Parachain là gì? Tìm hiểu về parachain trên hệ sinh thái Polkadot

On Apr 6, 2021

Parachain là gì?

Parachain là cấu trúc dữ liệu dành riêng cho ứng dụng được liên kết trên toàn cầu và có thể được trình xác thực của Relay Chain trên Polkadot xác thực. Thông thường, một parachain sẽ có dạng blockchain, nhưng không nhất thiết phải là các blockchain thực sự. Chúng lấy tên từ khái niệm chuỗi song song chạy song song với Relay Chain. Do tính chất song song, chúng có thể xử lý giao dịch song song và đạt được khả năng mở rộng của hệ thống Polkadot. Chúng chia sẻ tính bảo mật của toàn bộ mạng Polkadot và có thể giao tiếp với các parachain khác thông qua XCMP.

parachain

Parachain được người bảo trì mạng (người đối chiếu – Collator) duy trì. Vai trò của node đối chiếu là duy trì một node đầy đủ của parachain, giữ lại tất cả thông tin cần thiết của parachain và tạo ra các ứng viên khối mới để chuyển tới trình xác thực (Validator) Relay Chain nhằm xác minh và đưa vào trạng thái được chia sẻ của Polkadot. Quá trình khuyến khích node đối chiếu là chi tiết triển khai của parachain. Chúng không bắt buộc phải được stake trên Relay Chain hoặc sở hữu token DOT trừ khi được quy định làm như vậy do triển khai parachain.

Polkadot Host (PH) yêu cầu các chuyển đổi trạng thái được thực hiện trên parachain phải được chỉ định dưới dạng tệp thực thi Wasm. Các bằng chứng về chuyển đổi trạng thái mới xảy ra trên parachain phải được xác thực dựa trên chức năng chuyển đổi trạng thái đã đăng ký (STF) được trình xác thực lưu trữ trên Relay Chain trước khi Polkadot biết được việc chuyển đổi trạng thái xảy ra trên parachain. Ràng buộc duy nhất đối với logic mà parachain được phép triển khai là nó phải được trình xác thực Relay Chain xác nhận. Quá trình xác thực phổ biến nhất ở dạng bằng chứng chuyển đổi trạng thái đi kèm, được gọi là khối Bằng chứng xác thực (Proof-of-Verification – PoV), được gửi cho người xác thực từ một hoặc nhiều trình đối chiếu parachain để được kiểm tra.

Các nền kinh tế parachain

Parachain có thể có nền kinh tế riêng với các token gốc của riêng họ. Các chiến lược như Proof-of-Stake thường được sử dụng để chọn bộ xác thực nhằm xử lý quá trình xác thực và hoàn thiện, parachain sẽ không bắt buộc phải làm một trong hai điều đó. Tuy nhiên, vì Polkadot nói chung về những gì mà parachain có thể triển khai nên parachain có thể lựa chọn triển khai token staking, nhưng nhìn chung là không cần thiết.

Các trình đối chiếu được khuyến khích thông qua lạm phát token gốc của parachain. Có thể có những cách khác để khuyến khích các node đối chiếu mà không liên quan đến lạm phát token parachain gốc.

Phí giao dịch token parachain gốc cũng có thể là một lựa chọn triển khai của các parachain. Polkadot không đưa ra các quy tắc cứng và nhanh chóng về quá trình parachain quyết định tính hợp lệ ban đầu của các giao dịch. Ví dụ: một parachain có thể được thực thi để giao dịch phải trả một khoản phí tối thiểu cho người đối chiếu để có hiệu lực. Relay Chain sẽ thực thi hiệu lực này. Tương tự, parachain không thể bao gồm điều đó trong quá trình triển khai và Polkadot sẽ vẫn thực thi hiệu lực của nó.

Parachain không bắt buộc phải có token của riêng chúng. Nếu có, tùy thuộc vào parachain để đưa ra trường hợp kinh tế cho token của họ, không phải Polkadot.

Mua vị trí parachain

Polkadot hỗ trợ số lượng giới hạn parachain, hiện tại ước tính là 100. Vì số lượng vị trí bị hạn chế nên Polkadot có một số cách để phân bổ các vị trí:

Parachain được quản trị Polkadot cấp hoặc parachain “lợi ích chung”
Parachain được cấp từ đấu giá
Parathread

Các parachain “lợi ích chung” được hệ thống quản trị on-chain của Polkadot phân bổ và được coi là mang lại “lợi ích chung” cho mạng, chẳng hạn như cầu nối với các mạng hoặc chuỗi khác. Chúng thường được coi là chuỗi cấp hệ thống hoặc chuỗi tiện ích công cộng. Chúng thường không có mô hình kinh tế riêng và giúp loại bỏ các giao dịch khỏi Relay Chain, cho phép xử lý parachain hiệu quả hơn.

Ngoài ra, các parachain có thể được cấp trong cuộc đấu giá không cần cho phép. Các nhóm parachain có thể đặt giá thầu bằng token DOT của riêng họ hoặc lấy nguồn từ cộng đồng bằng cách sử dụng chức năng crowdloan.

Parathread có cùng một API như parachain, nhưng được lên lịch thực hiện trên cơ sở dùng đến đâu trả tiền đến đó thông qua một phiên đấu giá cho mỗi khối.

Hết hạn vị trí

Khi một parachain thắng cuộc đấu giá, DOT mà nó đấu giá sẽ được khóa cho đến khi kết thúc hợp đồng thuê. Số dư bị khóa không thể chuyển nhượng và không được sử dụng để staking. Khi kết thúc hợp đồng thuê, DOT đó sẽ không tiếp tục được giữ lại. Các parachain chưa có hợp đồng thuê mới để gia hạn vị trí sẽ tự động trở thành parathread.

Với crowdloan, để bù lỗ cho phần thưởng lãi suất khi người ủng hộ không thể đem đi stake, các dự án sẽ thưởng cho họ bằng chính các token của mình như một sự “bồi thường”. Và lợi ích của người ủng hộ cũng gắn chặt hơn với dự án nhiều hơn.

Parachain “lợi ích chung”

Các parachain “lợi ích chung” là các parachain dành riêng cho chức năng có lợi cho toàn bộ hệ sinh thái Polkadot. Bằng cách phân bổ một tập hợp con các vị trí parachain cho các chuỗi lợi ích chung, toàn bộ mạng có thể nhận lợi ích của các parachain có giá trị mà nếu không sẽ bị thiếu vốn do vấn đề “xài chùa”. Chúng không được phân bổ thông qua quy trình đấu giá parachain mà bởi hệ thống quản trị chuỗi on-chain của Polkadot.

Mục đích của các parachain này có thể sẽ thuộc một trong 2 loại: chuỗi cấp hệ thống hoặc chuỗi tiện ích công cộng.

Chuỗi cấp hệ thống

Chuỗi cấp hệ thống chuyển chức năng từ Relay Chain sang các parachain, giảm thiểu quản trị Relay Chain. Ví dụ: một parachain quản trị có thể chuyển tất cả các quy trình quản trị của Polkadot từ Relay Chain thành parachain. Việc thêm một chuỗi cấp hệ thống nói chung là không gây tranh cãi, bởi vì chúng chỉ di chuyển chức năng mà các bên liên quan đồng ý là hữu ích từ nơi này (Relay Chain) sang nơi khác (parachain).

Chuyển logic từ Relay Chain sang parachain là một cách tối ưu hóa giúp toàn bộ mạng hoạt động hiệu quả hơn. Tất cả trình xác thực cần phải xử lý tất cả giao dịch của Relay Chain, nhưng chia thành nhiều nhóm nhỏ để xác thực các parachain song song. Bằng cách chuyển logic cấp hệ thống sang một parachain và cho phép nhóm con các trình xác thực xử lý thay vì tất cả, dung lượng trong Relay Chain sẽ được giải phóng cho chức năng chính: xác thực các parachain. Thêm một chuỗi cấp hệ thống có thể làm cho mạng có khả năng xử lý thêm một số parachain. Thay vì lấy một phần của chiếc bánh 100 parachain, chuỗi cấp hệ thống lấy một phần và tạo ra một miếng bánh lớn hơn.

Ví dụ về chuỗi cấp hệ thống tiềm năng bao gồm các parachain cho số dư, bỏ phiếu (cho cả việc staking và Hội đồng), quản trị và danh tính. Cuối cùng, Relay Chain có thể trở nên không có giao dịch, vì trong đó, nó sẽ chỉ xác thực chuyển đổi trạng thái parachain và tất cả các chức năng giao dịch hiện tại của nó sẽ tồn tại trong parachain.

Phần lớn các chuỗi lợi ích chung có thể sẽ là chuỗi cấp hệ thống chưa được khai thác.

Chuỗi tiện ích công cộng

Các chuỗi tiện ích công cộng bổ sung những chức năng chưa tồn tại, nhưng các bên liên quan tin rằng sẽ tăng thêm giá trị cho toàn bộ mạng. Bởi vì các chuỗi tiện ích công cộng thêm chức năng mới nên có phần chủ quan trong việc bổ sung chúng: các bên liên quan của mạng phải tin rằng việc phân bổ một vị trí có giá trị sẽ thuộc về những người thắng cuộc đấu giá và do đó sẽ có biểu hiện khách quan của niềm tin từ những người ủng hộ nó. Quản trị cung cấp phương tiện để nội bộ hóa giá trị của vị trí parachain và phân phối nó trên tất cả các thành viên của mạng.

Chuỗi tiện ích công cộng sẽ luôn được liên kết hoàn toàn với cơ sở các bên liên quan trong Relay Chain của chúng. Điều này có nghĩa là họ sẽ chấp nhận token gốc của Relay Chain (tức là DOT hoặc KSM) làm token gốc của họ và tôn trọng bất kỳ thông điệp nào đến từ Relay Chain cũng như các parachain cấp hệ thống dựa trên giá trị bề ngoài.

Một số ví dụ về chuỗi tiện ích công cộng tiềm năng là cầu nối, các nền tảng hợp đồng thông minh được định giá bằng DOT và chuỗi tài sản chung. Tất cả những thứ này có thể hoạt động mà không cần token mới:

Cầu nối có thể thêm token gốc của riêng nó để tính phí “qua cầu”, nhưng trong nhiều trường hợp, sẽ là thu phí tùy ý, khi nó chỉ có thể sử dụng DOT và/hoặc tài sản của chuỗi đã được bắc cầu trong cơ chế thu phí.
Blockchain layer 1 có hợp đồng thông minh được định giá bằng DOT sẽ cho phép thực hiện hợp đồng thông minh Wasm bằng cách sử dụng DOT làm tài sản gốc để thanh toán gas.
Một chuỗi tài sản chung sẽ cho phép bất kỳ ai gửi tiền bằng DOT để triển khai tài sản của họ on-chain. Tài sản trên chuỗi này có thể được hỗ trợ bằng hàng hóa vật chất như tác phẩm nghệ thuật, bất động sản hoặc vàng; hoặc bằng hàng hóa giấy như cổ phiếu trong công ty hoặc tiền fiat do một bên đáng tin cậy nắm giữ, cung cấp bệ phóng ổn định, vĩnh viễn cho stablecoin và tiền kỹ thuật số của Ngân hàng Trung ương.

Các parachain tiện ích công cộng thường sẽ cấp logic kinh doanh đặc quyền cho hoạt động quản trị của Polkadot. Cũng giống như Relay Chain trên Polkadot có một số chức năng đặc quyền như đặt số lượng trình xác thực hoặc phân bổ DOT từ Kho bạc, các parachain này có thể có các chức năng đặc quyền như thay đổi thông số hệ thống hoặc đăng ký tài sản.

Bởi vì chuỗi tiện ích công cộng bổ sung chức năng ngoài phạm vi của Relay Chain nên chúng có thể sẽ chỉ được các bên liên quan trong mạng chấp thuận trong một số trường hợp hiếm hoi.

Các ví dụ

Một số ví dụ về parachain:

Chuỗi liên minh được mã hóa: Đây có thể là các chuỗi riêng tư không làm rò rỉ bất kỳ thông tin nào ra công chúng, nhưng vẫn có thể được tương tác một cách đáng tin cậy do bản chất của giao thức XCMP.
Chuỗi tần suất cao: Đây là các chuỗi có thể tính toán nhiều giao dịch trong một khoảng thời gian ngắn bằng cách thực hiện các đánh đổi nhất định hoặc thực hiện tối ưu hóa.
Chuỗi bảo mật: Đây là những chuỗi không tiết lộ bất kỳ thông tin nào cho công chúng thông qua việc sử dụng mật mã mới.
Chuỗi hợp đồng thông minh: Đây là các chuỗi có thể có logic bổ sung được thực hiện trên chúng thông qua việc triển khai mã được gọi là hợp đồng thông minh.

Hỏi đáp

“Đồng thuận parachain” là gì?

“Đồng thuận parachain” đặc biệt ở chỗ nó sẽ tuân theo Relay Chain của Polkadot. Parachain không thể sử dụng các thuật toán đồng thuận khác cung cấp khả năng hoàn thiện của riêng chúng. Chỉ các chuỗi có chủ quyền (phải có cầu nối với Relay Chain thông qua một parachain) mới có thể kiểm soát đồng thuận của chính họ. Parachain có quyền kiểm soát cách khối được tạo ra và bởi ai.

Các vị trí parachain sẽ được phân phối như thế nào?

Có thể mua vị trí parachain thông qua đấu giá. Ngoài ra, một số vị trí parachain sẽ được dành riêng để chạy parathread – là các chuỗi đặt giá thầu trên cơ sở mỗi khối để được đưa vào Relay Chain.

Điều gì xảy ra với parachain khi số lượng trình xác thực giảm xuống dưới ngưỡng nhất định?

Tỷ lệ an toàn tối thiểu của trình xác nhận trên mỗi parachain là 5:1. Với một tập hợp đủ lớn các trình xác thực, tính ngẫu nhiên của quá trình phân phối chúng cùng với tính khả dụng và tính hợp lệ sẽ đảm bảo tính bảo mật ngang bằng. Tuy nhiên, nếu có sự cố lớn từ nhà cung cấp đám mây phổ biến hoặc thảm họa kết nối mạng khác thì số lượng trình xác nhận trên mỗi chuỗi sẽ giảm xuống là điều hợp lý.

Tùy thuộc vào số lượng trình xác thực ngoại tuyến, kết quả sẽ khác nhau.

Nếu một vài trình xác thực hoạt động ngoại tuyến, các parachain có nhóm trình xác thực quá nhỏ để xác thực một khối sẽ bỏ qua các khối đó. Tốc độ sản xuất khối của chúng sẽ chậm lại đến bất kỳ khoảng nào trong 6 giây, cho đến khi tình hình được giải quyết và số lượng trình xác thực tối ưu quay lại nhóm trình xác thực của parachain đó.

Nếu từ 30% đến 50% trình xác thực hoạt động ngoại tuyến, tính khả dụng sẽ bị ảnh hưởng bởi vì cần 2/3 số lượng trình xác thực được thiết lập để hỗ trợ các ứng cử viên parachain. Nói cách khác, tất cả các parachain sẽ dừng lại cho đến khi tình hình được giải quyết. Tính hoàn thiện cũng sẽ dừng lại, nhưng các giao dịch có giá trị thấp trên Relay Chain vẫn đủ an toàn để thực thi, bất chấp các fork thông thường. Một khi số lượng trình xác thực được yêu cầu nằm trong trình xác thực được đặt lại, các parachain sẽ tiếp tục quá trình sản xuất khối.

Vì các trình đối chiếu là các node đầy đủ của Relay Chain và parachain, chúng sẽ có thể bị gián đoạn ngay khi nó xảy ra và nên ngừng sản xuất các ứng cử viên khối. Tương tự như vậy, chúng sẽ dễ dàng nhận ra khi có thể an toàn để khởi động lại quá trình sản xuất khối – có thể dựa trên độ trễ hoàn thiện, kích thước bộ xác thực hoặc một số yếu tố khác vẫn chưa được quyết định trong Cumulus.

Parachain Development Kits (PDKs)

Parachain Development Kits (PDKs) là bộ công cụ cho phép các nhà phát triển tạo ứng dụng của riêng họ dưới dạng parachain.

Minh Anh

Theo Polkadot

Theo dõi trang Twitter | Theo dõi kênh Telegram | Theo dõi trang Facebook