Парачейн (Parachain) — структура данных в сети Polkadot, предназначенная для масштабирования основной сети. Парачейн глобально согласован с основной релейной сетью (Relay Chain) и может быть проверен ее валидаторами. Эти блокчейны работают параллельно с основным блокчейном и предназначены для его масштабирования, из-за чего и получили свое название.
Работа параллельных блокчейнов обеспечивается коллаторами (Collators), которые содержат полный узел парачейна, сохраняя таким образом всю необходимую информацию и передавая блоки валидаторам релейной сети для их проверки и включения в общее состояние Polkadot.
Как работают парачейны в Polkadot?
Как и любые другие блокчейны, парачейны представляют собой детерминированные конечные автоматы. Каждый парачейн имеет состояние, выполняет пакет транзакций, сгруппированных в блок, и достигает нового состояния. Каждый парачейн имеет свое собственное состояние, а релейная сеть связывает все эти состояния в одно целое. Парачейны имеют собственные правила перехода состояний, отдельные экономические параметры, а также правила и механизмы управления.
Состояние парачейна хранится в дереве Меркла (Merkle Tree). Деревья Меркла имеют удобное свойство: если некоторые значения в дереве изменяются, это будет отражаться на корне Меркла (в данном случае на корне состояния). Для проверки изменения, достаточно взглянуть на новые значения и пути, затронутые в дереве.
Общая безопасность
Все парачейны, находящиеся в сети Polkadot, унаследуют общую безопасность, которую обеспечивают валидаторы релейной сети. Общая безопасность позволяет парачейнам, подключенным к релейной сети Polkadot путем аренды слота, получить экономическую выгоду, т.к. не требуется обеспечивать свой механизм консенсуса и запуск своих узлов-валидаторов.
Слоты парачейнов
Polkadot поддерживает ограниченное количество парачейнов, которое в данный момент оценивается примерно в 100 штук. Из-за того, что количество слотов для запуска парачейнов ограничено, существует определенный механизм для их распределения:
- Системные парачейны. Такие слоты выделяются внутренним управлением Polkadot и являются общей частью сетевого протокола, например, мостами к другим сетям. Обычно они не имеют экономической модели и помогают удалять транзакции из релейной сети, обеспечивая более эффективную обработку парачейнов.
- Предаставленные аукционом. Такие слоты предоставляются на аукционе слотов парачейнов. Команда парачейна может участвовать в аукционе при помощи своих собственных токенов DOT или получить их от сообщества, используя функцию краудзайма.
- Предоставленные под парапотоки (Parathreads). Имеют тот же API, что и парачейн, но зарезервированы для множества приложений, которые не имеют своего слота, но могут включать блоки на основе аукциона в реальном времени.
Как работают системные парачейны?
Системные парачейны содержат основные функции протокола Polkadot, но вынесены в парачейн из релейной сети для улучшенного масштабирования. Вместо того, чтобы арендовать исполнительное ядро экономическими способами (например, на аукционе), исполнительные ядра выделяются сетевым управлением.
Таким образом получается добиться параллельного выполнения определенной логики, не загружая валидаторов релейной сети Polkadot. Системные парачейны позволяют удалить транзакции из основной релейной сети и увеличить блочное пространство в ней для проверки парачейнов.
Системные парачейны всегда полагаются на ончейн управление своими обновлениями и другими конфиденциальными действиями. Они не имеют своих токенов или механизмов управления. Вероятнее всего, со временем будет создан системный парачейн специально для управления сетью Polkadot.
Ключевые преимущества парачейнов?
Такая архитектура позволяет решить две фундаментальные проблем блокчейнов, с которыми сталкиваются все платформы:
- Масштабируемость. В условиях наличия всего одного блокчейна затрудняется масштабирование, т.к. будущие обновления могут благоприятно влиять на одни параметры, но мешать другим. И наоборот, наличие множества блокчейнов позволяет реализовывать функции, не затрагивая другие блокчейны. Кроме того, параллельное выполнение обеспечивает максимально возможную масштабируемость и пропускную способность.
- Гибкость. Блокчейн, специализирующийся на решении конкретной проблемы, имеет больше рычагов воздействия на себя и своих пользователей. Парачейны — это специально созданные блокчейны, которые являются узкоспециализированными и могут использовать преимущества друг друга посредством сотрудничества.
