In questo articolo esploriamo cos’è e come funziona Polkadot (DOT): uno dei principali layer 0, la blockchain delle blockchain.

Cos’è e come funziona Polkadot (DOT). Beh, una prima risposta potrebbe essere che Polkadot è una blockchain di nuova generazione e un protocollo di layer 0 che unisce più blockchain specializzate in una rete unificata e scalabile.

Polkadot cosa è

Polkadot è stato progettato come parte di una visione ampia per un web equo, il Web3. Una rete sicura e resiliente che protegga gli interessi degli utenti fin dalla progettazione.

Come funziona Polkadot (DOT)?

Polkadot ha l’ambizioso obiettivo di creare un Web in cui i nostri dati sono protetti in modo sicuro dalle autorità centrali e dai monopoli di Internet. Fornisce le basi per un fiorente ecosistema di blockchain di layer 1.

Polkadot consente a nuovi modelli di business, servizi, organizzazioni e persino intere società ed economie di prendere forma e prosperare nel futuro. In breve, Polkadot mira a portare la promessa rivoluzionaria della tecnologia blockchain al livello successivo, fornendo un modo per diverse blockchain appositamente costruite per connettersi all’interno di un ecosistema scalabile e sbloccare una comunicazione cross-chain sicura.

In parole povere, Polkadot è la “blockchain delle blockchain“. Consente a molti tipi diversi di blockchain di lavorare e interagire in modo sicuro insieme all’interno dello stesso ecosistema.

La storia di Polkadot in breve

Polkadot è stato concepito dal whitepaper (aka Polkadot Paper) pubblicato nel 2016 dal Dr. Gavin Wood. Wood è stato anche il co-fondatore ed ex CTO di Ethereum, e creatore del suo linguaggio di programmazione Solidity. Nel 2017, il Dr. Wood ha co-fondato la Web3 Foundation a scopo di ricerca e sviluppo di tecnologie web decentralizzate, incluso Polkadot. Lui e l’ex capo della sicurezza di Ethereum Jutta Steiner hanno anche co-fondato Parity Technologies. Questa società ha svolto la maggior parte del lavoro di sviluppo sulla tecnologia di base di Polkadot, come descritto nel whitepaper.

La prima versione di quella che sarebbe diventata la base del codice di Polkadot è stata rilasciata nel 2019 come Kusama, una rete canadese non certificata. Kusama funge da banco di prova con reali incentivi economici per la tecnologia di Polkadot. Si tratta di una rete indipendente a sé stante che continuerà ad evolversi secondo la direzione della propria community decentralizzata.

Il blocco di genesi di Polkadot è stato lanciato a maggio 2020 come rete proof-of-authority (PoA). Durante questo periodo, i validatori hanno iniziato a unirsi alla rete e a segnalare la loro intenzione di partecipare al consenso.

La rete è diventata proof-of-stake (PoS) nel giugno 2020.

Il processo di implementazione delle parachain – le blockchain specializzate layer 1 che rendono Polkadot una rete multichain – è iniziato a dicembre 2020 con il lancio della testnet Rococo. Rococo è progettato per testare il consenso delle parachain, costruite dalla community e dalla loro interazione reciproca.

Come investire in DOT di Polkadot

DOT è disponibile su una moltitudine di exchange. I principali sono:

Architettura di Polkadot

Polkadot è una rete multichain eterogenea, il che significa che collega varie blockchain progettate per scopi specifici insieme in un unico ecosistema. Queste diverse blockchain di layer 1 sono note come parachain, in quanto elaborano le transazioni in parallelo e sono collegate tra loro tramite la Polkadot Relay Chain.

Come funziona la Polkadot Relay Chain

Prima di capire come funziona, è importante sapere che la Relay Chain è la catena centrale di Polkadot. Costituisce il cuore di Polkadot ed è responsabile della sicurezza condivisa, del consenso e dell’interoperabilità cross-chain.

La Relay Chain ha un numero relativamente piccolo di tipi di transazione possibili. Questi includono per la maggior parte modi per interagire con il meccanismo di governance e partecipare al consenso. È progettato per avere funzionalità minime.

La sua principale responsabilità è proteggere e coordinare il sistema nel suo insieme. Tutti i validatori Polkadot sono in stake sulla Relay Chain nel token nativo (DOT) e confermano le transazioni provenienti dalle parachain collegate.

Come funziona una Parachain su Polkadot

Prima di capire come funziona, è importante sapere che le parachain su Polkadot sono blockchain layer 1 indipendenti che corrono in parallelo tra loro collegate alla Relay Chain. Ogni parachain può avere il proprio design, token economy, funzionalità e governance. Connettendosi a Polkadot, le parachain condividono la sicurezza dell’intera rete, il che significa che non devono avviare la propria community di validatori e sono in grado di scambiare non solo token ma qualsiasi dato arbitrario tra blockchain.

Polkadot è stato creato con la convinzione che, quando si tratta di architettura blockchain, ognuna ha le sue specifiche esigenze. Ad esempio, una chain potrebbe ottimizzare la gestione delle identità, mentre un’altra potrebbe ottimizzare per l’archiviazione dei file. La possibilità per le blockchain di avere design specializzati significa che possono offrire servizi migliori, migliorando anche l’efficienza e la sicurezza tralasciando quelle parti di codice non necessarie.

Parathreads

I parathread sono parachain che si collegano a Polkadot utilizzando un modello pay-as-you-go. Forniscono una barriera inferiore all’ingresso per quelle blockchain che potrebbero non aver bisogno di una connettività continua alla rete. Le blockchain su Polkadot possono essere parachain o parathread a seconda delle loro esigenze e della disponibilità sulla Relay Chain.

Bridge

I bridge sono un tipo speciale di parachain. Consentono a chain e dapp su Polkadot di connettersi e comunicare con reti esterne come Ethereum e Bitcoin.

Come funziona il Meccanismo di Consenso di Polkadot (DOT): Nominated Proof-of-Stake (NPoS)

Polkadot è una rete Nominated Proof-of-Stake (NPoS), progettata con i ruoli di validatori e designatori per massimizzare la sicurezza della catena.

Struttura Polkadot
(credits: Polkadot Whitepaper)

Validatori

I validatori proteggono la Relay Chain mettendo in staking il token nativo, DOT. Se eletti, convalidano le prove dei collators – li vedremo tra poco – sulle parachain, partecipano al consenso con altri validatori e producono blocchi sulla Relay Chain. In cambio, ricevono ricompense per lo staking.

Nominatori

I nominatori contribuiscono alla sicurezza della rete mettendo in staking il propri DOT per sostenere validatori affidabili, aiutandoli così a entrare nel set di validatori attivi. In cambio sono generalmente ricompensati con una parte delle ricompense di staking di quel validatore.

Collators

I collators raccolgono transazioni sulle parachain e producono prove per i validatori sulla Relay Chain. Possono anche inviare e ricevere messaggi da altri parachain utilizzando il passaggio di messaggi cross-chain (XCMP).

Pescatori

I pescatori controllano la rete e segnalano comportamenti scorretti ai validatori. Qualsiasi nodo completo di parachain può svolgere il ruolo di pescatore.

Come funziona la scalabilità in Polkadot

Le blockchain singole possono elaborare una quantità di traffico limitata. Essendo una rete multichain frammentata, Polkadot può elaborare molte transazioni su più chain in parallelo, eliminando i colli di bottiglia che si verificano sulle reti che elaborano le transazioni una per una. Questa potenza di elaborazione parallela migliora notevolmente la scalabilità e crea le condizioni giuste per una maggiore adozione e crescita futura.

Si prevede che ciascuna chain di collegamento sarà in grado di proteggere circa 100 parachain e 10.000 parathread. La rete ha il potenziale per ampliarsi ulteriormente in futuro utilizzando un modello chiamato “Neded Relay Chains”, che è attualmente in fase di ricerca.

Velocità

Una volta completate tutte le ottimizzazioni e dati 100 slot per le parachain in esecuzione in parallelo, si prevede che il sistema sarà in grado di elaborare circa 1 milione di transazioni al secondo. Poiché le parachain verranno aggiunte alla Relay Chain gradualmente nel tempo, e le ottimizzazioni sono ancora nella fase di ricerca e sviluppo, è probabile che ci vorranno alcuni anni per raggiungere l’obiettivo di 1 milione di transazioni al secondo. In teoria si potrebbe andareanche oltre, ma per ora manteniamo le cose semplici.

Costo

Per le applicazioni ad alto traffico e ad alto rendimento con un gran numero di utenti, l’implementazione su Polkadot è più economica rispetto alla costruzione di una blockchain meno trafficata o della costruzione su una piattaforma di smart contract esistente.

Per implementare una parachain, i team devono affittare uno slot parachain mettendo in stake una quantità di DOT per tutta la durata del loro noleggio (sei mesi fino a due anni). Poiché l’intero importo verrà restituito al team al termine del contratto di locazione, il costo dell’affitto di uno slot parachain è meglio descritto come un costo opportunità di non avere accesso a quel DOT per la durata del contratto di locazione.

Altri costi minori includono la necessità di eseguire i nodi di raccolta sulla parachain. Il fatto che i team non siano tenuti a eseguire il bootstrap della propria rete di validazione, rappresenta un notevole risparmio sui costi rispetto all’avvio di una blockchain a sé stante o all’implementazione su una rete senza sicurezza condivisa.

Per le applicazioni più piccole che non richiedono una connettività continua, Polkadot offre ai team la libertà e la flessibilità di progettare la propria blockchain layer 1 da zero, e non sono obbligati a trasferire le tariffe del gas ai propri utenti finali. Questo rende le applicazioni Polkadot potenzialmente più economiche e di facile utilizzo anche per gli utenti.

Il token DOT

DOT, il token nativo della rete Polkadot, ha tre funzioni chiave. ‍

  1. Può essere messo in staking per il funzionamento e la sicurezza della rete;
  2. Può essere usato per collegare una parachain a Polkadot;
  3. Dà voce a chi lo possiede nella governance della rete.

DOT è inflazionistico, il che significa che, a differenza di Bitcoin, non esiste un numero massimo di DOT. Il tasso di inflazione non è fisso. Il DOT generato viene utilizzato per premiare i validatori, mentre il resto va alla Treasury.

L’unità di conto più piccola nell’ecosistema è un Planck, equivalente a 0,0000000001 DOT.

La treasury di DOT

La tesoreria raccoglie fondi incanalando alcuni delle ricompense dei validatori (dal conio di nuove criptovalute) e una frazione delle commissioni di transazione e degli slash (la multa pagata da un validatore che agisce in modo malizioso o incompetente).

Questi fondi vengono utilizzati per pagare il buon funzionamento della rete e dell’ecosistema in generale e possono essere utilizzati per finanziare progetti sostenuti dalla community attraverso proposte di finanziamento on-chain, che possono essere approvate dal Polkadot Council.

Governance di Polkadot

Polkadot ha un sofisticato sistema di governance in cui tutti i possessori di DOT possono avere voce in capitolo.

I titolari di DOT possono candidarsi al Polkadot Council, che attualmente è composto da 13 membri con un termine fisso di sette giorni. Il ruolo del Consiglio è rappresentare le parti interessate, presentare proposte importanti e, in circostanze eccezionali, annullare proposte pericolose o dannose (che possono essere annullate solo con voto unanime).

Le proposte di modifica alla rete possono essere suggerite da un singolo titolare di DOT o dal Consiglio. Entrambi devono essere approvati da un referendum ponderato.

Esiste un comitato tecnico con l’unico scopo di rilevare problemi come bug nel codice e accelerare gli aggiornamenti di emergenza o le modifiche alla blockchain. Questo comitato è composto da team che hanno implementato o specificato formalmente il protocollo in Polkadot e può essere aggiunto o rimosso con un voto a maggioranza dal Consiglio.

Come funziona la governance delle parachain di Polkadot

Le community su Polkadot governano la propria rete come desiderano e hanno un interesse trasparente nel futuro di Polkadot nel suo insieme. I team delle parachain possono personalizzare e ottimizzare la governance della propria blockchain in base alle esigenze, sperimentare nuove idee o scambiare moduli predefiniti per un’implementazione più rapida. I modelli di governance blockchain possono anche essere perfezionati e aggiornati al variare delle esigenze e delle condizioni.

Aggiornamenti senza hard fork

Come tutti i software, le blockchain necessitano di aggiornamenti per rimanere pertinenti e migliorare nel tempo. Spesso l’aggiornamento delle catene convenzionali porta ai cosiddetti hard fork, che creano due cronologie di transazioni separate che possono dividere una community in due e spesso richiedere mesi di lavoro. L’ultimo hard fork noto è stato quello della blockchain di Terra (ora Terra Classic), un caso noto è invece Ethereum Classic.

Polkadot abilita aggiornamenti forkless on-chain, consentendo al sistema di governance on-chain della rete di aggiungere nuove funzionalità e ottimizzazioni e correggere i bug in modo più trasparente e senza interruzioni, mantenendo il consenso della rete ed evitando la frammentazione. Le parachain costruite con il framework blockchain Substrate di Parity hanno anche accesso agli aggiornamenti forkless. Ciò significa che, come le app convenzionali sui nostri telefoni, le parachain possono essere facilmente aggiornate, consentendo loro di adattarsi rapidamente all’evoluzione della tecnologia.

Interoperabilità

A differenza delle reti precedenti che operavano principalmente come ambienti chiusi, Polkadot offre interoperabilità e comunicazione cross-chain. Le reti e le applicazioni su Polkadot possono condividere informazioni e funzionalità senza dover fare affidamento su fornitori centralizzati. Tutto questo apre le porte a nuovi servizi innovativi e consente agli utenti di trasferire informazioni tra catene. Ad esempio, una chain che fornisce servizi finanziari può comunicare con un’altra che fornisce l’accesso a dati del mondo reale – come ad esempio Chainlink – per aggiornare continuamente i prezzi in borsa per il trading di azioni tokenizzate.

L’ecosistema Polkadot

L’ecosistema Polkadot vanta ad oggi oltre 300 progetti, che vanno dall’infrastruttura tecnica di base alle applicazioni per la finanza decentralizzata (DeFi), dati orientati alla privacy e sistemi di identità digitale, social networking, IoT , gaming, robotica e logistica della supply chain. Molti di questi sono progetti open source.

In quanto tecnologia all’avanguardia, alcune delle applicazioni di maggior impatto di Polkadot devono ancora essere immaginate. Tra i progetti attualmente in fase di sviluppo vi sono, ad esempio, applicazioni in cui vengono archiviati account e dati di un utente crittografandoli localmente sui propri dispositivi anziché su un server centralizzato. Questo approccio offre alle persone il controllo completo sui propri dati in un modo intuitivo (in modo che anche le persone che non sono interessate alla privacy o ai diritti sui dati possano trarne vantaggio). Tra gli obiettivi c’è anche la creazione di piattaforme di proprietà della community che offrono servizi e scambiano valore in modo decentralizzato attraverso una governance on-chain.

La visione per il futuro

Come protocollo alla base di un fiorente ecosistema di blockchain specializzate, interconnesse ma sovrane, Polkadot getta le basi per un nuovo web decentralizzato. In quanto tale, Polkadot è progettato per consentire un futuro in cui l’infrastruttura digitale protegge i nostri interessi in base alla progettazione. Le reti commerciali e le economie sono più rappresentative ed efficienti e c’è un maggiore accesso a servizi finanziari aperti ed un’infrastruttura peer-to-peer affidabile e open source per la collaborazione e la comunicazione.

Polkadot rappresenta un sistema legale senza confini che mette la libertà e la sovranità degli individui prima del potere delle autorità centrali, delle multinazionali e dei despoti. Polkadot è progettato con la visione di un coordinamento decentralizzato globale, consentendo nuove economie in cui tutti possono prosperare. Tutto questo sarà determinato da coloro che hanno scelto di costruire nuove soluzioni su Polkadot. Come ha osservato il fondatore di Polkadot Gavin Wood, “La penna è più potente della spada, ma la tastiera diventerà presto ancora più potente della penna“.