Recientemente se ha hablado mucho sobre la interoperabilidad de blockchain con el lanzamiento de Cosmos y la amenaza potencial para el ecosistema Ethereum. Esta pieza va a ser un bucear profundo sobre los tecnicismos de Cosmos y Polkadot, pero también le dará el conocimiento previo necesario que necesita para comprender estos protocolos a nivel técnico (con imágenes para ayudarlo a comprender).
En primer lugar, es importante saber por qué la interoperabilidad importa En Internet existente, podemos acceder y modificar numerosos conjuntos de datos a través de API (interfaces específicas de la aplicación). Sin embargo, con las cadenas de bloques, los datos están aislados por la cadena en la que existen. Entonces, ¿qué significa tener interoperabilidad?
- Transferencia sin confianza activos entre diferentes cadenas
- Contratos inteligentes de cadena cruzada que pueden interactuar entre sí
- Cadenas especializadas que pueden usar otras cadenas de bloques
Antes de entrar en los detalles de cualquier enfoque de interoperabilidad particular, me gustaría dedicar un tiempo a describir algunas de las conceptos básicos de sistemas distribuidos para ayudarnos a comprender los conceptos más adelante. Tenga en cuenta que las cadenas de bloques son simplemente un conjunto de máquinas En todo el mundo se llegó a un acuerdo sobre cómo debería ser una recopilación de datos.
Los sistemas distribuidos son, como su nombre lo indica, un grupo de computadoras el trabajar en conjunto para lograr un muy objetivo específico. Un ejemplo de este objetivo podría ser servir el mismo contenido en todo el mundo a muchas personas (como mantener actualizado el suministro de noticias de Twitter). Al tratar de lograr este objetivo, tienen que superar los siguientes problemas:
- Sincronización. Cada computadora / sistema ejecutará la misma tarea a su propio ritmo y tiempo.
- Órdenes. Tratar de resolver lo que sucedió y cuándo con el tiempo todavía es muy difícil ya que los relojes comienzan a "derivar" después de un período de tiempo. Esto hace que el orden sea un desafío complicado ya que cada sistema tiene su propia cuenta de lo que sucedió y cuándo.
- Fracaso. La coordinación entre sistemas puede fallar debido a un bloqueo del sistema, al no recibir / enviar mensajes a otros sistemas correctamente o al elegir actuar maliciosamente (bizantinos)
Al igual que los humanos, la forma de resolver la mayoría de los problemas es a través de una buena comunicación. Sin embargo, con las computadoras, esto es un poco más complicado ya que pueden comunicarse de forma asíncrona or sincrónicamente.
¿Qué significa eso?
- Sincrónico = cada sistema tiene una cierta cantidad de tiempo asignado para comunicarse y se turnan. Piénselo en conversaciones reales para humanos.
- Asincrónico = cada sistema puede comunicarse cuando lo deseen y no hay suposiciones sobre cuándo hablarán. Piense en ello como holgura para los humanos.
Todo dicho y hecho, al final del día, una cadena de bloques debería tener la seguridad (acuerdo sobre el mismo resultado) y vivacidad (La cadena sigue creciendo y funcionando). Si su cadena tiene seguridad pero no vitalidad, dejar de producir bloques. Si tiene vivacidad pero no seguridad, producir muchos tenedores ¡y no sabrá cuál es la cadena de bloques correcta a menos que tenga una regla (por ejemplo, la cadena más larga en Bitcoin)!
Practical Byzantine Fault Tolerance es una implementación desarrollada por Bárbara Liskov y Miguel Castro e introducido en 1999. Las cadenas de prueba de estaca como Cosmos y Polkadot tienen elementos en su diseño inspirados en PBFT, por lo que vale la pena describir qué es y cómo funciona.
- Una parte escuchará numerosas transacciones hasta que pueda formar un bloque de estas transacciones. Nos referiremos a esta fiesta como un proponer, ya que ofrece un bloque.
- Una vez que se ha propuesto un bloqueo, todos participan en un pre-voto para confirmar que escucharon el mismo bloque. Es importante tener en cuenta que un bloqueo podría ser incorrecto / malicioso, pero aún así ser válido en la etapa previa a la votación, ya que todos simplemente están tratando de llegar a un consenso de que recibieron el mismo datos / bloque.
- Una vez que más de ⅔ de los participantes están de acuerdo en que recibieron el mismo bloque, se trasladan a pre cometido paso. Luego se emite un voto previo al compromiso para determinar si se trata de un IMPORTANTE bloquear y no está sucediendo nada malicioso.
- Si más de ⅔ de los participantes votan que el bloque es realmente válido y correcto, entonces podemos exitosamente hacer Este bloque a la cadena de bloques.
- La altura de la cadena de bloques aumenta y se repiten los pasos 1 a 5.
De lo que hemos aprendido anteriormente, podemos ver que los siguientes pasos aseguran que solicite de bloques es conocido (debido a que la altura de la cadena de bloques aumenta una vez que ocurre una confirmación), cada computadora puede tomarse su tiempo para llegar a su propia conclusión y luego comunicar qué resultado obtuvo (sincronización) y puede manejar el fracaso (nodo malicioso que propone un bloque o un nodo que no puede votar).
Enter Cosmos, fundada en 2016 por Jae Kwon y Ethan Buchman y criada $17 millones+ en su ICO para ATOMs. El cosmos Bujes eso es propia cadena de bloques que se conecta a otras zonas (blockchains) y, por lo tanto, permite la comunicación entre diferentes zonas. Cualquier blockchain de prueba de trabajo como Bitcoin, Ethereum, ZCash o una blockchain específica de la aplicación tendría que estar conectada a una zona de puente a través del marco de comunicación Inter Blockchain.
Entrando en los detalles arquitectónicos, Cosmos Hub utiliza Tendermint ya que su algoritmo de consenso (inspirado en PBFT) creado por Jae Kwon en 2014. Lo que esto significa es que cada etapa de votación (pre-voto y pre-compromiso) tiene una cantidad fija de tiempo para que todos voten antes de pasar a la siguiente etapa. Una vez finalizado un bloque, no hay vuelta atrás. Esto significa que puede tener pagos instantáneos móviles e Internet de las cosas, ya que tan pronto como la transacción está en un bloque, se finaliza. Ya que sin confirmaciones se requieren esto se llama tener "finalidad rápida".
Los ATOM en poder de los usuarios se pueden utilizar para convertirse en validadores en el sistema o para delegar ATOMs a un validador en su lugar. La cadena de bloques Cosmos tendrá Validadores 100 para comenzar y planear aumentar el límite a través de un parámetro de gobernanza en el futuro. Solo aquellos con un poder razonable en la red podrán participar en la seguridad de la red.
Para hacer todo esto menos teórico, esbozaré un conjunto de pasos para posiblemente convertir ETH a BTC. - El ejemplo favorito de todos.
- A zona intermedia de confianza se creará para Ethereum y habrá un conjunto de validadores que serán responsables de transmitir los mensajes desde la zona de puente de Ethereum al Cosmos Hub.
- Dado que tanto Ethereum como Bitcoin son probabilísticos (existe la posibilidad de que la cadena actual no sea la correcta), los validadores deben esperar para un cierto número de confirmaciones para garantizar que la transacción realmente se haya realizado.
- Una vez que los validadores estén seguros de que la transacción es final, iniciarán una transacción desde su zona al Cosmos Hub que efectivamente recibieron el Ether. El centro entonces Para crear una forma de Éter Cosmos Envuelto que aguantará Cada otra zona del Cosmos ahora sabrá que hay un nuevo Éter de Cosmos Envuelto en el sistema.
- Suponiendo que se haya determinado de antemano un tipo de cambio, el éter de cosmos envuelto será intercambiado para Cosmos envuelto Bitcoin. Este Cosmos envuelto Bitcoin es entonces expedido a la zona de Bitcoin intermediario de confianza y enviado a la dirección especificada en la cadena de Bitcoin real.
Hay algunos supuestos / cosas a tener en cuenta con este modelo:
- Cosmos Hub necesita asegurarse de que los saldos de los activos de Wrapped Cosmos se incrementen y disminuyan correctamente. Si bien esto es un inconveniente potencial, el equipo de Cosmos ha diseñado el sistema de manera que cualquiera pueda crear su propio centro. Esencialmente, Cosmos será una red de Hubs y Zonas dirigidas por diferentes grupos.
- Se debe confiar en que cada Zona transmite los mensajes correctos sobre los activos que se envían / reciben. Los remitentes también deben confiar en que el conjunto de validadores transmitirá correctamente sus mensajes y no robará sus activos.
Polkadot es fundada por Gavin Wood, cofundador y ex CTO de Ethereum y presidente de la Fundación Web3. Polkadot recaudó más de 145 millones a finales de 2017 vendiendo la moneda nativa DOT durante una venta masiva. Si Cosmos se asemeja a una red abierta de centros y zonas, Polkadot es una única "cadena de retransmisión" que ofrece numerosos beneficios a las cadenas, llamadas "paracaídas" (abreviatura de cadenas paralelizables)que se unen
Un par de aspectos clave que Polkadot pretende innovar son:
- Cada ganancia de paracadena seguridad agrupada del conjunto de validadores de la cadena de relés. Una vez que una cadena se ha conectado a la red de Polkadot convirtiéndose en una paracadena, se asegura con el mismo nivel de seguridad que toda la red de Polkadot. En Cosmos, cada nueva cadena necesita su propio conjunto de validadores y debe arrancar su propia seguridad.
- Las paracaídas pueden interactuar con otras paracaídas usando comunicación entre cadenas de confianza. Los usuarios que desean comunicarse a través de cadenas no necesitan confiar en cada cadena a la que transmiten mensajes, sino solo en la seguridad singular de toda la red Polkadot. Nuevamente, esto es diferente de cómo funciona Cosmos donde un usuario necesitaría confiar en la cadena de origen, las cadenas de enrutamiento y la cadena de destino con cada uno de sus conjuntos de validadores separados.
El mecanismo de consenso de Polkadot consta de dos componentes: ABUELO y BEBÉ. GRANDPA es un dispositivo definitivo que se basa en algunas ideas detrás de la regla de elección de la horquilla GHOST (como Casper de Ethereum) y BABE es un mecanismo de producción de bloques similar al Ouroboros de Cardano. La introducción de un gadget de finalidad permite que partes de la cadena se "finalicen" y probablemente nunca se reviertan. La separación del gadget de finalidad de la producción de bloques permite que el gadget de finalidad más lento funcione en un proceso diferente de la generación de nuevos bloques en la cadena. Esto significa que la producción real de bloques puede escalar a diferencia del algoritmo Cosmos Tendermint unido a PBFT.
En el ecosistema de Polkadot, tiene las siguientes partes:
- Collators - Produzca los bloques para paracaídas y pase la información a los validadores para verificar.
- Nominador - Asigna su capital a validadores para participar en el mecanismo de replanteo.
- Validador - Requerir un alto requisito de enlace porque son responsables de sellar realmente los nuevos bloques de la cadena de relés. Sus roles cruciales incluyen:
- Creación de nuevos bloques.
- Finalizando la cadena de relevos a través de la participación en GRANDPA.
- Validar los bloques de parachain asegurando que las transacciones que ocurrieron sean correctas y que los mensajes entre cadenas hayan sido procesados.
- Pescadores - Cazadores de recompensas que "van a pescar" para actores maliciosos observando los otros nodos de la red.
Una buena manera de pensar en Polkadot es como un sistema interconectado que se conectará a otras cadenas con las que querrá comunicarse a través de puentes. Todas las paracaídas y la cadena de relevos funcionan como uno, sistema unificado. Una parachain puede incorporar lógica personalizada y será responsable de manejar sus propias transiciones de estado mientras recibe y publica mensajes en otras cadenas. Las paracaídas podrán comunicarse con otras paracaídas escuchándose unos a otros, a diferencia de Cosmos, donde todo debe enrutarse a través del Hub.
La arquitectura de Polkadot es elegante por los supuestos básicos de diseño que había hecho. Esto comienza con el hecho de que parachain leer pasivamente la información de los contratos puente, en lugar de depender de los contratos puente que envían mensajes a otras paracaídas. Cada parachain es tratado no es diferente a cualquier otra paracadena. Esto significa que el marco de comunicación intercadena de Polkadot es realmente inútil, ya que las paracaídas actúan en interés de la cadena de retransmisión en lugar de cualquier paracadena específica que estén validando. Además, los validadores son reasignado a otra paracadena a intervalos y al azar.
Tomemos un ejemplo que podría ser más identificable, ¿cómo funcionaría si quisiera convertir monedas de una paracadena a otra? Tomemos el ejemplo popular de convertir ETH a BTC.
Collators para la parachain Ethereum pasaría encabezados de bloque a validadores en su parachain. los validadores luego firmaría y publicaría las transacciones relevantes en el contrato inteligente del puente Ethereum en un formato que pueda reconocerse y comunicarse con el paracadena zona. Cualquier ETH enviado sería retenido por un conjunto de validadores Polkadot, que también proporcionaría DOT como garantía para transacciones no válidas. La parachain de Ethereum a su vez se comunicaría con la parachain de Bitcoin, que liberaría BTC a la dirección especificada a través del conjunto de validadores que gobierna esa parachain en particular. Las decisiones de diseño aún se están finalizando, pero la idea en torno a su comunicación de cadena cruzada es que no tendrá confianza.
Una cosa a tener en cuenta es que el mecanismo de paracaídas de Polkadot asignará ranuras de paracaídas a través de subastas en cadena sin permiso. Estas subastas implicarían bloquear los DOT durante cierto tiempo para mantener el paracadena conectado a la red Polkadot. Governance podrá intervenir y solucionar la situación en el caso de situaciones urgentes en las que las paracaídas contengan un error crítico o sirvan para algún propósito malicioso. Polkadot se regirá por un mecanismo de gobernanza en cadena, ya que cree que es la mejor manera de gobernar las redes criptográficas.
Como Gavin Wood declaró para este artículo, "creo que cualquier blockchains que no introduzca la gobernanza en la cadena, incluida la provisión de un mecanismo viable para emitir actualizaciones, en última instancia se envenenará a sí mismo a través del populismo tóxico. No creo que los "procesos fuera de la cadena", la "señalización dentro de la cadena" y el "consenso general" proporcionen un medio suficiente para permitir que los interesados reales en el ecosistema de la cadena gobiernen e impulsen efectivamente una cadena hacia el éxito a largo plazo. También creo que es esencialmente imposible adaptar la gobernanza ".
Muchos de los problemas centrales para la interoperabilidad parecen resolverse a un alto nivel, sin embargo, la ejecución aún está muy por detrás. Cosmos se lanzó en marzo de 2019, pero solo ha puesto en funcionamiento el Cosmos Hub. Sus próximos pasos son finalizar cómo Comunicación entre cadenas de bloques El marco funcionará. Polkadot está listo para lanzar final de 2019 con solo la cadena de retransmisión en vivo.
En general, estoy extremadamente emocionado por el lanzamiento de Cosmos y Polkadot. Lo que será interesante ver es la adopción de los desarrolladores y las luchas políticas de cada cadena y cómo se desarrollan. Las cadenas específicas de aplicaciones son un sueño imposible en este momento, ya que no solo la infraestructura básica está lejos de completarse, sino que los desarrolladores deberán pensar en el recursos y personas Necesitarán detrás de ellos para estar conectados y tener suficiente seguridad.
¿Será incluso una compensación relevante? Es difícil de decir. Tal vez La gobernanza fuera de la cadena de Ethereum es lo que le permite prosperar a pesar de su ejecución más lenta de la hoja de ruta, ya que permite una verdadera innovación sin permiso con las garantías de una cadena altamente segura.
La otra cara de este argumento es que todas las redes de cifrado arrancarán su seguridad en otra cadena, como Ethereum, y luego se graduarán en su propia cadena una vez que puedan garantizar la seguridad a través de su comunidad existente. Un buen ejemplo sería MakerDAO, tendrían suficientes recursos para crear su propia cadena y obtener suficiente respaldo político para ser parte de la paracadena de Polkadot. Si por alguna razón no puede obtener suficiente respaldo para ser parte de la paracadena, podría establecer una zona de puente en cosmos y arrancar su propia seguridad. Polkadot planea proporcionar ranuras de puente para cadenas que no pueden proporcionar seguridad agrupada pero que aún dan mensajes que pasan por la línea.
Creo que este es el tipo de preguntas matizadas que nosotros, como comunidad, debemos hacernos en lugar de mirar las cadenas como un juego de suma cero. Personalmente, estoy emocionado por adónde nos lleva todo esto y soy receptivo a sus comentarios sobre esta pieza. Contactame en Twitter @kermankohli.
Un agradecimiento especial a Gavin Wood (Fundación Web3), Logan Saether (Fundación Web3), Billy Rennekamp (Cosmos), Chjango Unchained (Cosmos) por sus contribuciones para garantizar la precisión técnica del artículo.
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