Origen
Uno de los aspectos en el ecosistema blockchain que menos se ha abordado es la interoperabilidad en tre las redes. Hasta ahora hemos analizado redes que, aunque incluyeran Smart Contracts o DApps, funcionaban de forma estanca, esto es, sin relación entre ellas. Sin embargo, hay algunos proyectos pioneros cuyo objetivo principal es acabar con la independencia entre las redes. Mediante la interoperabilidad entre ellas, se permite una mayor comunicación, así como, mejorar la escalabilidad y optimizar su rendimiento. En este grupo encontramos a Polkadot, un proyecto nacido en 2016 con el ánimo de convertirse en el “Internet de las Blockchain” mediante la comunicación y el intercambio de información.
Tal y como explica el Lightpaper de Polkadot, este protocolo “abre el camino para que surjan nuevos mercados descentralizados” porque permite reunir “las mejores características de múltiples cadenas de bloques”.
Polkadot busca la interoperabilidad entre redes mediante una subdivisión de su cadena principal (llamada “Relay Chain”). Con esta división, aparecen otras cadenas independientes que pueden ser públicas o privadas (llamadas “Parachains” y “Parathreads” respectivamente). Estas subredes se comunican con redes ajenas a Polkadot mediante los llamados “Puentes”. La estructura está diseñada para que cada una de las subredes pueda aprovecharse de toda la potencia de la red principal, mejorando su escalabilidad sin renunciar a la seguridad.
Explicaremos a continuación qué implicación tiene esta división en cada uno de los aspectos básicos del protocolo Polkadot.
Algoritmo de consenso
El algoritmo de consenso es uno de los rasgos más característicos de las redes blockchain. Aunque existen algunos muy popularizados, no es extraño ver adaptaciones específicas con características únicas para cada proyecto.
En el caso de Polkadot, su algoritmo es llamado “Prueba de Participación Nominativa” (“NPoS” por sus siglas en inglés). Este algoritmo se diferencia del PoS clásico en que los validadores no son elegidos directamente en función de su participación en el token nativo de la red (llamado DOT en el caso de Polkadot), sino que son votados por los llamados “nodos nominadores”. Los nodos nominadores comparten las recompensas recibidas con los validadores, y asumen el riesgo de un comportamiento deshonesto.
Además de los “validadores” (validan los bloques) y los “nominadores” (eligen a los validadores), existen otros dos tipos de nodos. Son los “recopiladores” (escogen los bloques a validar) y los “pescadores”, que supervisan la red para denunciar comportamientos deshonestos. Estos cuatro tipos de nodos aportan seguridad a la red principal y agilizan el registro de transacciones.
GRANDPA y BABE
El algoritmo de Polkadot está, además, diseñado de forma híbrida porque combina lo que llaman un “mecanismo de finalidad de bloques” llamado GRANDPA con otro “mecanismo de producción de bloques” llamado BABE. Al separar ambos mecanismos, se obtienen los beneficios de ambos sin perjuicio de la velocidad y eficiencia de la red.
GRANDPA se basa en que 2/3 de los validadores voten por el bloque más avanzado que consideran válido. Una vez que éste es aprobado, todos los bloques anteriores a ese pasan a ser aprobados automáticamente. Esto mejora la rapidez de la red y evita situaciones en las que hay que esperar varias validaciones para considerar definitiva una transacción.
BABE, por su parte, permite la generación continua de bloques en función de pequeños intervalos de tiempo. Estos nuevos bloques se añaden siempre sobre el último bloque validado por GRANDPA. Si hubiera varios bloques añadidos en el mismo intervalo, entonces se tendrá en cuenta aquella cadena con un mayor número de bloques “primarios”, esto es, que han llegado los primeros dentro de su intervalo.
Dado que GRANDPA puede tardar más tiempo en validar cadenas que BABE en generarlas, cada nueva aprobación permite la validación simultánea de varios bloques. Estos adquieren la condición de definitivos y no cabe una cadena alternativa posterior, algo que no ocurre con otras redes.
Transacciones
A la hora de explicar el sistema de transacciones de Polkadot, hay que tener en cuenta su carácter multicadena. Al alojar y comunicar varias subcadenas independientes (las mencionadas “Parachains” y “Parathreads”), permite también varios tipos de transacciones. Por un lado estarán las transacciones de su cadena principal (“Relay Chain”), y por otro, aquellas generadas en las subcadenas.
Dado que las subcadenas tienen su propio modelo económico, explicaremos directamente el funcionamiento de las transacciones de la “Relay Chain”.
Los bloques de transacciones en Polkadot están estructurados de forma que un 75% del espacio de cada bloque va dedicado a transacciones normales. El 25% restante se dedica a transacciones de tipo operacional, como la denuncia de un comportamiento malicioso. Las transacciones, además, implican el pago de una comisión. que se calcula en función del “peso computacional” de la transacción, así como de su longitud y las “propinas”. Este último concepto es opcional para mejorar la prioridad del bloque.
Las comisiones se deducen de las cuentas implicadas antes del registro de la transacción, y los validadores sólo reciben el 20%. El 80% restante es para un fondo de la red dedicado a financiar propuestas realizadas por los participantes.
Para la predicción de estas comisiones, Polkadot introduce un novedoso sistema de ajuste en función de la demanda. Cuanto más transacciones se hayan solicitado para un bloque, mayor será la comisión a pagar en las transacciones del bloque siguiente.
Subastas y préstamos colectivos en Polkadot
Uno de los rasgos más característicos de Polkadot es la posibilidad de contar con varias blockchain independientes y conectadas. Estas blockchain (llamadas «Parachain») acceden a la red de Polkadot mediante un sistema de subastas. Con estas subastas, los proyectos consiguen una conexión a la red durante un plazo de 96 semanas (dos años aproximadamente).
La conexión a la red es renovable, y permite que los proyectos pujen por un espacio en la red. Las subastas duran una semana, y la cantidad de DOT pujado no se pierde, sino que se bloquea su uso mientras dure la subasta. Así, Polkadot fomenta la competitividad, a la vez que mantiene controlado el número de proyectos integrados.
Además, Polkadot permite la colaboración con las Parachain mediante un sistema de préstamos colectivos. Los proyectos que quieren participar en las subastas pueden abrir un préstamo a otros participantes. Así, si alguien está muy interesado en dicho proyecto, puede prestarle una parte de sus DOT, bajo ciertos requisitos. Todo esto supone un sistema innovador para permitir la creación de nuevos proyectos y su interoperabilidad en la red.
Minería y gobernanza
Como el algoritmo de consenso de Polkadot está basado en un sistema de participación, no existe la minería como tal. La emisión es, en teoría, ilimitada, con un ratio de inflación previsto para el primer año del 10%. Este ratio se obtiene de las recompensas pagadas a los nodos validadores y nominadores por su aportación a la red.
Por ello, el sistema bajo el que Polkadot funciona es el staking. Los participantes en la red pueden poner sus token a disposición de la misma, y obtener recompensas por ello. Dado que la red penaliza a los nominadores y a los validadores con comportamientos deshonestos, la red se mantiene segura.
Además, Polkadot incorpora un complejo sistema de gobernanza. Bajo este sistema, existen dos roles: por un lado, los miembros del Consejo, y por otro, el Comité Técnico. Los primeros representan a todos los participantes a la hora de proponer cambios y vetar a los nodos maliciosos. El Comité Técnico, por su lado, puede proponer medidas de emergencia en colaboración con el Consejo, para implementaciones rápidas en la red. Este sistema permite que los propios nodos voten por la modificación de sus condiciones, en cuyo caso se podrían realizar ventas adicionales del token DOT, modificaciones del ratio de recompensas para los nodos, etc.
Este sistema de votación permite también que se realicen actualizaciones del protocolo sin necesidad de bifurcar la cadena principal. Esto facilita la gestión de cambios de versión del proyecto.
Conclusión
En conclusión, el proyecto de Polkadot nace con una intención clara de resolver los problemas de escalabilidad y gobernanza en las redes blockchain. Lo hace aportando interoperabilidad y comunicación entre distintas redes unidas a su cadena principal.
Esta innovación convierte a Polkadot en uno de los proyectos más ambiciosos del ecosistema blockchain. Sin embargo, se encuentra en una fase de desarrollo temprana, en la que muchas características relevantes aún no han sido implementadas. Por ello, es demasiado pronto para evaluar el éxito o el fracaso de la iniciativa.
En cualquier caso, es muy positivo para el conjunto de las redes DLT que surjan soluciones como Polkadot o Cardano, ya que pueden aportar soluciones a los problemas que afronta en la actualidad esta tecnología, y que suponen frenos para su implantación definitiva.
