A parachain , formellt en parallelliserbar kedja, är en individuell skikt-ett blockkedja som fungerar i Polkadot och Kusama multikedjenätverk, tillsammans med andra. Parachains fäster vid säkerheten som tillhandahålls av en reläkedja - Polkadots centrala kedja - som koordinerar systemet som helhet. Samtidigt är beräkningarna en parachain utför i princip autonoma. En parachain kan ha olika implementeringar och funktioner och kan vara offentlig eller privat, med sina egna funktioner, tokens och styrning.
Inom ekosystemet löper parakedjor parallellt, och alla typer av data kan skickas mellan dem på grund av Polkadots kors-kedjekompabilitet, vilket öppnar upp möjligheter för nya användningsfall. Tack vare bryggor över nätverk kan parakedjor även kopplas till externa nätverk som Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) och andra.
Polkadot, som grundades 2016 av Ethereums medgrundare och tidigare tekniska chef, Gavin Wood, är ett heterogent skalbart nätverk med flera kedjor i lager med delad säkerhet och interoperabilitet. Detta innebär att den centrala reläkedjan ger skalbarhet och interoperabilitet i lager-noll, och garanterar en säker meddelandeöverföring mellan hundratals enklare lager-ett-blockkedjor kopplade som parakedjor.
Men varför är det viktigt för kryptovalutaindustrin och vad är det nya med denna blockkedjeteknik?
Det är känt att de flesta av de befintliga blockkedjorna består av flera sammanlänkade kuggar. Huvuddelen är en konsensusalgoritm som är designad för att uppnå tillförlitlighet i ett nätverk som involverar flera, opålitliga noder. Konsensusmekanismens primära uppgift är att säkerställa säkerheten.
Ett annat föremål som utgör blockkedjan är tillståndsmaskinen som ändrar nätverkets tillstånd till ett nytt som svar på en extern händelse. Tillståndsmaskinen tillhandahåller de aspekter av kedjan som ska säkras.
Till exempel skyddas proof-of-work-nätverk (PoW) av PoW-konsensusalternativ, precis som andra skyddas av proof-of-stake-alternativ (PoS). Alla dessa nätverk hanterar olika typer av transaktioner och konton som i sin tur gör deras statsmaskiner unika.
När ett team bestämmer sig för att skapa en ny blockchain måste de arbeta med implementeringen av en unik tillståndsmaskin såväl som någon form av en konsensusalgoritm, vilket inte är lätt och ofta leder till viss osäkerhet och overheadproblem, och tar mycket ansträngning och tid. Det är här Polkadots initiala arkitektur kommer till undsättning, eftersom den eliminerar behovet av att bygga blockkedjor från grunden.
Polkadot påstår sig vara ett protokoll för protokoll. I den här typen av nätverk delar blockkedjor en gemensam miljö där de kan ha en tillitslös interaktion och fokusera på sina specifika uppgifter. Dessutom, för utvecklare som snabbt vill förverkliga sina idéer, skapade Polkadots medgrundare en speciell experimentmiljö som heter Kusama.
Kusama är Polkadots systerkedja för experimentell utveckling och tidiga implementeringar. I ett nötskal fungerar det som ekosystemet för innovationer samtidigt som det levererar testnätförhållanden. Kusamas primära användningsfall är att underlätta testning, därför är det stämplat som ett "kanariefågelnätverk", vilket betyder att det tillhandahåller tidiga, oreviderade kodutgivningar innan det visas på Polkadot-nätverket. Många decentraliserade applikationer (DApps) lanseras på Kusama innan de stabiliserar sin produkt för huvudnätverket.
Kusama är byggd som en systerkedja och efterliknar de flesta av Polkadots stora designfunktioner. Det tjänar dock ett annat syfte. Kusama ger utvecklare och ingenjörer en möjlighet till flexibilitet i den arkitektoniska slutförandet av sina blockkedjor. Vad mer är, genom att möjliggöra snabba framsteg och tillväxt, fungerar Kusama mycket snabbare eftersom det bara tar sju dagar att rösta om ett beslut och åtta att genomföra ändringar efter omröstningen, jämfört med en månad för var och en på Polkadot.
Dessutom har Kusama lägre ekonomiska inträdesbarriärer än Polkadot, så det är mycket lättare att lansera en anpassad parachain, samt att bli en validator på grund av de låga minimikraven för insats. För att öka hastigheten på nätverket måste det dock tillhandahålla mindre stränga styrningsparametrar och delvis ge upp stabilitet och säkerhet.
Polkadot-arkitekturen skapades för att underlätta interoperabilitet mellan olika blockkedjor. Detta skulle tillåta många oberoende lager-ett-blockkedjor att arbeta tillsammans trots skillnader i deras specialisering, mål och interna struktur, och därigenom bilda en mångfaldig miljö. Av denna anledning ställer Polkadot bara ett kriterium för utformningen av en parachain, vilket är ett bevis på att varje block följer det överenskomna protokollet.
Möjligheten för olika decentraliserade nätverk att kommunicera med varandra utan mellanhänder ger en lång väg upphov till helt decentraliserade system, och öppnar nya möjligheter för interaktion för att skapa nya användningsfall och variationer av samarbete.
Parakedjor som Kusama och Polkadot kan se och komma åt information över hela ekosystemet, interagera med varandra och med externa nätverk. Protokollets kors-kedjekompabilitet tillåter dem att utbyta tokens och andra typer av data, inklusive till exempel smarta kontrakt och off-chain information från orakel.
Problemet med skalbarhet av blockkedjor är ett av de hetaste och mest diskuterade ämnena nuförtiden. Det hänvisar till nätverkets begränsade förmåga att hantera stora mängder transaktionsdata på kort tid eftersom block är begränsade i storlek och frekvens. Polkadot-design erbjuder ett decentraliserat sätt att uppnå blockkedjeskalbarhet, eftersom det möjliggör parallell transaktionsbearbetning. Varje parakedja som tillhör ekosystemet sprider sig och bearbetar transaktioner samtidigt med andra, vilket förbättrar den allmänna genomströmningen.
Som en mekanism för att hantera och implementera förändringar av blockkedjor, ger styrning ett sätt för ansvarsfull transparens och demokrati för deras samhällen. Till skillnad från Kusama, är Polkadot parachains fria att anta alla styrningsmodeller de anser lämpliga, vilket avsevärt minskar sannolikheten för hårda gafflar. Dessutom, om en parachain inte vill skapa sin egen styrningsmodell kan den implementera en av de befintliga, eftersom den har tillgång till ett antal förbyggda Polkadot on-chain styrningsmodeller.
Mångfalden av parachains potentiella användningsfall är lika brett som utbudet av möjligheter Polkadot-design ger.
En av de viktigaste användningsfallen för parachain-teknologi är decentraliserad finans (DeFi). Många parakedjor syftar till att återskapa traditionella finansiella system som banker och börser med kryptovaluta. De kan erbjuda lösningar som tillåter användare att hantera sina digitala tillgångar, inklusive köp, försäljning och överföring. Det kan vara en cross-chain DeFi-hubb, ett projekt med sina egna stablecoin eller decentraliserade applikationer (DEX)-kapacitet, eller en cross-chain penningmarknad, såväl som ett projekt som tillhandahåller en multi-chain DeFi-lösning.
Ett annat användningsfall för parakedjor är smarta kontrakt, representerade av projekt som gör det möjligt för Ethereum-utvecklare att migrera sina kontrakt till Polkadot, och därmed öppna upp Polkadot-ekosystemet för en mängd populära DApps och ett stort antal utvecklare. Polkadot-ekosystemet inkluderar redan en självuppgraderande WebAssembly (WASM) smart kontraktsplattform och en gemenskapsledd plattform som speglar Ethereums konton, nycklar, prenumerationer och loggar.
En massa interoperabilitetsbroar byggs i Polkadots ekosystem. Det finns en trolös bro från Bitcoin till Polkadot, en decentraliserad tvärkedjebro som förbinder Polkadot och Ethereum, och en för andra heterogena kedjor. Det inkluderar också en brygga mellan Substrat-baserade blockchains och Ethereum och andra.
Polkadot-designen ger också möjligheter till sekretessprotokoll som garanterar tillförlitlig drift med data samtidigt som den förblir privat.
Vissa ekosystemprojekt levererar decentraliserad datalagring. Med dessa typer av protokoll lagras inte filer på ett centraliserat sätt och de kan krypteras eller delas upp i bitar, samtidigt som de distribueras på ett decentraliserat nätverk.
Protokoll för datainfrastruktur syftar till att bygga parakedjor över plattformar som driver dataekonomin på Polkadot genom att tillhandahålla tillförlitlig och lätt koordinerad datakälla och analyser.
Utöver det har Polkadot-ekosystemet en plats för projekt som använder nischade användningsfall. Det finns till exempel en parachain-plattform för decentraliserade censurresistenta sociala nätverk och en öppen källkod futuristisk Internet of Things (IoT) och robotiklösning, som kopplar samman robotar som en tjänst för slutanvändare med ett decentraliserat system som globalt övervakar deras aktiviteter .
En parachain måste bo i en av de tillgängliga platserna för att läggas till i systemet, och alla projekt som tillhandahåller en högefterfrågan tjänst kan passa bra för en parachain-slot. Polkadot stöder ett begränsat antal slots som uppskattas till cirka 100, som sannolikt kommer att läggas till systemet långsamt med tiden. Potentiella optimeringar avser att öka detta antal i framtiden.
Det finns flera sätt på vilka dessa platser kommer att tilldelas.
Först och främst reserverar systemet platser för funktionalitet som gynnar hela Polkadot-ekosystemet. Det förutsätter alltså närvaron av allmännyttiga parakedjor. Syftet med allmännyttiga parakedjor delas in i en av två kategorier:kedjor på systemnivå och allmännyttiga kedjor.
Dessa värdefulla parakedjor är förvaltningsbeviljade, vilket innebär att de inte tilldelas via parachain-auktionerna, utan av ledningssystemet på kedjan. Deras hyreskontrakt kunde bara tas bort via styrning.
För det andra finns det auktionsbeviljade parakedjor. Genom att välja det här alternativet kan parachain-team antingen bjuda med respektive inhemska tokens av Polkadot (DOT) eller Kusama (KSM), eller hämta dem från samhället med hjälp av crowdloans, vilket är när bidrag begärs från DOT-innehavare i utbyte mot någon typ av belöning .
Blockkedjor som inte passar för de gemensamma goda parametrarna och som kontinuerligt vill delta i systemet kan hyra en slot på Relay Chain genom att vinna en parachain slot auktion. Detta leasingavtal kräver att teamen binder en betydande mängd DOT eller KSM under leasingperioden.
Laktigheten är begränsad till två år och är uppdelad i tremånadersperioder. Denna intervallmekanism var tillägnad önskan att tillåta en större del av ekosystemets mångfald. Det syftar till att förhindra stora och välfinansierade blockkedjor från att hamstra slots, vilket långsamt låter mindre blockkedjor uppta den tid som ännu inte är fyllda. Dessutom kan parachains leasa en slot för valfri kombination av perioder av varaktigheten och leasa mer än en slot åt gången.
Genom att delta i en parachain slot-auktion går projekt med på att låsa beloppet av DOT eller KSM som de bjuder under den valda hyresperioden, varefter hela beloppet låses upp. Projektet kan sedan välja att bjuda igen på en annan plats eller köras som en paratråd. Under leasingperioden är tokens reserverade på det ursprungliga kontot men är inte tillgängliga för insats, överföring eller annan användning.
För att samla in insatsen för auktionsbudet har några projekt i Polkadots ekosystem organiserat publiklån. På så sätt kan innehavare av DOT eller KSM välja att backa upp sina favoritprojekt. Ersättning för förlust av insatsbelöningar under hyrestiden beror här på det enskilda projektet.
Anmärkningsvärt är att crowdloans utan tvekan är en rättvisare och säkrare tokendistributionsmodell än de som setts tidigare. Tidigare var användare tvungna att skicka sina tokens till projektteamen i hopp om att de skulle få värdefulla tokens i gengäld, eftersom StakeDrops och DeFi airdrops belönade deltagarna med tokens för ett nytt projekt.
När de deltar i crowdloans, ger användare inte permanent upp sina polletter, utan tillåter dem att tillfälligt hållas i en reserv. Detta lägger ansvaret på projektteamen att leverera en produkt utan att utsätta användaren för många risker. Å andra sidan ger crowdloans projektet särskilda privilegier i form av ett begränsat antal önskade parachain-slots samt tillgång till säkerheten och interoperabiliteten som systemet tillhandahåller.
Sist men inte minst säger systemet att parathreads liknar parachains från utvecklingssidan och skiljer sig från det ekonomiska perspektivet. Parathreads ansluter till Polkadot med en pay-as-you-go-modell med en auktion för varje block. Parathread-mallen är särskilt lämplig för projekt som deltar i Polkadot-systemet endast tillfälligt och som inte kräver kontinuerlig anslutning till nätverket, eller som inte kan skaffa en full parachain-slot.
Parathreads kommer att ha en långsammare blockeringstid än parachains, men har exakt samma säkerhetsnivå och interoperabilitetsfunktioner som parachains. Beroende på behoven och tillgängligheten av slots på reläkedjan kan vilken blockkedja som helst växla mellan att vara en parachain eller en parathread.
I slutet av 2020 började Rococo parachain testnet och teamen distribuera test parachains. De första framgångsrika meddelanden över kedjan skickades mellan parakedjor på Rococo i februari 2021.
I början av juni 2021 ägde den första parachain-auktionen rum på Kusama via on-chain-styrning. Totalt fem Kusama parachain-slots auktionerades ut en efter en, med en ny auktion som äger rum ungefär varannan vecka. Karura har vunnit den första parakedjeauktionen och kom ombord som Kusamas första icke-vanligt bra parachain och med över 200 000 KSM i publiklånet. Dessutom lyckades Moonriver och Shiden säkra några av de efterföljande slotsen.
Polkadots auktioner förväntas börja snart efter det framgångsrika slutet av Kusamas auktioner. Därefter kommer systemets lansering officiellt att slutföras i enlighet med dess ursprungliga vision och design med parakedjor live på huvudnätverket.
Framtida uppgraderingar, inklusive parathreads, kommer att aktiveras via styrning efter att koden har utvecklats och granskats fullt ut. Vad som kommer att bli framtiden för Polkadot-ekosystemet från den tidpunkten kommer att vara upp till samhället.