Um guia para compreender a camada 0: como funciona o ecossistema Polkadot

Criar aplicativos específicos do zero pode ser uma tarefa difícil. Felizmente, existem soluções que fornecem a facilidade de desenvolvimento necessária para projetar soluções rapidamente. Neste artigo, apresentaremos o design do Polkadot, uma plataforma multichain para desenvolvimento de rede.

Principais conclusões

• Polkadot fornece um SDK modularizado para a construção de blockchains.

• Polkadot é um sistema Layer-Zero, que fornece a segurança e a interoperabilidade necessárias para criar um ecossistema blockchain específico para aplicativos.

• Blockchains construídos sobre Polkadot têm autonomia para implementar seu consenso exclusivo e lógica transacional, tornando Polkadot inerentemente agnóstico em relação às arquiteturas de Camada 1 (L1).

Benefícios de Blockchains Específicos de Aplicativos

Existem vários motivos pelos quais os desenvolvedores optam por construir seus próprios blockchains para fins específicos de aplicativos.

Desempenho

Redes descentralizadas como Ethereum têm um rendimento muito limitado que é compartilhado entre milhares de contratos inteligentes que são chamados a cada segundo. Quando um novo lançamento é lançado – especialmente se for intensivo em gás – o blockchain satura e as taxas aumentam para acomodar a demanda.

É uma competição constante por recursos, onde todos os concorrentes são igualmente afetados pela flutuação dos preços da rede.

Avalanche usa uma analogia que ilustra perfeitamente a necessidade de sistemas multichain. Imagine o blockchain Ethereum como uma estrada bidimensional que segue uma linha horizontal e pense em cada transação como um carro nesse caminho.

Durante a saturação do mercado, o tráfego ficará insano, levando a enormes atrasos. Agora, digamos que você tenha uma rede privada para seus usuários, amigos e familiares. Eles poderiam dirigir por aquela estrada sem interrupções. Isso parece ótimo, não é?

Em um ecossistema multichain, cada rede funciona paralelamente entre si. As transações são mais rápidas e baratas para o usuário final, pois o espaço em bloco não é compartilhado com aplicativos concorrentes. Isto não só melhora o desempenho, mas também garante resiliência; mesmo que o Ethereum sofra um período de inatividade, os AppChains continuarão a operar.

Espaço do bloco: Gás máximo que um bloco pode conter. As transações estão constantemente competindo por isso através de taxas básicas e prioritárias.

Costumização

Ao desenvolver uma aplicação descentralizada, você precisará levar em consideração os limites que a rede subjacente irá impor. As escolhas de design devem considerar o rendimento da rede, a finalidade, a segurança, as limitações do tipo de dados, etc.

É muito mais fácil para as empresas garantir a conformidade quando podem determinar quem pode aderir e transacionar na rede, bem como controlar os ativos que saem da rede através de pontes específicas.

Captura de valor

Em vez de criar um token comunitário, os desenvolvedores têm a opção de usar a moeda nativa de um blockchain específico do aplicativo. Esta abordagem funciona como um sumidouro de abastecimento porque os pagamentos de gás são executados de forma nativa, evitando a necessidade de utilizar moedas externas, como ETH ou MATIC.

Por que Polkadot é a camada zero

Polkadot é um blockchain de camada 0 (L0) porque fornece a infraestrutura de segurança para outros blockchains. É o nível mais baixo de programação que estabelece um padrão ou ponto de partida para que blockchains L1 sejam construídos de uma forma que otimize a segurança e a interoperabilidade. Os usuários finais não interagem com esta camada.

Polkadot não hospeda contratos inteligentes, mas fornece as ferramentas necessárias para que “ parachains ” L1 possam construir sua infraestrutura (consenso, máquina de estado, contratos inteligentes, etc.).

Parachain: um termo moderno para blockchains construídos em cima de Polkadot.

Finalmente, um elemento central das Camadas 0 é a interoperabilidade inerente que elas oferecem. As camadas 1 construídas sobre Polkadot podem interagir perfeitamente entre si, permitindo a troca confiável de ativos, sem a necessidade de pontes, que muitas vezes envolvem questões de segurança.

A Arquitetura Polkadot

Vamos mergulhar na arquitetura do protocolo. Os principais elementos que você precisa aprender são parachains, agrupadores e validadores.

Componentes do Ecossistema

Cadeia de Relés

No centro do universo Polkadot está a Relay Chain. Parachains podem ter seu próprio consenso, lógica de máquina de estado e mecanismos de assinatura, mas isso é irrelevante para a Relay Chain.

Conforme mencionado anteriormente, não existem contratos inteligentes nesta camada. Blockchains podem ser anexados a esta cadeia, e o único requisito para eles é implementar a interface API Polkadot, pois isso é crucial para a comunicação entre cadeias.

A principal responsabilidade da Relay Chain é proteger a rede e também fornecer interoperabilidade. A lógica específica do aplicativo é delegada aos parachains, que possuem diferentes consensos, recursos e lógica de finalização de bloco.

Validadores

A função de um validador é coletar transações para criar um novo bloco a ser proposto à rede. Os validadores de cada blockchain apostam em DOT (moeda nativa) e validam transações para a Relay Chain.

Parachains

A Relay Chain acomoda um número finito de slots de execução. Na documentação do Polkadot, esses slots são comparados aos núcleos paralelos de uma CPU, fornecendo uma analogia útil. Blockchains que desejam se conectar à Relay Chain devem implementar a API Polkadot.

Devido à disponibilidade limitada de slots, eles também são obrigados a participar de um leilão ou mecanismo de crowdloan para garantir espaço na Relay Chain.

crowdloan: Um mecanismo de crowdfunding para ganhar uma vaga na Relay Chain. Neste processo, a comunidade contribui ativamente com fundos para apoiar seus projetos, possibilitando a participação nas vagas limitadas da Relay Chain.

Parathreads

Executar um parachain pode ser caro, principalmente devido ao poder computacional necessário para executar validadores e, mais importante, ao número de tokens necessários para vencer um leilão na Relay Chain. Polkadot aborda esse desafio introduzindo o conceito de parathreads.

Ao contrário dos blockchains tradicionais que operam 24 horas por dia, 7 dias por semana, os desenvolvedores que usam parathreads não precisam hospedar nós continuamente, evitando o consumo desnecessário de energia para soluções que podem não exigir processamento constante de blocos.

Como Polkadot garante interoperabilidade

Existem mais de mil blockchains e cada uma delas possui diferentes mecanismos de consenso. Para que os parachains possam se comunicar, é necessário que haja um formato de mensagens que generalize as diferentes formas pelas quais as transações podem ocorrer em uma rede, para que as diferenças operacionais não importem.

Para resolver esse problema, a equipe Polkadot projetou o formato Cross-Consensus Message (XCM), abstraindo as possíveis intenções de mensagens entre blockchains.

Utilizando esse padrão, um usuário de parachain pode enviar seu não fungível para a ponte de outro parachain, e receber o ativo na rede Ethereum, por exemplo.

Como os Parachains são desenvolvidos

A abordagem mais direta para criar seu blockchain dentro do ecossistema Polkadot envolve o uso dos modelos fornecidos pelo Substrate SDK. Esses modelos permitem moldar seu blockchain compondo vários módulos opcionais.

Por exemplo, você pode optar por incorporar o módulo de ativos, introduzindo lógica nativa de ativos fungíveis para aprimorar a rede.

Além disso, módulos como identidade oferecem a conveniência de serviços de nomes integrados, semelhantes ao Ethereum Name Service (ENS).

Se desejar uma abordagem mais personalizada para sua lógica de blockchain — seja um mecanismo de consenso exclusivo ou um módulo de programa de fidelidade especializado para incentivar os usuários a realizar transações específicas — você terá a flexibilidade de criar um novo módulo FRAME que incorpore perfeitamente esses recursos.

Nos próximos artigos, examinaremos os detalhes da construção e personalização de seu próprio blockchain e exploraremos as diversas possibilidades dentro do ecossistema Polkadot.

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