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Qué es Polkadot y cómo funcionan su sistema de parachains

Uno de los proyectos más intersantes dentro del panorama actual es Polkadot, una solución que busca desarrollar una infraestructura de interoperabilidad entre blockchains. El objetivo es eliminar la necesidad de terceras partes confiables para intercambiar dos criptomonedas de dos blockchains diferentes.

Qué es Polkadot

blockchain polkadot

Es un protocolo de código abierto desarrollado para ser accesible a todo el mundo cuyo objetivo es permitir la evolución de la tecnología blockchain. Polkadot tiene como objetivo introducir interoperabilidad entre diferentes cadenas de bloques, permitiendo que entre ellas puedan intercambiar datos y así conseguir desarrollar servicios y aplicaciones más potentes.

Son muchos los proyectos que trabajan en desarrollar soluciones Atomic Swap. Esto no es más que permitir el intercambio de datos y de criptomonedas entre diferentes blockchain. Vamos, que se busca que podamos intercambiar bitcoins por ether y viceversa sin depender de una exchange centralizada.

Polkadot cuenta con blockchain individuales que se denominan parachains (blockchains paralelas) y una cadena principal que recibe el nombre de Relay Chain. El objetivo es que la Relay chain y las parachains puedan intercambiar información con una gran facilidad.

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Dentro de Polkadot tenemos Substrate, que permite a un desarrollador, empresa usuario crear una parachain propia con su criptomoneda y sus propias reglas. Cuando se conecta esta cadena personalizada con la red de Polkadot, esta nueva blockchain cuenta con interoperabilidad con el resto de las parachains de la red, vamos, que se puede comunicar con el resto de miembros.

La idea de Polkadot es simplificar el diseño para la creación de aplicaciones, productos y servicios entre diferentes blockchain. Y es que la posibilidad de cambiar información y activos entre dos blockchains diferentes nunca ha sido posible.

Quienes garantizan la seguridad y la veracidad de los datos de las parachains son una serie de validadores. Estos validadores tienen la tarea de asegurarse que las transacciones sean correctas y se difundan entre todas las blockchains de la red.

Desarrolladores de Polkadot

Este es un desarrollo de código abierto que nace de la mano de Gavin Wood, uno de los desarrolladores iniciales de Ethereum. Wood llego a estar al mismo nivel que Vitalik Buterin y es el desarrollador del lenguaje de programación Solidity. Indicar que Wood se desligó de Ethereum el 11 de enero de 2016, buscando desarrollar su propio proyecto.

Wood tenía en mente desarrollar un proyecto que corrigiera los problemas que tenía Ethereum: la escalabilidad y la capacidad de interactuar con otras blockchain. En junio de 2016 ya estaba trabajando en el desarrollo de este proyecto y en octubre de 2016 se presentó el Whitepaper de Polkadot. Dicho documento contaba con la participación del desarrollador Marek Kotewicz.

gavin good desarrollador polkadot

Cómo se financia Polkadot

Todos los proyectos blockchain tienen el gran reto de la financiación. Polkadot en sus inicios tuvo el apoyo de Web3 Foundation y Parity, empresa de Gavin Wood. Tanto Parity como Web 3 Foundation son muy importantes dentro del ecosistema de Ethereum.

Destacar que Parity y Web3 Foundation aportaron una cantidad de recursos limitada, ya que su músculo está enfocado en el apoyo y desarrollo de Ethereum. Así Polkadot lanzo una ICO (oferta inicial de monedas) que estuvo activa entre el 15 y el 27 de octubre de 2017. Obtuvo una financiación de 143 millones de dólares, algo realmente impresionante.

No todo han sido luces. Poco después de levantar tanto capital, Parity sufría un hackeo valorado en 90 millones de dólares en la red de Ethereum. Este incidente obligó a reajustar el roadmap de Polkadot, aunque Wood destaco que el proyecto continuaría. Por suerte, la cifra levantada era tan grande que permitía continuar el desarrollo sin demasiados problemas.

Web3 Foundation y Parity solicitaron a la comunidad hacer un hard fork en Ethereum para recuperar los fondos bloqueados. Ante la gran polémica generada por el hard fork de The DAO en 2016, la comunidad voto en contra. Volver a hacer esta acción hubiera acabado con todo la credibilidad de Ethereum y la posible desaparición de este proyecto.

Los fondos bloqueados son denominados como Parity Bug y no se ha encontrado un modo de poder liberar los fondos bloqueados.

Qué es el token DOT

Como cualquier otro proyecto blockchain, Polkadot tiene su propio token quere recibe el nombre de DOT. El token DOT cuenta con varias características:

  • Los usuarios con tokens DOT tienen derecho de gobernanza sobre la plataforma. Permite determinar las tarifas de la red, la votación sobre las actualizaciones propuestas para la red y de permitir desplegar o suprimir parachains
  • Diseñado para facilitar el consenso en la red mediante el staking. Mediante el apalancamiento de los tokens DOT se ayuda a mantener la seguridad de la red, incentivando seguir el consenso
  • Tiene función de unión. Dicha función es necesaria para la agregación de nuevas parachains dentro de la red Polkadot. Cuando se genera un período de vinculación, los tokens DOT que se han adherido quedan bloqueados hasta que termina el proceso

criptomoneda dot

Qué busca solucionar Polkadot

Los objetivos que se buscan subsanar por parte de Polkadot son:

  • Permitir la interoperabilidad entre diferentes blockchain en la red. Se busca ofrecer la capacidad de intercambio de información y activos entre diferentes cadenas de bloques. Esto permitirá suprimir la necesidad de exchange centralizadas que eliminan la privacidad mediante los procesos KYC y AML
  • Mejorar la escalabilidad de las blockchain. Polkadot quiere un aumento de la capacidad de procesamiento de transacciones mediante la paralelización del proceso
  • Soluciones de actualización de las blockchain que no generen bifurcaciones. Los hard fork se dan cuando se cambian aspectos fundamentales de la blockchain y pueden generar nuevas cadenas si los nodos no actualizan al nuevo software. Un ejemplo sería Bitcoin Cash, una bifurcación de Bitcoin
  • Independencia en la gobernanza de las blockchain. Se busca que todos los miembros tengan capacidad de decisión sobre las actualizaciones de la red. Todo esto sin que se vea afectada la operatividad de Polkadot
  • Agregar seguridad. Se busca ofrecer un sistema altamente seguro que ayude a evitar la perdida de patrimonio por los miembros que participan en la red. Todo ello garantizando la protección de los datos personales y financieros de quienes operan en la red
  • Mecanismo de validación de bajo impacto energético. Se busca un mecanismo de validación de las transacciones y que sea seguro, al mismo tiempo que no requiera de hardware costoso y de elevados consumos energéticos. La idea es reemplazar el mecanismo de prueba de trabajo (PoW) usado en Bitcoin, Litecoin, Ethereum…

Cómo funciona Polkadot

Tiene un funcionamiento basado en cuatro elementos que trabajan en el proceso de generación, verificación, validación y emisión de bloques dentro de Polkadot y las parachains. La comunicación de todos los elementos se realiza de manera asíncrona y paralela, permitiendo una gran velocidad de comunicación dentro de la blockchain.

Validadores

Cuenta la blockchain Polkadot con dos tipos de nodos diferentes. Primero tenemos los nodos nominadores que se encargan de crear los bloques candidatos que deberán ser analizados y aceptados por los validadores. Los nodos validadores a su vez realizan la verificación, validación y difusión en la red de la información almacenada en el bloque.

Los nodos validadores tienen unos requisitos que se resumen en un hardware potente y un gran ancho de banda que debe ser exclusivo para el trabajo a realizar. Adicionalmente los validadores en Polkadot deben apalancar una determinada de cantidad de tokens DOT para ser elegidos. Estos DOT apalancados sirven para garantizar la honestidad de los nodos validadores, ya que si actúan maliciosamente se le requisaran esos tokens.

Nominadores

Estos miembros tienen la tarea especial de crear un vínculo entre los validadores y los procesos que se dan en la red. Realizan las siguientes tareas:

  • Cogen las transacciones realizadas en la red
  • Agrupan las transacciones recogidas
  • Generan los metadatos para que los validadores puedan verificar las transacciones
  • Incluir la información dentro de la blockchain
  • Emiten una estructura de bloque que será verificada y aceptada por los validadores

Clasificadores

La red de Polkadot se basa en parachins, por lo que se requieren de nodos que ayuden a los validadores a mantener el historial completo de la parachain que se les asigna.

Tienen el trabajo de tener en todo momento la información necesaria para generar nuevos bloques en la parachain, que a su vez terminaran en la blockchain de Polkadot. Recopila y ejecuta las transacciones para generar un bloque y ofrecérselo a los validadores, junto con una prueba de conocimiento cero.

Pescadores

Al existir diferentes cadenas dentro de Polkadot que conforman un gran historia, se requiere de una infraestructura que previene que atacantes maliciosos hagan trampas. Una estructura que se mantiene mediante los «pescadores» (fisherman). Los pescadores buscan transacciones duplicadas o nodos maliciosos que busquen realizar cambios en la operabilidad.

blockchain polkadot

Cuál es el consenso de Polkadot

Se ha desarrollado el sistema de consenso denominado Nominated Proof-of-Stake (NPoS). En muchos aspectos NPoS es igual al mecanismo de Proof-of-Stake (PoS) con ligeras variaciones.

Dentro de este mecanismo los validadores deben ofrecer la infraestructura para el mantenimiento de la red. Ellos tienen la tarea de producir los nuevos bloques, el proceso de validación de los bloques parachain y la seguridad de la red. Deben estar disponibles en todo momento y tener capacidad de ejecutar la infraestructura de manera segura y confiable.

Al construirse sobre PoS se requiere del apalancamiento como respaldo de una cierta cantidad de tokens. Estos les incentivan a cumplir las reglas del consenso o de lo contrario, serán expulsados y los tokens se le expropiaran. Los validadores reciben como recompensa el token nativo de la red subyacente.

Los nominadores tienen una serie de tokens que contribuyen a la seguridad de la red con un respaldo económico con hasta 16 validadores de su elección mediante los tokens disponibles. Estos nominadores comparten parte de las recompensas que obtienen los validadores del conjunto activo que nominan. Los nominadores pueden sufrir la perdida de sus monedas por la mala conducta de los validadores que han nominado.

Respecto a las recompensas, los validadores del conjunto reciben la misma cantidad, de las cuales se deduce la comisión del validador. El resto de las recompensas se distribuyen entre los nominadores según su participación. Un funcionamiento idéntico que en PoS.

Cómo está Polkadot

Debemos tener en cuenta que este proyecto apenas tiene 5 años y aún esta en fase de desarrollo y construcción. Su última gran actualización fue el 21 de agosto de 2020 que activaba la capacidad de realizar transacciones dentro de la red y la denominación decimal del token DOT.

La funcionalidad completa de la Relay Chain esta prevista para el segundo semestre de 2021. Tras esta activación completa ya podríamos habar que la red Polkadot está funcionando de manera completa. Debemos tener en cuenta que posteriormente se pueden añadir mejoras según las necesidades de la red.

Tras el proceso de activación completa de Relay Chain se pasará al desarrollo de Polkadot 2.0. Se enfocara esta actualización en mejorar la privacidad y mejorando la escalabilidad dela red.

Palabras finales sobre Polkadot

Esta nueva blockchain ya ha sido bautizada como «Ethereum Killer» debido a las capacidades de las parachains. No solo eso, también está el factor que Polkadot terminara su primera fase de desarrollo antes de la llegada de Ethereum 2.0. La nueva versión de Ethereum pasara a PoS e integrara algunas de las características ya disponibles en Polkadot.

Posiblemente no termine haciendo el sorpaso de Ethereum, ya que esta es una blockchain consolidada que permite ejecutar smart contracts. De momento esta función no está disponible en Polkadot y es posible que se desarrolle en la versión 2.0.

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La fortaleza de este proyecto reside precisamente en la capacidad de comunicación entre diferentes blockchain. Todo esto mediante el consenso NPoS, que es una pequeña variación de PoS que requiere poco hardware especializado y es mucho más eficiente energéticamente.

Deberemos esperar, ya que hablamos de un proyecto muy nuevo en fase de desarrollo, aunque bastante prometedor.

Roberto Solé

Técnico Superior en Electrónica y en Energías Renovables, Técnico en Prevención de Riesgos Laborales y Técnico Electricista de Baja Tensión apasionado del hardware y las nuevas tecnologías, además de hodl de Bitcoin. Hace tiempo cruce el Stargate y desde entonces me dedico a la exploración.
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