочечная сеть, предназначенная для обеспечения совместимости и общей безопасности.

2017 год: Фонд Web3 проводит продажу токенов Polkadot, привлекая в ходе первичного размещения около 145 миллионов долларов. Проект продолжает развивать свою многоцепочечную архитектуру.

Май 2020 года: Polkadot запускает свою сеть Relay Chain с ограниченной функциональностью и консенсусом на основе Proof-of-Authority.

Июнь-июль 2020 года: Polkadot постепенно внедряет свою систему выбора валидаторов Nominated Proof of Stake (NPoS) и переходит к децентрализованному управлению сетью и консенсусу.

Август 2020 года: Возможности управления и сети Polkadot расширяются по мере того, как сеть движется к полностью децентрализованной операционной модели.

2021 год: Polkadot проводит аукционы слотов для парачейнов, предоставляя проектам гарантированный доступ к выделенным сетевым ресурсам. Kusama, экспериментальная «канареечная» сеть Polkadot, тестирует функциональность парачейнов и связанные с ними обновления.

Декабрь 2021 года: Первые парачейны Polkadot начинают генерировать блоки в сети после проведения первоначальных аукций слотов.

2022–2023: Polkadot продолжает развивать свою парачейн-архитектуру. Такие улучшения, как асинхронное обеспечение, направлены на повышение гибкости создания блоков и пропускной способности сети.

Сентябрь 2024 года: Polkadot переходит от аукционов слотов в парачейнах к Agile Coretime, что позволяет проектам приобретать гибкий доступ к ресурсам выполнения сетевых операций.

2025–2026: Polkadot продолжает развивать свою архитектуру, инфраструктуру для разработчиков и модель распределения ресурсов, стремясь к повышению масштабируемости и совместимости. Конкретные обновления следует проверять по текущей технической документации сети.

Простыми словами

  1. Центральный координатор: Представьте себе страну с несколькими городами, каждый из которых специализируется на разных видах деятельности. Релейная цепочка выступает в качестве координирующей инфраструктуры, которая помогает этим городам функционировать в рамках общей системы, в то время как каждая парачейн управляет своими собственными функциями.
  2. Общая безопасность: Вместо того чтобы каждому блокчейну приходилось создавать собственную сеть валидаторов, подходящие парачейны могут воспользоваться преимуществами общей инфраструктуры валидаторов Polkadot. Это снижает необходимость создания независимой системы безопасности с нуля.
  3. Специализированные блокчейны: Одна парачейн-сеть может быть ориентирована на децентрализованные финансы, а другая — на идентификационные сервисы или другие приложения. Каждая может быть разработана для своих конкретных целей и при этом подключаться к более широкой сети Polkadot.
  4. Межцепочечная связь: Формат Cross-Consensus Messaging (XCM) от Polkadot позволяет связанным блокчейнам обмениваться сообщениями и координировать действия. В зависимости от реализации, эти сообщения могут поддерживать такие действия, как передача активов или взаимодействие с сервисами в другом блокчейне.
  5. Гибкие сетевые ресурсы: Agile Coretime позволяет парачейнам получать доступ к ресурсам исполнения Polkadot посредством пакетных или разовых соглашений. Это заменяет первоначальную зависимость от долгосрочных аукционов слотов для парачейнов.

Сеть Relay Chain не предназначена для выполнения обычных смарт-контрактов или непосредственного размещения всех приложений. Ее основная цель — координация сети, поддержка консенсуса и обеспечение безопасной работы подключенных цепочек.

Читайте также: Сопротивление Сибиллы: идентичность, консенсус и компромиссы

Основные технические характеристики

Общая безопасность

Polkadot позволяет соответствующим парачейнам использовать преимущества инфраструктуры валидаторов Relay Chain. Валидаторы участвуют в обеспечении безопасности сети и проверке блоков парачейнов, что снижает необходимость для каждой подключенной цепочки создавать собственный независимый набор валидаторов.

Общая система безопасности не устраняет всех рисков. Приложения, смарт-контракты, внешние мосты и отдельные реализации парачейнов по-прежнему могут содержать уязвимости.

Номинальное доказательство доли (NPoS)

NPoS — это механизм выбора валидаторов и стейкинга в Polkadot. Держатели DOT могут номинировать валидаторов, поддерживая их стейкингом, в соответствии с правилами сети. Валидаторы несут ответственность за участие в консенсусе и выполнение возложенных на них сетевых обязанностей.

BABE

Протокол Blind Assignment of Blockchain Extension (BABE) — это протокол производства блоков в Polkadot. Он определяет, какие уполномоченные органы могут производить блоки в определенные временные интервалы.

ДЕДУШКА

GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement (GRANDPA) — это механизм окончательности блоков в Polkadot. Он помогает определить, какие блоки являются окончательными, дополняя роль BABE в производстве блоков.

Обмен сообщениями о взаимном согласии (XCM)

XCM — это формат для обмена инструкциями между системами консенсуса. Он позволяет связанным цепочкам координировать межсетевые операции, включая передачу активов и вызовы сервисов в других цепочках. Фактическая доставка сообщений зависит от базовой инфраструктуры обмена сообщениями и сети.

Agile Coretime

Agile Coretime — это гибкая система Polkadot для распределения доступа к ресурсам выполнения, известным как ядра. Проекты могут приобретать ядра оптом на определенный период или использовать варианты по запросу, если это поддерживается. Это предоставляет парачейнам альтернативу исходной модели аукциона слотов.

Парачейны и Колляторы

Парачейны — это специализированные блокчейны, подключенные к Polkadot. Сборщики данных поддерживают данные парачейнов, собирают транзакции и создают блоки-кандидаты с информацией, необходимой для валидации. Назначенные валидаторы релейной цепи проверяют действительность блоков парачейнов в соответствии с правилами протокола.

Получить криптокарту UPay

Испытайте все преимущества онлайн-платежей и бесперебойных криптотранзакций.

Регистрация

Преимущества недостатки

ПреимуществаНедостатки
Общая безопасность: Соответствующие требованиям парачейны могут воспользоваться инфраструктурой валидаторов Polkadot, не создавая при этом полностью независимую сеть валидаторов.Зависимость цепочки ретрансляторов: Парачейны, которые зависят от релейной сети для обеспечения общей безопасности и проверки подлинности, могут быть затронуты сбоями в базовой сети.
совместимость: XCM поддерживает связь между подключенными цепочками и обеспечивает скоординированные операции между ними.Техническая сложность: Создание и поддержка взаимосвязанных блокчейнов может потребовать специальных знаний в области разработки.
Специализация: Парачейны могут быть ориентированы на конкретные приложения и технические требования.Затраты на ресурсы: Доступ к ресурсам исполнения может повлечь за собой затраты, которые варьируются в зависимости от модели основного времени и рыночных условий.
Гибкое распределение ресурсов: Agile Coretime предлагает альтернативы оригинальной системе аукциона игровых автоматов.Риски на уровне приложений: Совместное использование инфраструктуры не предотвращает уязвимости в умные контрактыприложения или отдельные парацепочки.
Параллельная обработка: Несколько парачейнов могут обрабатывать собственные рабочие нагрузки, что обеспечивает большую общую пропускную способность сети.Межцепочечные риски: Обмен сообщениями и обеспечение совместимости вводят дополнительные аспекты реализации и эксплуатации.

Управление рисками

Надежность сети

Отслеживайте состояние Relay Chain и подключенных парачейнов, используя авторитетные сетевые обозреватели и официальные ресурсы мониторинга Polkadot. Сбои в сети могут повлиять на доступность сервисов, которые от них зависят.

Риски валидатора и стейкинга

Прежде чем выдвигать кандидатуры валидаторов или участвовать в стейкинге, разберитесь в принципах выбора валидаторов, стейкинга и штрафных санкций. Производительность валидаторов и правила протокола могут влиять на результаты стейкинга.

Межсетевые транзакции

Перед началом межсетевых переводов проверьте целевую цепочку, актив и детали транзакции. Убедитесь, что приложение и маршрут обмена сообщениями поддерживают предполагаемую операцию.

Безопасность смарт-контрактов и приложений

Не следует предполагать, что приложение безопасно только потому, что оно работает в сети с общей системой безопасности. При необходимости изучите доступные аудиты безопасности, раскрытую информацию о коде и документацию по рискам.

Затраты на основное время

Проектам, разрабатываемым на платформе Polkadot, следует оценить, какой тип времени работы (в пакетном режиме или по запросу) лучше всего подходит для их рабочих нагрузок. Стоимость и требования к ресурсам могут меняться в зависимости от спроса на сеть и обновлений протоколов.

Читайте также: Slock.it: DAO, взлом и переход к интернету вещей

Примеры из реального мира

1. Парачейны в горошек

Сценарий: Проект хочет разработать блокчейн, предназначенный для децентрализованных финансов, игр или другого специализированного приложения.

Реализация: В рамках проекта разрабатывается парачейн и подключается к Polkadot с учетом технических требований сети и требований к распределению ресурсов.

Результат: Парачейн может сосредоточиться на своем приложении, одновременно пользуясь преимуществами инфраструктуры и модели общей безопасности, доступной через Polkadot.

2. Кусама как «канарейка» в сети

Ситуация: Разработчики хотят протестировать новые функции блокчейна в реальной сетевой среде, прежде чем рассматривать возможность их использования в Polkadot.

Реализация: Kusama функционирует как отдельная сеть со своей собственной цепочкой ретрансляции (Relay Chain), системой управления, валидаторами и собственным токеном KSM.

Результат: Разработчики могут тестировать обновления сети и функциональность парачейнов в отдельной среде. Kusama — это не просто тестовая сеть, и деятельность в ней по-прежнему сопряжена с реальным экономическим риском.

3. Межцепочечная связь

Сценарий: Приложению в одной парачейн-сети необходимо взаимодействовать с сервисом или активом в другой подключенной сети.

Реализация: Для координации работы блокчейны используют XCM и соответствующую инфраструктуру обмена сообщениями.

Результат: Приложение может поддерживать кроссчейн-функциональность без необходимости использования традиционного стороннего моста для каждого взаимодействия. Фактические гарантии безопасности зависят от задействованных цепочек и механизмов обмена сообщениями.

4. Agile Coretime

Ситуация: Блокчейн-проекту необходим доступ к ресурсам исполнения Polkadot, но он не хочет полагаться на оригинальную модель аукциона слотов для парачейнов.

Реализация: В зависимости от ожидаемой активности и технических требований проект оценивает возможность использования основного времени как в пакетном режиме, так и по запросу.

Результат: Проект предлагает более гибкие способы доступа к сетевым ресурсам, при этом подходящий вариант зависит от рабочей нагрузки, финансовых соображений и доступности.

Связанные условия

  • Парачейн: Специализированный блокчейн, подключенный к Polkadot, который может воспользоваться преимуществами его функций общей безопасности и совместимости.
  • Номинальное доказательство доли (NPoS): Механизм стейкинга и выбора валидаторов в Polkadot.
  • Обмен сообщениями между участниками консенсуса (XCM): Формат, используемый для передачи сообщений между системами консенсуса.
  • Agile Coretime: Система Polkadot для распределения ресурсов выполнения посредством гибких настроек ядра процессора.
  • ДЕВУШКА: Протокол, отвечающий за создание блоков в Polkadot.
  • ДЕДУШКА: Протокол, отвечающий за установление окончательности блока.
  • ТОЧКА: Собственный токен Polkadot, используемый для таких функций, как стейкинг и управление, а также для покупок основного времени.
  • Кусама: Отдельная блокчейн-сеть, которая служит своего рода «канарейкой» для технологий, связанных с Polkadot.

FAQ

В: Что такое релейная цепочка в блокчейне?

Релейная цепочка — это центральный блокчейн, который координирует связанные цепочки и обеспечивает общую инфраструктуру и безопасность. В Polkadot она поддерживает консенсус, проверку парачейнов и координацию сети.

В: В чем разница между релейной цепью и парацепцией?

Релейная цепочка координирует работу более широкой сети и обеспечивает общую безопасность. Парачейн — это специализированный блокчейн, подключенный к ней, предназначенный для обработки собственных транзакций и выполнения специфических для приложений функций.

В: Может ли Polkadot Relay Chain запускать смарт-контракты?

В цепочке Polkadot Relay Chain не поддерживается выполнение обычных смарт-контрактов. Разработчики могут развертывать приложения на совместимых подключенных цепочках, включая цепочки, предоставляющие функциональность смарт-контрактов.

В: Как Relay Chain обеспечивает безопасность парачейнов?

Polkadot использует модель общей безопасности, в которой валидаторы Relay Chain участвуют в проверке блоков парачейнов. Это позволяет соответствующим парачейнам использовать преимущества инфраструктуры валидаторов Polkadot, а не полагаться исключительно на независимый набор валидаторов.

В: В чем разница между XCM и цепью реле?

Релейная цепочка (Relay Chain) — это блокчейн, отвечающий за координацию сети Polkadot. XCM — это формат сообщений, позволяющий различным системам консенсуса передавать инструкции между цепочками. Они служат разным целям внутри сети.

В: Использует ли Polkadot по-прежнему аукционы парачейн-слотов?

В сентябре 2024 года Polkadot отказалась от первоначальной модели аукциона слотов в парачейнах. Agile Coretime предложила более гибкие способы получения доступа к ресурсам выполнения сетевых операций.

В: Что произойдет, если в цепи ретрансляции произойдет сбой?

Сбой может повлиять на проверку, завершенность и работу парачейнов, зависящих от релейной цепи. Точные последствия зависят от характера сбоя и архитектуры подключенных цепей.

В: Есть ли у Cosmos цепочка ретрансляции?

Cosmos использует другую архитектуру. Cosmos Hub обеспечивает совместимость внутри экосистемы, в том числе посредством протокола межблокчейновой связи (IBC), но подключенные цепочки не наследуют автоматически общий набор валидаторов так же, как парачейны Polkadot. Cosmos также поддерживает соглашения о совместном использовании безопасности, поэтому сравнение зависит от конкретной цепочки и конфигурации.

Заключение

Релейная цепочка (Relay Chain) — это фундаментальная часть подхода Polkadot к совместимости блокчейнов и обеспечению общей безопасности. Координируя специализированные парачейны, поддерживая консенсус и обеспечивая межцепочечную связь, она помогает нескольким блокчейнам функционировать в рамках взаимосвязанной экосистемы.

Переход Polkadot к Agile Coretime также демонстрирует, как модель распределения ресурсов компании эволюционировала, выйдя за рамки первоначальных аукционов слотов в парачейнах. Однако общая безопасность и совместимость не устраняют всех технических или экономических рисков. Разработчикам и пользователям по-прежнему необходимо оценивать безопасность приложений, производительность валидаторов, операции между цепочками и сетевые издержки.

Данная информация носит исключительно образовательный характер и не является финансовой рекомендацией. Криптовалютные сети и активы сопряжены со значительными рисками.

Источники

Связанные условия

Медиа