Polkadot Parachain Slots

Man mano che Polkadot si avvicina al lancio della mainnet, la Web3 Foundation riceve sempre più richieste di informazioni sulle parachain: in particolare sull' allocazione iniziale e sui passaggi richiesti ad un progetto per poter diventare una parachain. Quello che segue è un documento di lavoro che include una bozza di piano per una distribuzione equa delle parachain al momento del lancio, nonché una spiegazione di come Polkadot gestirà la disponibilità di ulteriori slot per le parachain in futuro.

Abbiamo inviato una versione precedente di questo documento a numerosi progetti basati su Polkadot e ora lo stiamo offrendo alla più ampia comunità di Polkadot per ottenere dei feedback da ulteriori team di sviluppo di parachain e stakeholder.

Il meccanismo di leasing per le parachain è ancora oggetto di ricerca, test e implementazioni. Ci auguriamo che i progetti contribuiscano a questo processo mentre si evolve. Gran parte del sistema è soggetto a modifiche, ma ciò che possiamo garantire in questo momento è quanto segue:

• Ci sarà un numero massimo di slot parachain che inizierà basso dalla genesi e aumenterà nel tempo.
• Non sarà autorizzato nessun leasing slot basato sulla vendita a mercato. Per garantire l'equità nell'allocazione degli slot parachain abbiamo deciso di utilizzare le aste. Chiunque può partecipare; il formato dell'asta è un'asta a candela modificata per blockchain con un'ora di fine casuale determinata retroattivamente.
• Se qualcuno (individui o smart contract) vince un'asta non ha bisogno del permesso di nessuno per implementare la propria parachain.
• Gli slot pParachain avranno una durata limitata.
• Un piccolo numero di slot sarà riservato per un periodo di tempo limitato a speciali parachain del “bene comune” che saranno amministrate dalla Web3 Foundation.

È improbabile che ognuno di questi punti generali cambino prima della genesi, mentre stime precise sul numero di slot parachain e quanto costeranno è molto difficile da valutare in questo momento.

Parachain su Polkadot

Parachain è il termine che usiamo per descrivere un sistema esterno (tipicamente, ma non necessariamente, una blockchain) che forma un membro costituente di Polkadot. Una blockchain può interagire con Polkadot in due modi principali: come parachain nativa o attraverso una parachain bridge. Per sviluppare una parachain nativa, un team potrebbe utilizzare il framework Cumulus (basato su Substrate), sviluppando da zero o utilizzando uno dei prossimi kit di sviluppo Parachain in arrivo. Le parachain native possono utilizzare la messaggistica inter-chain più veloce e la sicurezza condivisa di Polkadot. Questo evita di dover inflazionare la propria valuta per incentivare i miner o gli staker a proteggere la tua rete. In alternativa, se una blockchain ha una serie di decisioni di progettazione legacy che rendono difficile il trasferimento in blocco su Polkadot, può mantenere il proprio meccanismo di consenso e finalità e connettersi tramite un bridge ospitato su una parachain per diventare una "bridge chain". Affinché le bridge chain e la rete Polkadot possano comunicare, i bridge chain devono essere finalizzate prima che i messaggi possano essere trasmessi in modo sicuro. È probabile che più blockchain sarebbero in grado di condividere lo stessa bridge parachain e anche il costo del suo slot.

Potenziali parachain collegate alla Relay chain

Perché esiste un numero massimo di parachain?

Le parachain costano risorse per garantire che rimangano al sicuro e in vita. C'è un numero finito di slot parachain perché c'è una quantità finita di risorse nella rete Polkadot. Questo è simile ad altre reti che contengono anche limiti alla loro velocità di elaborazione computazionale e che introducono commissioni e altre misure per gestirla. Anche se non è ancora chiaro quante parachain supporterà il design di Polkadot "versione 1", la quantità effettiva di chain che possono essere supportate alla genesi sarà naturalmente inferiore al massimo supportabile poiché gli aspetti del sistema devono ancora essere ottimizzati. Come menzionato nel whitepaper originale di Polkadot, ci sono vincoli di scalabilità chiave con Polkadot "versione 1", in particolare un sovraccarico quadratico per i code di messaggi, che portano a un limite superiore naturale. I DOT devono essere vincolati per acquisire uno slot parachain, quindi le parachain richiedono una quota di partecipazione e creare una chain inutile è costoso.

Obiettivi per il lancio delle parachain

Al momento ci aspettiamo che Polkadot venga lanciato con una manciata di slot parachain. Gli slot parachain di Polkadot aumenteranno da circa cinque a un numero compreso tra 50 e 200 poiché verranno apportate varie ottimizzazioni nell'implementazione durante il primo o secondo anno di attività. Gli obiettivi di questo piano di lancio, in ordine di importanza, sono:

1. Garantire la sicurezza sulla relay chain di Polkadot.
2. Consentire prima l'onboarding dei progetti che aggiungono valore a Polkadot.
3. Mantenere l'equilibrio tra domanda e offerta per gli slot parachain in modo che ci siano incentivi economici appropriati per essere un validatore sulla rete.
4. Consentire l’aumento della sperimentazione e nuovi casi d'uso man mano che la rete aumenta di dimensione.

In questo piano di lancio sono incluse le "parachain genesi" che verranno lanciate alla genesi e poi messe all'asta diventando disponibili subito dopo. Le parti seguenti le spiegano.

Parachain genesi

Per la genesi è molto improbabile che ci siano molte parachain. Per quanto ci siano operatori parachain, i proprietari degli slot saranno determinati dalla Web3 Foundation in due modi:

• La Web3 Foundation ha sponsorizzato alcune chain del bene comune, comprese le bridge chain e smart contracts chain di base. Se queste saranno pronte per la genesi, saranno incluse.
• La Web3 Foundation organizzerà una o più aste off-chain, in un formato simile alle aste on-chain post-genesi descritte di seguito, per consentire ai team di affittare slot in cambio del deposito più alto di DOT rispetto agli altri.

Le chain del bene comune includono quelle che la Web3 Foundation ritiene strategicamente importanti o per le quali è già stato preso un impegno di sviluppo. Ciò comprende:

• Ethereum-Polkadot Bridge
• Bitcoin-Polkadot Bridge
• Progetti di infrastrutture fondamentali, ad esempio DEX o stablecoin.

Per una versione aggiornata di questa spiegazione, visitare il Polkadot Wiki.

Aste parachain

La stragrande maggioranza delle chain sarà offerta in un'asta aperta in cui chiunque può partecipare.

Di seguito, ci sarà una disponibilità costante di aste parachain in modo che se il tuo progetto vorrà prendere uno slot su Polkadot ci saranno sufficienti opportunità per fare un'offerta e assicurarsene uno. Poiché la domanda di slot aumenta nel tempo, il meccanismo di governance può introdurre nuovi slot. Al contrario, se dovessimo raggiungere un punto in cui ci sono troppe parachain, il numero complessivo di slot può essere ridotto.

Gli slot parachain saranno offerti nell'ambito di aste a candela modificate per garantire che siano eque e sicure su una blockchain. Questo meccanismo rende molto difficile per un partecipante cercare di prevedere il sistema in anticipo o di danneggiare gli offerenti onesti facendo cecchinaggio dell’asta, il che la renderebbe ingiusta.

Gli offerenti possono essere parachain esistenti che cercano di rinnovare o estendere il contratto di locazione o possono essere nuovi partecipanti che cercano di implementare una parachain. In quest'ultimo caso, questi partecipanti possono essere normali account Polkadot (cioè account con fondi detenuti direttamente sulla relay chain) ma possono anche provenire dalle stesse parachain, consentendo potenzialmente agli smart contract di fare offerte. Quindi questo potrebbe anche consentire a una comunità di raccogliere fondi tramite uno smart contract per assicurarsi lo slot parachain di un progetto, fornendo potenzialmente una ricompensa ai finanziatori.

Processo per ottenere uno slot parachain

Come accennato, la struttura della disponibilità graduale è tale che dovrebbero esserci sempre parachain all'asta.

Queste non sono davvero vendite, nel senso che gli offerenti stanno comprando qualcosa. Essi stanno semplicemente impiegando una somma di token DOT per un deposito a termine. Il costo effettivo del contratto di locazione è quindi solo il costo opportunità, che può essere modellato come la svalutazione per inflazione.Alla fine del contratto di leasing della parachain, il deposito verrà restituito.

Il calendario per gli slot parachain è diviso in "periodi di leasing" di sei mesi. Tutti gli slot hanno leasing che iniziano e terminano contemporaneamente, quindi per ogni periodo di leasing ci sono solo un numero di slot identici.

Un'asta ha il diritto di occupare uno slot parachain in ciascuno dei quattro periodi che costituiscono i prossimi due anni di tempo di leasing. Questi quattro periodi di sei mesi possono andare tutti allo stesso offerente (guadagnandosi un periodo ininterrotto di due anni a partire dall'inizio del successivo periodo di leasing), oppure potrebbero andare a quattro singoli offerenti o una combinazione.

Questo formato consente vari casi d'uso; un nuovo progetto potrebbe voler “provare” ad essere una parachain per sei mesi acquistando solo il primo periodo. Al contrario, un progetto potrebbe voler assicurarsi un percorso di due anni facendo un'unica offerta per tutti e quattro i periodi. O anche potrebbe garantirsi un periodo di 12 mesi in 12 mesi una volta che il progetto risulta sviluppato facendo un'offerta sugli ultimi due periodi. Le parachain esistenti potrebbero voler mantenere la loro posizione rinnovata vincendo costantemente lo slot finale e quindi mantenendo sempre il loro contratto di locazione rimanente tra 18 e 24 mesi.

Il meccanismo dell'asta è progettato per massimizzare la quantità di DOT vincolati nell'intero periodo di due anni, quindi il singolo offerente più alto per il periodo di locazione di un determinato slot potrebbe non sempre "vincere".

Lo scenario esempio e la Figura 1 di seguito illustrano come funziona il meccanismo dell'asta. Supponendo che sia disponibile un solo slot per parachain (come sarà il caso di tutte le aste iniziali):

Charlie offre di depositare 75 DOT per ognuno dei quattro periodi.

Dave fa un'offerta per depositare 100 DOT, ma solo per gli ultimi due periodi (non gli importa dei primi due).

Emily offre di depositare 40 DOT, ma solo per i primi due periodi (non vuole gli ultimi due).

Ora proviamo a capire come combinare queste offerte in modo tale che a uno o più offerenti vengano assegnati gli slot desiderati. Ci sono quattro modi possibili per determinare l’esito di un’asta:

Charlie vince, Dave ed Emily perdono. In questo caso 75 DOT sono tenuti in deposito per quattro periodi, per una media di 75 DOT detenuti nei quattro periodi totali.

Dave vince, Charlie ed Emily perdono. In questo caso vengono tenuti in deposito 100 DOT solo per due periodi, per una media di 100 * 2 / 4 = 50 DOT detenuti nello stesso tempo. Questo è peggio.

Emily vince, Charlie e Dave perdono. In questo caso 40 DOT sono tenuti in deposito solo per due periodi, dando una media di 40 * 2 / 4 = 20 DOT detenuti nei quattro periodi. Questo è molto peggio.

Infine, potremmo avere Dave ed Emily che vincono entrambi, con Charlie che perde. In questo caso vengono tenuti in deposito 100 DOT per due periodi e 40 DOT per gli altri due periodi, per una media di (100 2 + 40 2) / 4 = 70 DOT detenuti nei quattro periodi. Questo è buono, ma non buono come l'assegnazione a Charlie.

Figura 1: Il meccanismo dell'asta è progettato per massimizzare i DOT vincolati nell'intero periodo di due anni.

Quindi, sebbene Dave abbia fatto l'offerta più alta, quando facciamo i calcoli vediamo che ha offerto solo per due periodi di leasing, quindi deve condividere lo slot con Emily che ha offerto molto meno per gli altri due periodi. Insieme, le offerte di Dave ed Emily non lasciano in deposito tanto quanto l'offerta di Charlie per l'intero periodo di locazione di quattro slot, quindi è Charlie a ricevere gli slot.

Partecipazione ad un'asta

Tutte le aste per gli slot parachain si terranno in DOT. I progetti che desiderano vincere uno slot parachain potrebbero ottenere DOT in diversi modi, tra cui:

• Emettere i propri token parachain e scambiarli con DOT sul mercato aperto
• Acquistare DOT sul mercato aperto con le risorse esistenti
• Tenere un crowdsale per aumentare i DOT
• Fare una richiesta di sovvenzione a Web3 Foundation

Potrebbe essere possibile anche per un gruppo di progetti aggregarsi in un'unica chain per condividere il costo di uno slot parachain. Ad esempio, più bridge potrebbero ragionevolmente condividere un singolo slot parachain.

Costo di una parachain

In termini assoluti di token DOT, gli slot parachain sono gratuiti: i token DOT richiesti per garantire lo slot sono tenuti solo in deposito, poi vengono restituiti una volta terminato il mandato come parachain. Per i progetti che hanno capitale (in particolare cripto-capitale) "fermo" e già speranzosi di ottenere un'esposizione economica alla rete Polkadot, questo "prezzo" è vicino allo zero.

Per i progetti non ancora acquisiti da Polkadot o che non hanno riserve di capitale preesistenti, il "prezzo" effettivo per l'affitto di uno slot parachain è semplicemente il costo opportunità di holdare i DOT piuttosto che qualsiasi altro asset. Vale la pena notare due cose qui: affinché un progetto abbia successo come parachain,esso deve aggiungere necessariamente utilità alla rete Polkadot e come tale aumenterà la sua proposta di valore e la base complessiva di utenti. Essendo gli effetti della rete quelli che sono, i risultati economici di questi cambiamenti dovrebbero essere superlineari. È quindi ragionevole aspettarsi che i progetti parachain vogliano detenere una parte del proprio portafoglio di attività in DOT nel corso del loro mandato al fine di catturare il valore del proprio successo.

In secondo luogo, all'interno della rete Polkadot, i token DOT sono richiesti per quattro attività: governance, leasing parachain, transazioni e staking. I DOT già in deposito per un leasing parachain non possono essere utilizzati per tre di queste quattro attività (la governance è ancora possibile), quindi possiamo considerare il prezzo reale come costo opportunità per non essere in grado di fare transazioni tra loro, affittare altri slot e staking. Mentre i primi due hanno valore indeterminato, il secondo è trattabile poiché è sia ricompensato che utilizzato come baluardo contro l'inflazione.

Per la Polkadot genesi, si prevede che le reward da staking fino al 20% pro-rata vengano pagate inflazionando la base di emissione fino al 10% all'anno. (Questo è sostanzialmente inferiore al tasso di inflazione di genesi di Ethereum che era di circa il 30% all'anno, a causa dell'efficienza associata al consenso di BABE/GRANDPA contro la Proof-of-Waste utilizzata in Ethereum). In quanto tale, il prezzo effettivo per il non staking è veramente basato sulle reward non percepite, scontando il fatto che non si correvano rischi e non occorreva impegnarsi per farlo. A seconda della propensione al rischio, dell'esperienza nel settore, del costo del lavoro, dell'efficienza del sistema di staking e della valutazione di DOT, il 20% pro-rata potrebbe essere considerato solo un massimo teorico: i costi opportunità reali basati su DOT sarebbero probabilmente molto inferiori.

In confronto, notiamo che il costo annuale per la messa in sicurezza delle principali chain (ad esempio Cosmos, Tezos ed EOS) è di decine di milioni di dollari all'anno, con Ethereum e Bitcoin nell'ordine dei miliardi. Pertanto, il costo della messa in sicurezza in Polkadot sarebbe di tre o cinque ordini di grandezza inferiore, e tuttavia fornirebbe un passaggio di messaggi rapido, arbitrario e privo di fiducia tra le chain host, un'aggiunta rivoluzionaria.

I primi 300 token crypto hanno tutti una capitalizzazione di mercato superiore a 10 milioni $ e quasi tutti hanno volumi giornalieri superiori a 100.000 $. Supponendo un fattore di inflazione annuale conservativo del 2% per i costi di mining, staking o transazione, anche il più modesto dei progetti crypto sta spendendo fino a 200.000 $ all'anno in sicurezza. La maggior parte avrebbe un vantaggio economico nell'affittare uno slot parachain Polkadot a questi prezzi piuttosto che utilizzare il consenso basato sull'inflazione che è costoso, isolante e spesso insicuro.

Ulteriori ricerche e modelli aiuteranno a informare sul probabile costo in DOT di ottenere uno slot in Polkadot.

Riconosciamo che la connessione come parachain alla rete Polkadot è un costo non banale. Man mano che ridimensioniamo la rete aumentando il numero di slot parachain e sviluppando più bridge e light-weight bridge, il costo complessivo dovrebbe diminuire. Nel complesso, la sicurezza condivisa su Polkadot dovrebbe presentare un'opzione notevolmente meno costosa per la sicurezza della rete rispetto alla protezione di una rete attraverso una raccolta di miner/validatori interamente di proprietà e avviata individualmente che devono prendere decisioni indipendenti di allocazione del capitale.

Governance

Non esiste un meccanismo esplicito per la governance per bloccare o rimuovere le parachain in Polkadot. Detto questo, Polkadot è intrinsecamente un sistema governabile e in quanto tale il meccanismo di governance può aggiornare e mutare la blockchain in qualsiasi cosa decida. Sono possibili mutazioni controverse e tormentate, ma poiché richiede l'adesione di più gruppi di parti interessate tra cui il consiglio, i validatori e la base di token holder a lungo termine, stimiamo che la loro probabilità pratica sia simile alla possibilità che in una rete importante passi un hard-fork altrettanto dannoso. Nel contesto delle blockchain, il sistema di governance è una novità: Polkadot è innegabilmente un esperimento in numerose tecnologie all'avanguardia e sebbene speriamo di mitigare il rischio attraverso audit, modellizzazione e test, non possiamo mai sapere con certezza cosa accadrà. L'hard fork rimane inevitabilmente sul tavolo come ultima risorsa se l'esperimento dovesse andare storto.

Proprio come una parachain non è in grado di spostare i propri DOT tenuti in deposito per lo slot, il periodo di leasing appartiene solo a loro e spetta a loro farne ciò che vogliono. Le parachain Polkadot difettose (ad esempio una parachain la cui funzione di transizione dello stato consente loop infiniti, bombe di memoria o spamming di messaggi) verranno riconosciute dai validatori di rete e disabilitate. Proprio come le chain soliste che a bordo di Polkadot adotteranno il consenso di Polkadot, le parachain che lasciano la rete rinunciano al consenso di Polkadot. Queste ex parachain diventano chain soliste e devono provvedere alla loro continua vitalità e sicurezza.

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Learn more

So you want to stake on Polkadot? — Gavin Wood

Polkadot Wiki — Staking

Polkadot Wiki — Parachain Slots Auction

How Nominated Proof-of-Stake will work in Polkadot