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Introducción

Polkadot es un protocolo de red que permite que datos arbitrarios - no solo tokens- sean transferidos de una blockchain a otra.
Esto significa que Polkadot es un entorno de aplicaciones realmente multi-chain, donde los registros cross-chain y computación cross-chain son realmente posibles.
Polkadot permite transferir datos a través de blockchains públicas, abiertas y permissionless como también blockchains permisionadas.
Esto permite la creación de aplicaciones que obtienen datos permisionados de una blockchain privada y la utiliza en blockchains públicas.

Documentación sobre Polkadot disponible en SenseiNode

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Relay Chain

La Relay Chain es la cadena central de Polkadot. Todos los validadores de Polkadot están bloqueados (en staking) en la Relay Chain en DOT y validan para la Relay Chain. La Relay Chain se compone de un número relativamente pequeño de tipos de transacciones que incluyen formas de interactuar con el mecanismo de gobernanza, subastas de parachain, y la participación en NPoS. La Relay Chain tiene deliberadamente una funcionalidad mínima – por ejemplo, los contratos inteligentes no son admitidos. La principal responsabilidad es coordinar el sistema en su conjunto, incluyendo las parachains. Otros trabajos específicos se delegan en las parachains, que tienen diferentes implementaciones y características.

Validadores

Los validadores aseguran la Relay Chain haciendo staking de DOT, validando las pruebas de los collators (recopiladores) y participando en el consenso con otros validadores.
Estos participantes desempeñan un papel crucial a la hora de añadir nuevos bloques a la Relay Chain y, por extensión, a todas las parachains. Esto permite a las partes completar las transacciones cross-chain (entre cadenas) a través de la Relay Chain. Los validadores de parachains participan en alguna forma de consenso fuera de la cadena, y envían recibos candidatos al pool de tx para que un productor de bloques los incluya en la cadena. Los validadores de la Relay Chain garantizan que cada parachain sigue sus propias reglas y puede pasar mensajes entre fragmentos en un entorno libre de confianza.
Con las parachains ahora en la red, los para-validadores se seleccionan en cada época para validar los bloques de la parachain para todas las parachains conectadas a la Relay Chain. Los para-validadores trabajan en grupos para validar los bloques de parachain.
Los para-validadores seleccionados son uno de los 297 validadores seleccionados al azar (por época) para participar en la validación, creando un grupo de validadores de 200 para-validadores.
Los validadores realizan dos funciones:
  1. Verificar que la información contenida en un conjunto asignado de bloques de parachains es válida (como las identidades de las partes que realizan la transacción y el objeto del contrato)
  1. Participar en el mecanismo de consenso para producir los bloques de la Relay Chain basándose en las declaraciones de validez de otros validadores. Cualquier caso de incumplimiento de los algoritmos de consenso da lugar a un castigo consistente en la quita de una parte o de la totalidad de los DOT stakeados por el validador, lo que desalienta a los malos actores. Sin embargo, el buen desempeño será recompensado, ya que los validadores recibirán recompensas por los bloques (incluidas las tarifas de transacción) en forma de DOT a cambio de sus actividades.

Ranuras de Parachain y Parathread

Polkadot puede soportar un número de ranuras (slots) de ejecución. Estas ranuras son como los núcleos del procesador de una computadora (el procesador de una laptop moderna puede tener ocho núcleos, por ejemplo). Cada uno de estos núcleos puede ejecutar un proceso a la vez. Polkadot permite estas ranuras utilizando dos modelos de suscripción: parachains y parathreads. Las parachains tienen un ranura (núcleo) dedicada para su cadena y son como un proceso que se ejecuta constantemente. Las parathreads comparten ranuras entre un grupo, y por lo tanto son más como procesos que necesitan ser despertados y se ejecutan con menos frecuencia.
La mayor parte de los cálculos que se realizan en la red Polkadot en su conjunto se delegan en implementaciones específicas de parachain o parathread que se encargan de diversos casos de uso. Polkadot no impone restricciones sobre lo que las parachains pueden hacer, además de que deben ser capaces de generar una prueba que pueda ser validada por los validadores asignados a la parachain. Esta prueba verifica la transición de estado de la parachain. Algunas parachains pueden ser específicas para una aplicación concreta, otras pueden centrarse en características específicas como contratos inteligentes, privacidad o escalabilidad, y otras pueden ser arquitecturas experimentales que no son necesariamente de naturaleza blockchain.
Polkadot ofrece muchas maneras de asegurar una ranura para una parachain durante un tiempo determinado. Las parathreads forman parte de un pool que comparte ranuras y subastas para ganar bloques individuales. Las parathreads y las parachains tienen la misma API; su diferencia es económica. Las parachains tendrán que reservar DOT durante la duración de su alquiler de ranuras; las parathreads pagarán por bloque. Las parathreads pueden convertirse en parachains, y viceversa.

Seguridad compartida

Las parachains conectadas a la Relay Chain Polkadot comparten la seguridad de la Relay Chain. Polkadot tiene un estado compartido entre la Relay Chain y todas las parachains conectadas. Si la Relay Chain debe revertirse por cualquier razón, entonces todas las parachains también se revertirían. Esto es para asegurar que la validez de todo el sistema puede persistir y ninguna parte individual es corruptible.
El estado compartido asegura que las suposiciones de confianza cuando se utilizan las parachains de Polkadot son sólo las del conjunto de validadores de la Relay Chain y no otras. Dado que se espera que el conjunto de validadores de la Relay Chain sea asegurado con una gran cantidad de stake para respaldarlo, las parachains deberían beneficiarse de esta seguridad.

Puentes

Un puente de blockchain es una conexión que permite la transferencia de datos arbitrarios de una red a otra. Estas cadenas son interoperables a través del puente pero pueden existir como cadenas independientes con diferentes protocolos, reglas y modelos de gobernanza. En Polkadot, los puentes se conectan a la Relay Chain y se aseguran a través del mecanismo de consenso de Polkadot, mantenido por los recopiladores (collators).
Polkadot utiliza los puentes para tender un puente al futuro de la Web 3.0, ya que los puentes son fundamentales para la arquitectura interoperable de Polkadot al actuar como un canal de comunicación [seguro y robusto] para las cadenas aisladas.

Roles en el mecanismo de consenso

Nominadores

Los nominadores vinculan su participación a determinados validadores para ayudarles a entrar en el conjunto de validadores activos y así producir bloques para la cadena. A cambio, los nominadores suelen recibir una parte de las recompensas de staking de ese validador.

Validadores

Los validadores, si son elegidos para el conjunto de validadores, producen bloques en la Relay Chain. También aceptan pruebas de transición de estado válidas de los recopiladores. A cambio, recibirán recompensas de staking.

Recopiladores

Los recopiladores (collators) son nodos completos tanto en una parachain como en la Relay Chain. Recogen las transacciones de la parachain y producen pruebas de transición de estado para los validadores en la Relay Chain. También pueden enviar y recibir mensajes de otras parachains utilizando XCMP.

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