Interoperacyjność blockchaina – wyjaśnienie: Polkadot vs Cosmos

W tym przewodniku zbadamy, w jaki sposób protokoły interoperacyjności międzyłańcuchowej dążą do pokonania tych przeszkód, umożliwiając płynną komunikację i transfer wartości między blockchainami. Porównamy Polkadot i Cosmos, dwa z najpopularniejszych rozwiązań interoperacyjnych, i przeanalizujemy ich odmienne podejścia do budowania połączonego ekosystemu blockchain.

Potrzeba połączonych blockchainów

Środowisko blockchain jest silnie rozdrobnione, z ponad 6500 projektami działającymi w oddzielnych sieciach – każda z własnymi protokołami, mechanizmami konsensusu i modelami prywatności. Ten brak interoperacyjności stał się główną przeszkodą w pełnym wykorzystaniu potencjału zdecentralizowanych technologii. Wraz z rozwojem ekosystemu, zapotrzebowanie na połączone blockchainy, które umożliwiają płynną wymianę danych i zasobów, staje się coraz bardziej pilne.

Obecne ograniczenia blockchain

Obecnie większość sieci blockchain działa w odizolowanych środowiskach, niezdolnych do walidacji danych z innych łańcuchów lub źródeł zewnętrznych. Każda sieć jest zazwyczaj zoptymalizowana pod kątem określonych funkcji – takich jak szybkość, bezpieczeństwo czy decentralizacja – kosztem innych. W rezultacie żaden pojedynczy blockchain nie jest w stanie zapewnić wszystkich pożądanych funkcjonalności w równym stopniu. Problem pogłębia brak wspólnych standardów między platformami, który doprowadził do rozdrobnienia i dezorganizacji ekosystemu blockchain.

Korzyści z interoperacyjności

Interoperacyjność blockchaina przynosi ekosystemowi szereg istotnych korzyści. Po pierwsze, zwiększa płynność, umożliwiając efektywny przepływ tokenów w różnych łańcuchach. Ponadto pozwala użytkownikom na interakcję z aplikacjami finansów zdecentralizowanych (DeFi) w różnych blockchainach bez konieczności zakupu natywnych kryptowalut.

Kompatybilność między łańcuchami znacząco zwiększa skalowalność i komfort użytkownika. Dzięki możliwości komunikacji blockchainów użytkownicy zyskują:

• Zwiększoną funkcjonalność dzięki połączeniu funkcji wielu sieci
• Większą elastyczność w wyborze odpowiednich narzędzi i platform
• Uproszczone zarządzanie tokenami w różnych środowiskach blockchain

Kluczowe wyzwania do rozwiązania

Pomimo swojego potencjału, osiągnięcie płynnej interoperacyjności blockchain wiąże się z koniecznością pokonania szeregu istotnych przeszkód technicznych i regulacyjnych. Jednym z głównych wyzwań jest skalowalność – rozwiązania międzyłańcuchowe muszą obsługiwać duże wolumeny transakcji bez poświęcania szybkości i wydajności. Ponadto, rozwój i utrzymanie protokołów interoperacyjności są złożone i wymagają dużych nakładów, co przekłada się na ciągłą koordynację i innowacje.

Bezpieczeństwo to kolejny istotny problem. Kiedy dotychczas odizolowane blockchainy zaczynają ze sobą współdziałać, wzrasta ryzyko wystąpienia luk w zabezpieczeniach. Każda sieć może działać w oparciu o różne modele zaufania i standardy bezpieczeństwa, co utrudnia zapewnienie spójnej ochrony w różnych systemach.

Wreszcie, coraz większym wyzwaniem staje się zapewnienie zgodności z przepisami. Systemy interoperacyjne muszą poruszać się w obrębie różnych jurysdykcji i spełniać rygorystyczne wymogi dotyczące przeciwdziałania praniu pieniędzy (AML) oraz zasady KYC (Know Your Customer). Brak ustandaryzowanych protokołów komunikacji między łańcuchami dodatkowo komplikuje wdrażanie uniwersalnych środków bezpieczeństwa i zgodności.

Główne cechy Polkadota

Polkadot wyróżnia się jako wielołańcuchowa platforma blockchain, zaprojektowana w celu umożliwienia płynnego przesyłania wiadomości i wartości w różnych sieciach. U jej podstaw leżą dwie kluczowe cechy, które czynią ją unikalną w zakresie rozwiązywania problemów z interoperacyjnością w blockchain.

Komunikacja międzyłańcuchowa

Sercem struktury interoperacyjności w Polkadot jest Cross-Consensus Messaging (XCM). W przeciwieństwie do tradycyjnego protokołu, XCM funkcjonuje jako uniwersalny język komunikatów, który umożliwia płynną komunikację różnych systemów konsensusu. Opiera się na czterech fundamentalnych zasadach: asynchroniczności, absolutności, asymetrii i agnostyczności – zapewniając elastyczne i bezpieczne interakcje między łańcuchami.

Dzięki XCM, blockchainy w Polkadot mogą:

• Przesyłać tokeny i inne zasoby cyfrowe między łańcuchami
• Udostępniać dane i informacje o stanie w sieciach
• Wykonywać złożone, wieloetapowe operacje obejmujące wiele blockchainów

Podczas gdy XCM definiuje format i reguły komunikacji, rzeczywistą transmisją tych komunikatów zajmuje się Cross-Chain Message Passing (XCMP) – protokół warstwy sieciowej, który łączy uczestniczące parachainy. XCMP zapewnia bezpieczne, wydajne i skalowalne dostarczanie komunikatów, nawet przez wiele przeskoków i sieci.

Wspólne bezpieczeństwo

Cechą charakterystyczną Polkadot jest współdzielony model bezpieczeństwa, który umożliwia wszystkim połączonym blockchainom – znanym jako parachainy – korzystanie z zabezpieczeń zapewnianych przez wspólny zestaw walidatorów. W centrum tego modelu znajduje się Łańcuch Przekaźników (Relay Chain), który działa jako główny koordynator sieci, oferując ujednolicony konsensus i bezpieczeństwo we wszystkich połączonych parachainoch.

Struktura bezpieczeństwa Polkadot jest wspierana przez cztery kluczowe role uczestników:

• Walidatorzy: Operatorzy pełnego węzła, którzy utrzymują konsensus sieciowy i weryfikują bloki w łańcuchu przekaźnikowym
• Nominatorzy: Posiadacze tokenów, którzy inwestują w DOT, aby wspierać renomowanych walidatorów.
• Kolekcjonerzy: Węzły, które gromadzą transakcje i generują bloki kandydujące dla parachainów.
• Rybacy: Niezależni aktorzy, którzy monitorują sieć i zgłaszają szkodliwą aktywność, aby pomóc zachować integralność protokołu

Ponieważ parachainy współdzielą stan z łańcuchem przekaźnikowym, każde wycofanie lub cofnięcie w łańcuchu przekaźnikowym automatycznie wpływa na wszystkie połączone parachainy. Ta ścisła koordynacja zapewnia spójną ważność w całym systemie, zachowując jednocześnie niezależność operacyjną poszczególnych blockchainów.

Jak działa Cosmos

Sieć Cosmos wprowadza unikalne podejście do interoperacyjności blockchain poprzez swój ekosystem niezależnych, ale połączonych łańcuchów. W przeciwieństwie do tradycyjnych architektur blockchain, Cosmos wykorzystuje modułową strukturę, która upraszcza rozwój blockchain i umożliwia komunikację między łańcuchami.

Niezależne strefy blockchain

Cosmos opiera się na koncepcji stref – niezależnych blockchainów dostosowanych do konkretnych zastosowań. Strefy te zachowują pełną suwerenność nad swoim zarządzaniem, mechanizmami konsensusu i operacjami, a jednocześnie pozostają interoperacyjne w ramach szerszego ekosystemu Cosmos. Architektura Cosmos opiera się na trzech podstawowych komponentach:

• Tendermint Core: Zarządza warstwami konsensusu i sieci, zapewniając szybką i bezpieczną finalizację bloków.
• Cosmos SDK: Modułowe środowisko oferujące gotowe do użycia komponenty, które przyspieszają rozwój blockchainów.
• Inter-Blockchain Communication Protocol (IBC): Ułatwia bezpieczne i ujednolicone przesyłanie wiadomości między niezależnymi łańcuchami.

Wpływ IBC gwałtownie wzrósł – do końca 2023 roku połączył ponad 107 sieci i obsługiwał ponad 2 miliony aktywnych użytkowników miesięcznie, umacniając pozycję Cosmos jako lidera w dziedzinie interoperacyjności blockchainów.

Rola Cosmos Hub

Sercem ekosystemu Cosmos jest Cosmos Hub, blockchain oparty na zasadzie proof-of-stake, który pełni rolę podstawowego oprogramowania pośredniczącego łączącego różne niezależne strefy sieci. Hub odgrywa kluczową rolę, umożliwiając:

• Bezpieczne transfery tokenów między różnymi strefami
• Walidację i konsensus między łańcuchami w celu utrzymania zaufania
• Skoordynowaną komunikację między autonomicznymi blockchainami

Walidatory w Cosmos Hub utrzymują konsensus sieciowy i gwarantują ostateczność transakcji. Taka konstrukcja obsługuje równoległe przetwarzanie transakcji w wielu łańcuchach, znacznie zwiększając ogólną skalowalność i wydajność ekosystemu.

Transfery tokenów między łańcuchami

Transfery tokenów w ekosystemie Cosmos odbywają się zgodnie ze starannie zaprojektowanym procesem, który zapewnia zarówno bezpieczeństwo, jak i transparentność. Po zainicjowaniu transferu tokeny są najpierw blokowane na rachunku powierniczym w łańcuchu źródłowym. Transfer następnie przechodzi przez następujące kluczowe kroki:

1. Transakcja jest zatwierdzana w łańcuchu źródłowym.
2. Przekaźniki IBC wykrywają i rekonstruują pakiet danych transferu.
3. Weryfikacja odbywa się za pośrednictwem klientów Light Client w łańcuchu docelowym.
4. Tokeny są wybijane lub uwalniane w łańcuchu odbiorczym.

Protokół IBC wykorzystuje unikalne identyfikatory zwane „nominałami IBC” do śledzenia ruchów tokenów w łańcuchach. Mechanizm ten umożliwia płynne transfery tokenów bez konieczności korzystania z pul płynności lub wymiany między strefami. Dzięki temu użytkownicy mogą efektywnie przenosić aktywa między różnymi blockchainami, otwierając nowe możliwości dla międzyłańcuchowych aplikacji zdecentralizowanych finansów (DeFi).

Zastosowania w praktyce

Rozwiązania międzyłańcuchowe zapoczątkowały innowacyjne zastosowania w wielu sektorach, radykalnie zmieniając sposób, w jaki firmy i użytkownicy korzystają z technologii blockchain. Te praktyczne zastosowania pokazują prawdziwy potencjał interoperacyjności blockchain.

Przykłady zastosowań DeFi

Usługi finansowe stały się głównymi beneficjentami funkcjonalności międzyłańcuchowej. Platformy pożyczkowe z wieloma zabezpieczeniami umożliwiają teraz użytkownikom pożyczanie aktywów z jednego blockchaina za pomocą zabezpieczenia z innego. Dzięki protokołom międzyłańcuchowym, zunifikowane pule płynności optymalizują efektywność kapitałową, oferując ulepszone możliwości farmingu.

Zdecentralizowana giełda THORChain obsługuje natywną wymianę aktywów między łańcuchami, tworząc głębsze rynki dla efektywnego ustalania cen. Podobnie platformy takie jak Aave wprowadziły rynki międzyłańcuchowe, umożliwiając posiadaczom Bitcoinów zabezpieczanie pożyczek w stablecoinach opartych na Ethereum.

Wdrożenie w przedsiębiorstwach

Dla firm interoperacyjność blockchain stała się niezbędna do maksymalizacji efektywności operacyjnej. Firmy wdrażające rozwiązania interoperacyjne odnotowały nawet 80% redukcję kosztów transakcyjnych w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Ta znacząca poprawa wynika z automatyzacji ewidencji i możliwości obsługi inteligentnych kontraktów.

Duże korporacje już rozpoczęły integrację tych rozwiązań:

• Walmart wykorzystuje Hyperledger do śledzenia łańcucha dostaw w różnych sieciach
• Platforma blockchain IBM umożliwia bezpieczne udostępnianie danych w celu zarządzania wieloma łańcuchami
• VeChain wdraża śledzenie wielu łańcuchów za pomocą Internetu Rzeczy (IoT) w celu weryfikacji zasobów w czasie rzeczywistym

Międzyłańcuchowe NFT

Środowisko niewymienialnych tokenów przeszło znaczącą transformację dzięki możliwościom międzyłańcuchowym. Międzyłańcuchowe NFT mogą teraz swobodnie przemieszczać się między wieloma sieciami blockchain, zachowując jednocześnie swoją autentyczność i wartość. Ten postęp stworzył kilka przełomowych możliwości:

• Zasoby gier, które płynnie przenoszą się między wirtualnymi światami
• Możliwość komponowania NFT, umożliwiająca jednoczesne korzystanie z różnych protokołów
• Aukcje wielołańcuchowe, umożliwiające szerszą ekspozycję rynkową

Protokół interoperacyjności międzyłańcuchowej sieci Chainlink (CCIP) zapoczątkował bezpieczne implementacje międzyłańcuchowych NFT, umożliwiając projektom oferowanie swoich tokenów w wielu blockchainach. Ta innowacja umożliwia natywną dostępność danych o własności NFT w różnych łańcuchach, upraszczając rozwój zewnętrzny i wspierając nowe zastosowania, takie jak międzyłańcuchowe platformy pożyczkowe NFT.

Wniosek

Interoperacyjność w blockchain jest kluczowym czynnikiem umożliwiającym powszechne wdrażanie zdecentralizowanych technologii. Zarówno Polkadot, jak i Cosmos oferują przekonujące rozwiązania dla wyzwań związanych z komunikacją międzyłańcuchową, z których każde oferuje odrębne zalety architektoniczne. Wspólny model bezpieczeństwa i protokół XCM Polkadot zapewniają solidną ochronę połączonych parachainów, dzięki czemu doskonale nadają się do aplikacji wrażliwych na bezpieczeństwo. Cosmos natomiast kładzie nacisk na suwerenność i elastyczność poprzez swoje niezależne strefy i protokół IBC, obsługując projekty wymagające większej autonomii.

Praktyczne wdrożenia w DeFi, systemach korporacyjnych i platformach NFT podkreślają wymierne korzyści płynące z interoperacyjności. Te przypadki użycia pokazują, że kompatybilność międzyłańcuchowa może obniżyć koszty operacyjne, zwiększyć wydajność i otworzyć nowe ścieżki innowacji w ekosystemie blockchain.

Ostatecznie sukces interoperacyjności zależy od zrównoważenia płynnej łączności z solidnym bezpieczeństwem. W miarę rozwoju technologii blockchain platformy takie jak Polkadot i Cosmos będą nadal przesuwać granice możliwości, przybliżając nas do całkowicie połączonej, skalowalnej i zorientowanej na użytkownika przyszłości blockchain.