Escalabilidade flexível do Polkadot: uma nova solução para melhorar o desempenho das parachains

Polkadot, como uma plataforma de blockchain focada em excelente escalabilidade e segurança, tem como objetivo fornecer o melhor ambiente de execução para aplicações descentralizadas. Através de um design de arquitetura em camadas, Polkadot alcança uma forte capacidade de escalabilidade. A cadeia de retransmissão, como núcleo, oferece segurança compartilhada para até 300 parachains, permitindo que cada parachain submeta um bloco em cada bloco da cadeia de retransmissão.

Esta arquitetura permite que os projetos de parachain integrem recursos e obtenham uma forte proteção de segurança, reduzindo significativamente o risco de sofrer ataques. Em comparação, se cada parachain operasse medidas de segurança de forma independente, os recursos de segurança seriam dispersos, tornando o custo dos ataques mais baixo e mais fácil de implementar.

A escalabilidade elástica é uma nova funcionalidade aguardada no ecossistema Polkadot, que oferece mais oportunidades de expansão para as parachains.

parachain multi-core scaling

Uma característica chave da escalabilidade elástica é permitir que as parachains gerem e verifiquem múltiplos blocos em cada bloco da cadeia de retransmissão. Esses blocos de parachain podem ser construídos em sequência, mas a cadeia de retransmissão os processa em paralelo.

Polkadot é capaz de validar múltiplos blocos de parachain simultaneamente. Chamamos os recursos e o tempo da cadeia de retransmissão usados para validar os blocos de parachain na cadeia de retransmissão de "núcleo", semelhante ao conceito de "slot" mencionado anteriormente.

Por exemplo, se a cadeia de retransmissão puder validar simultaneamente 50 blocos de parachain, dizemos que ela tem 50 núcleos, assim como um processador de 50 núcleos pode executar simultaneamente 50 threads. Desta forma, os parachains de alta capacidade de processamento podem obter múltiplos núcleos em execução ao mesmo tempo, permitindo um processamento mais rápido das transações.

Hora central: novo modelo de alocação de recursos

O Polkadot está a implementar o Agile Coretime, que muda o modelo tradicional de atribuição de recursos. "Coretime" refere-se ao uso de um direito central na parachain. O novo mecanismo permite a aquisição de um tempo de uso central mais flexível, através de compras em cadeia ou no mercado secundário, podendo ser tão curto quanto um mês, uma hora ou até mesmo um bloco.

Escalabilidade flexível: Ativar núcleos adicionais

A implementação da escalabilidade elástica deve-se a duas inovações: cada parachain ter múltiplos núcleos e a flexibilidade do tempo do núcleo. Isso permite que as parachains aluguem núcleos adicionais em um curto espaço de tempo, acelerando a velocidade de validação dos blocos e, assim, processando mais transações.

Esta funcionalidade tem um valor importante para todos os tipos de participantes no ecossistema de blockchain. Os prestadores de serviços podem oferecer serviços a mais clientes (desenvolvedores de aplicações), aumentando a receita e expandindo a influência. Para aplicações cujas necessidades de tempo de núcleo são difíceis de prever, a escalabilidade elástica permite que comprem o tempo de núcleo necessário apenas quando necessário, evitando compromissos entre altos custos e baixo desempenho.

As aplicações emergentes podem ter poucos usuários no início, mas com o passar do tempo, o número tende a crescer gradualmente. A escalabilidade elástica permite que elas adquiram mais tempo de núcleo de forma flexível, conforme necessário, de acordo com o crescimento do número de usuários.

Solução de escalabilidade com alta relação custo-benefício

A escalabilidade flexível permite que os desenvolvedores de aplicações paguem apenas pelos custos de tempo de núcleo quando necessário, reduzindo os custos para todas as partes envolvidas e baixando a barreira de entrada para o desenvolvimento de aplicações. Além disso, através do mercado secundário que pode ser introduzido pelo tempo de núcleo flexível, os projetos podem revender o tempo de núcleo que não será mais necessário no futuro.

Comparação com outros modelos de expansão

Atualmente, muitos projetos Web3 adotam a forma de "rollup" para resolver problemas de escalabilidade, especialmente soluções de Layer-2 baseadas em Ethereum. No entanto, essas soluções também têm suas falhas, ou comprometem a segurança (como o "rollup" otimista), ou requerem que os nós realizem um grande volume de cálculos (como o modelo "zero-knowledge").

Isto ocorre porque na rollup, a execução dos blocos é delegada a um conjunto de validadores fora da cadeia. Assim, a maior parte do cálculo e armazenamento ocorre fora da cadeia.

Perspectivas Futuras

Além da escalabilidade elástica, a Polkadot também está explorando uma solução de escalabilidade do modelo central mais abrangente, como o CoreJAM. Esta solução é mais abrangente do que o tempo de núcleo flexível ou a escalabilidade elástica isoladamente, mas ambas se integram bem ao modelo CoreJAM.

Além disso, a Polkadot está estudando como validar mais cadeias. Atualmente, os contratos inteligentes na parachain enfrentam um desafio: as chamadas de contrato dentro da cadeia são síncronas e rápidas, enquanto as chamadas entre cadeias são mais lentas e assíncronas. Isso leva a um compromisso na escolha da cadeia e na interoperabilidade dos contratos. O CorePlay, como uma possível extensão do CoreJAM, propôs uma solução que permite que o mesmo contrato inteligente se agende com diferentes contratos inteligentes conforme a demanda por chamadas mais rápidas.

A Polkadot está comprometida em alcançar a máxima escalabilidade e segurança na rede interligada nos próximos anos, impulsionando uma nova onda de adoção do Web3 e preparando-se para a atenção que está por vir.