Was ist Polkadot?

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Was ist Polkadot?
Wichtigste Erkenntnisse:
– Polkadot ist ein Protokoll, das für die Unterstützung mehrerer Chains innerhalb desselben Netzwerks entwickelt wurde.
– Polkadot ist für den Betrieb von drei Arten von Blockchains ausgelegt: Relay-Chains, Parachains und Bridges.
– Das NPoS-System von Polkadot bietet ein Belohnungssystem für Validatoren (Nodes, die Blöcke auf der Relay Chain generieren) und Nominatoren (diese nominieren sich selbst per Staking, ohne einen eigenen Node zu betreiben).

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Polkadot ist ein Blockchain-Protokoll der nächsten Generation, das für die Unterstützung mehrerer Chains innerhalb desselben Netzwerks entwickelt wurde. Das Multi-Chain-Protokoll soll dem Einzelnen die Kontrolle zurückgeben. Es baut auf dem revolutionären Versprechen der bestehenden Blockchain-Technologie auf, sprengt aber durch Implementierung mehrerer zusätzlicher Vorteile dessen Grenzen.

Hierdurch soll beispielsweise ein Problem der derzeitigen Blockchain-Landschaft gelöst werden, bei dem Hunderte von Blockchains getrennt voneinander existieren und kaum miteinander kommunizieren können. Polkadot beruht auf der Prämisse, dass Blockchains eigentlich sicher miteinander kommunizieren können sollten.

Polkadot ist der jüngste Zuwachs im Blockchain-Bereich und zielt darauf ab, das Ökosystem mit zusätzlichen Lösungen jenseits von Netzwerken wie Ethereum und Cosmos zu erweitern. Allerdings ist Polkadot so konzipiert, dass es mit anderen Blockchain-Netzwerken koexistiert und interagiert, statt mit ihnen zu konkurrieren.

Wie funktioniert es?

Polkadot ist für den Betrieb von drei verschiedenen Blockchain-Typen ausgelegt. Die so genannten Parachains sind die unabhängigen, spezialisierten Blockchains, die mit Polkadot verbunden werden. Andere Chains – die sogenannten „Bridges“ – verbinden Polkadot mit weiteren Netzwerken wie Bitcoin und Ethereum. Die Relay-Chain schließlich führt alle Parachains und Bridges zu einem gemeinsamen interoperablen Ökosystem zusammen.

Die Polkadot-Relay-Chain bildet das Rückgrat des Netzwerks. Sie sichert das gesamte Netzwerk ab und bildet die Grundlage für die parallele Transaktionsverarbeitung, die Polkadot hochgradig skalierbar macht. Hierbei wird ein neuer Proof-of-Stake-Typ verwendet: der sogenannte Nominated Proof of Stake (NPoS). Er soll die Kontrolle über das Netzwerk dezentralisieren, um Sicherheit, Fairness und Effizienz zu verbessern.

Parachains sind unabhängige Blockchains, die sich mit der Relay-Chain verbinden und dem Polkadot-Netzwerk Chain-spezifische Funktionen zur Verfügung stellen. Jede Parachain kann einen besonderen Aufbau aufweisen und wird von ihren Collators gepflegt. Collators („Sammler“ oder „Mischer)“ sind dafür zuständig, Parachain-Transaktionen in Kandidaten für Parachain-Blöcke zu sammeln und sie an Validatoren weiterzuleiten, die die Transaktionen in der Relay-Chain sichern und abschließen.

Eine weitere Komponente sind Parathreads. Hierbei handelt es sich um Parachains, die sich mit Polkadot nach einem Modell zur nutzungsbasierten Zahlung verbinden, anstatt einen Parachain-Slot langfristig zu mieten.

Bridges dagegen sind eine Art besonderer Parachain, die sich mit anderen Blockchains wie Bitcoin und Ethereum verbinden. Sie erlauben die Übertragung von Token und Funktionen zwischen Polkadot und externen Netzwerken.

Mehrere Akteure im Polkadot-Netzwerk arbeiten daran, die Blockchain funktionsfähig zu halten. Hierzu zählen:

  • Validatoren. Sie staken DOT-Token, validieren Proofs von Collators, generieren Blöcke in der Polkadot-Relay-Chain und arbeiten am Konsens mit.
  • Nominatoren. Sie staken DOT-Token und tragen durch Auswahl vertrauenswürdiger Validatoren zur Sicherheit der Relay-Chain bei.
  • Collators. Sie erstellen Blöcke zur Erweiterung der Parachain und Gültigkeitsnachweise für Validatoren.
  • Fischer. Sie überwachen das Netzwerk und melden bösartige Aktivitäten. Derzeit fungieren die Validatoren als Fischer für das Netzwerk.

Belohnungssystem bei Polkadot

Das NPoS-System von Polkadot bietet ein Belohnungssystem für das richtige Verhalten von Validatoren und Nominatoren, indem es böswillig handelnden Validatoren einen Teil ihrer gestakten Token abzieht, anständige Validatoren hingegen für ihr ehrliches und aktives Verhalten belohnt. Wenn mehr als 10 % der Validatoren offline sind und vom Netzwerk nicht erreicht werden können, werden sie bestraft, indem ihnen ein Teil ihres Stakes abgezogen wird. Dieser Mechanismus stellt sicher, dass die Validatoren online bleiben, um das Netzwerk jederzeit mit Sicherheit und Daten zu versorgen.

NPoS ermöglicht eine Belohnung für die Nominatoren, da sie die Validatoren wählen, von denen sie annehmen, dass sie online und verfügbar bleiben, um die Sicherheit des Netzwerks zu gewährleisten. Diese Nominatoren wiederum unterstützen die Validatoren, indem sie ihre eigenen Token staken und proportional zum Stake des Validators belohnt werden. Daher können Validatoren auch feste Gebühren erheben, um ihre Betriebskosten zu decken, z. B. für Wartung von Hardware und Software. Auch dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass der Validator online bleibt.

Token-Inhaber können bis zu 16 Validatoren benennen, die sich die Belohnungen teilen, wenn sie in die Gruppe der aktiven Validatoren gewählt werden. Außerdem werden die Validator-Slots zu gleichen Teilen mit dem Betrag belohnt, der dem kleinsten Stake-Betrag eines Validators im Slot entspricht.

Die Nominierung erfolgt durch einen einzigen Mausklick in der Wallet. Belohnungen müssen manuell über den Polkadot Explorer oder Ledger Live angefordert werden. Solange ein Nutzer einen Anspruch von einem Validator für eine Ära erhebt, werden alle Nominatoren für diese Ära ausbezahlt. Dabei muss derjenige, der die Auszahlung vornimmt, noch nicht einmal zu den Nominatoren gehören. Die Staking-Belohnungen können nur 84 Tage lang beansprucht werden.

Daher sind die Nominatoren ein wesentlicher Bestandteil des Netzwerks. Sie beteiligen sich indirekt am Konsensprotokoll und haben einen wirtschaftlichen Anreiz, die Entwicklung der Kandidaten genau zu beobachten und dafür zu sorgen, dass nur die fähigsten und vertrauenswürdigsten unter ihnen zum Validator gewählt werden.

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