A parachain , formelt en paralleliserbar kæde, er en individuel lag-1 blockchain, der fungerer i Polkadot og Kusama multichain netværk, sammen med andre. Parachains knytter sig til sikkerheden leveret af en relækæde - den centrale kæde af Polkadot - som koordinerer systemet som helhed. Samtidig er de beregninger en parachain udfører dybest set autonome. En parachain kan have forskellige implementeringer og funktioner og kan være offentlig eller privat med sine egne funktioner, tokens og styring.
Inden for økosystemet kører parachains parallelt, og enhver form for data kan sendes mellem dem på grund af Polkadots krydskædesammensætning, hvilket åbner op for muligheder for nye use cases. Takket være broer på tværs af netværk kan parachains også forbindes til eksterne netværk såsom Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) og andre.
Polkadot, som blev grundlagt i 2016 af Ethereums medstifter og tidligere teknologichef, Gavin Wood, er et lag-1 heterogent skalerbart multikædenetværk med delt sikkerhed og interoperabilitet. Det betyder, at den centrale relækæde giver skalerbarhed og interoperabilitet på nul lag og garanterer en sikker meddelelsesoverførsel mellem hundredvis af simplere lag-et-blokkæder forbundet som parakæder.
Men hvorfor er det vigtigt for cryptocurrency-industrien, og hvad er nyheden ved denne blockchain-teknologi?
Det er kendt, at de fleste af de eksisterende blockchains består af flere indbyrdes forbundne tandhjul. Hoveddelen er en konsensusalgoritme, der er designet til at opnå pålidelighed i et netværk, der involverer flere, upålidelige noder. Konsensusmekanismens primære opgave er at sikre sikkerheden.
Et andet element, der udgør blockchainen, er tilstandsmaskinen, som ændrer netværkets tilstand til en ny som svar på en ekstern hændelse. Statsmaskinen giver de aspekter af kæden, der skal sikres over.
For eksempel er proof-of-work-netværk (PoW) beskyttet af PoW-konsensus-muligheder, ligesom andre er beskyttet af proof-of-stake-muligheder (PoS). Alle disse netværk håndterer forskellige typer transaktioner og konti, som igen gør deres statsmaskiner unikke.
Når et team beslutter sig for at skabe en ny blockchain, skal de arbejde på implementeringen af en unik tilstandsmaskine samt en form for en konsensusalgoritme, hvilket ikke er let og ofte fører til en vis usikkerhed og overhead problemer, og det tager en masse kræfter og tid. Det er her, Polkadots oprindelige arkitektur kommer til undsætning, da den eliminerer behovet for at bygge blockchains fra bunden.
Polkadot hævder at være en protokol for protokoller. I denne type netværk deler blockchains et fælles miljø, hvor de kan have en tillidsfri interaktion og fokusere på deres specifikke opgaver. For udviklere, der hurtigt vil føre deres ideer ud i livet, skabte Polkadot-medstifterne desuden et særligt eksperimentelt miljø kaldet Kusama.
Kusama er Polkadots søsterkæde til eksperimentel udvikling og tidlige implementeringer. I en nøddeskal fungerer det som økosystemet for innovationer, mens det leverer testnet-betingelser. Kusamas primære brugssag er at lette testning, derfor er det mærket som et "kanarie-netværk", hvilket betyder, at det giver tidlige ureviderede kodeudgivelser, før det vises på Polkadot-netværket. Mange decentraliserede applikationer (DApps) lanceres på Kusama, før de stabiliserer deres produkt til hovednetværket.
Bygget som en søsterkæde, Kusama efterligner de fleste af Polkadots vigtigste designfunktioner. Det tjener dog et andet formål. Kusama giver udviklere og ingeniører mulighed for fleksibilitet i den arkitektoniske færdiggørelse af deres blockchains. Hvad mere er, ved at muliggøre hurtige fremskridt og vækst, fungerer Kusama meget hurtigere, da det kun tager syv dage at stemme om en beslutning og otte at implementere ændringer efter afstemningen, sammenlignet med en måned for hver på Polkadot.
Desuden har Kusama lavere økonomiske adgangsbarrierer end Polkadot, så det er meget nemmere at lancere en tilpasset parachain, såvel som at blive en validator på grund af de lave minimumskrav til indsats. For at øge netværkets hastighed skal det imidlertid give mindre strenge styringsparametre og delvist give afkald på stabilitet og sikkerhed.
Polkadot bøjelig arkitektur blev skabt for at lette interoperabilitet mellem forskellige blockchains. Dette ville give mange uafhængige lag-1 blockchains mulighed for at arbejde sammen på trods af forskelle i deres specialisering, mål og interne struktur og derved danne et mangfoldigt miljø. Af denne grund opstiller Polkadot kun ét kriterium for designet af en parachain, som er bevis på, at hver blok følger den aftalte protokol.
Muligheden af forskellige decentrale netværk til at kommunikere med hinanden uden nogen mellemled giver i høj grad anledning til fuldt decentraliserede systemer og åbner op for nye muligheder for interaktion for skabelse af nye use cases og variationer af samarbejde.
Parachains som Kusama og Polkadot kan se og få adgang til information på tværs af økosystemet, interagere med hinanden og med eksterne netværk. Protokollens komponerbarhed på tværs af kæder giver dem mulighed for at udveksle tokens og andre typer data, herunder for eksempel smarte kontrakter og off-chain information fra orakler.
Problemet med blockchain-skalerbarhed er et af de hotteste og mest diskuterede emner i disse dage. Det refererer til netværkets begrænsede evne til at håndtere store mængder transaktionsdata på kort tid, da blokke er begrænset i størrelse og frekvens. Polkadot-design tilbyder en decentral måde at opnå blockchain-skalerbarhed på, da det muliggør parallel transaktionsbehandling. Hver parakæde, der tilhører økosystemet, spreder sig ud og behandler transaktioner samtidigt med andre, hvilket forbedrer den generelle gennemstrømning.
Som en mekanisme til at styre og implementere ændringer af blockchains, giver styring et middel til ansvarlig gennemsigtighed og demokrati for deres lokalsamfund. I modsætning til Kusama er Polkadot parachains frie til at adoptere enhver styringsmodel, de finder passende, hvilket væsentligt reducerer sandsynligheden for hårde gafler. Desuden, hvis en parachain ikke ønsker at skabe sin egen styringsmodel, kan den implementere en af de eksisterende, da den har adgang til en række forudbyggede Polkadot on-chain styringsmodeller.
Mangfoldigheden af parachains potentielle anvendelsesmuligheder er lige så bred som rækken af muligheder Polkadot-design giver.
En af de vigtigste anvendelsesmuligheder for parachain-teknologi er decentraliseret finans (DeFi). Mange parachains har til formål at genskabe traditionelle finansielle systemer såsom banker og børser med kryptovaluta. De kan tilbyde løsninger, der giver brugerne mulighed for at administrere deres digitale aktiver, herunder køb, salg og overførsel. Det kan være en cross-chain DeFi hub, et projekt med sin egen stablecoin eller decentralized application (DEX) kapacitet, eller et cross-chain pengemarked, såvel som et projekt, der leverer en multi-chain DeFi løsning.
En anden use case for parachains er smarte kontrakter, repræsenteret af projekter, der gør det muligt for Ethereum-udviklere at migrere deres kontrakter til Polkadot og dermed åbne Polkadot-økosystemet for en række populære DApps og et stort antal udviklere. Polkadot-økosystemet inkluderer allerede en selvopgraderende WebAssembly (WASM) smart kontraktplatform og en community-ledet platform, der afspejler Ethereums konti, nøgler, abonnementer og logfiler.
En flok interoperabilitetsbroer bliver bygget i Polkadot-økosystemet. Der er en tillidsløs bro fra Bitcoin til Polkadot, en decentraliseret bro på tværs af kæder, der forbinder Polkadot og Ethereum, og en til andre heterogene kæder. Det inkluderer også en bro mellem Substrat-baserede blockchains og Ethereum og andre.
Polkadot-designet giver også muligheder for privatlivsprotokoller, der garanterer pålidelige operationer med data, mens de forbliver privat.
Nogle økosystemprojekter leverer decentraliseret datalagring. Med disse typer protokoller gemmes filer ikke på en centraliseret måde, og de kan krypteres eller opdeles i stykker, alt imens de distribueres på et decentraliseret netværk.
Datainfrastrukturprotokoller har til formål at opbygge tværkædede platformsparakæder, der driver dataøkonomien på Polkadot ved at levere pålidelige og let koordinerede datakilder og analyser.
Oven i købet har Polkadot-økosystemet plads til projekter, der anvender nichebrug. For eksempel er der en parachain-platform for decentraliserede censur-resistente sociale netværk og en open source futuristisk Internet of Things (IoT) og robotteknologi, som forbinder robotter som en service for slutbrugere med et decentraliseret system, der globalt overvåger deres aktiviteter .
En parachain skal bebo en af de tilgængelige slots for at blive tilføjet til systemet, og ethvert projekt, der leverer en høj-efterspørgsel service, kan passe godt til en parachain slot. Polkadot understøtter et begrænset antal slots anslået til omkring 100, som sandsynligvis vil blive tilføjet systemet langsomt over tid. Potentielle optimeringer har til hensigt at øge dette tal i fremtiden.
Der er flere måder, hvorpå disse pladser vil blive tildelt.
Først og fremmest reserverer systemet pladser til funktionalitet, der gavner hele Polkadot-økosystemet. Det forudsætter således tilstedeværelsen af fælles-gode parachains. Formålet med almindeligt gode parakæder falder i en af to kategorier:kæder på systemniveau og offentlige forsyningskæder.
Disse værdifulde parachains er governance-givet, hvilket betyder, at de ikke tildeles via parachain-auktionerne, men af on-chain governance-systemet. Deres lejekontrakt kunne kun fjernes via governance.
For det andet er der auktionsbevilgede parachains. Ved at vælge denne mulighed kan parachain-hold enten byde med de respektive indfødte tokens fra Polkadot (DOT) eller Kusama (KSM) eller hente dem fra fællesskabet ved hjælp af crowdloans, hvilket er, når der anmodes om bidrag fra DOT-indehavere i bytte for en form for belønning .
Blokkæder, der ikke passer til de fælles gode parametre og ønsker at deltage kontinuerligt i systemet, kan leje en slot på Relay Chain ved at vinde en parachain slot auktion. Denne lejekontrakt kræver, at holdene binder en betydelig mængde DOT eller KSM i lejekontraktens varighed.
Varigheden er begrænset til to år og er opdelt i tre-måneders perioder. Denne intervalmekanisme var dedikeret ud fra ønsket om at tillade en større del af økosystemets mangfoldighed. Det har til formål at forhindre store og velfinansierede blockchains i at hamstre slots, hvilket langsomt tillader mindre blockchains at optage de varigheder, der endnu ikke er fyldt. Desuden kan parachains lease et slot for en hvilken som helst kombination af perioder af varigheden og lease mere end én slot ad gangen.
Ved at deltage i en parachain slot-auktion accepterer projekter at låse det beløb af DOT eller KSM, de byder, i varigheden af den valgte lejeperiode, hvorefter det fulde beløb låses op. Projektet kan derefter vælge at byde igen på en anden plads eller køre som en parathread. I løbet af leasingperioden er tokens reserveret på den originale konto, men de er ikke tilgængelige til indsats, overførsel eller anden brug.
For at samle indsatsen til auktionsbuddet har nogle projekter i Polkadot-økosystemet organiseret crowdloans. På denne måde kan indehavere af DOT eller KSM vælge at bakke op om deres yndlingsprojekter. Erstatning for tab af indsatsbelønning i lejemålets varighed afhænger her af det enkelte projekt.
Det er bemærkelsesværdigt, at crowdloans uden tvivl er en mere retfærdig og sikker tokendistributionsmodel end dem, man har set tidligere. Tidligere skulle brugere sende deres tokens til projekternes teams i håb om, at de ville modtage værdifulde tokens til gengæld, da StakeDrops og DeFi airdrops belønnede deltagere med tokens fra et nyt projekt.
Når de deltager i crowdloans, opgiver brugere ikke permanent deres tokens, men tillader dem at blive midlertidigt holdt i en reserve. Dette pålægger projekternes teams at levere et produkt uden at udsætte brugeren for mange risici. På den anden side giver crowdloans projekterne særlige privilegier i form af et begrænset antal ønskede parachain-slots samt adgangen til den sikkerhed og interoperabilitet, som systemet giver.
Sidst men ikke mindst siger systemet, at parathreads ligner parachains fra udviklingssiden og forskellige fra det økonomiske perspektiv. Parathreads forbinder til Polkadot ved hjælp af en pay-as-you-go-model med en auktion for hver blok. Parathread-skabelonen er især tilrådelig til projekter, der kun midlertidigt deltager i Polkadot-systemet og ikke kræver kontinuerlig forbindelse til netværket, eller som ikke er i stand til at erhverve en fuld parachain-slot.
Parathreads vil have en langsommere blokeringstid end parachains, men har nøjagtig samme sikkerhedsniveau og interoperabilitetsfunktioner som parachains. Afhængigt af behovene og tilgængeligheden af slots på relækæden kan enhver blockchain også skifte mellem at være en parachain eller en parathread.
I slutningen af 2020 begyndte Rococo parachain testnet og holdene at implementere test parachains. De første vellykkede beskeder på tværs af kæder blev sendt mellem parachains på Rococo i februar 2021.
I begyndelsen af juni 2021 fandt den første parachain-auktion sted på Kusama via on-chain governance. Fem Kusama parachain slots i alt blev bortauktioneret én efter én, med en ny auktion, der fandt sted cirka hver anden uge. Karura har vundet den første parachain-auktion og blev ombord som Kusamas første ikke-almindelige gode parachain og med over 200.000 KSM i crowdloan. Desuden lykkedes det Moonriver og Shiden at sikre nogle af de efterfølgende slots.
Polkadots auktioner forventes at begynde kort efter den vellykkede afslutning på Kusamas auktioner. Derefter vil systemets lancering officielt blive gennemført i overensstemmelse med dets oprindelige vision og design med parachains live på hovednetværket.
Fremtidige opgraderinger, inklusive parathreads, vil blive aktiveret via styring, efter at koden er fuldt udviklet og revideret. Hvad der bliver fremtiden for Polkadot-økosystemet fra det tidspunkt vil være op til dets samfund.