von Parity Technologies

Bei Parity konzentrieren wir uns derzeit auf die Entwicklung von drei Haupttechnologien: Parity Ethereum (Eth 1.0 sowie Serenity), Parity Substrate und das Projekt der Web3 Foundation, Polkadot. Letztendlich ist es unser Ziel, mit diesen Projekten die Vision von Web3 zu verwirklichen, "eine umfassende Reihe von Protokollen, die Bausteine für Anwendungsentwickler bieten. Diese Bausteine treten an die Stelle traditioneller Webtechnologien wie HTTP, AJAX und MySQL, bieten aber eine völlig neue Art der Anwendungsentwicklung. Diese Technologien geben dem Benutzer starke und überprüfbare Garantien darüber, welche Informationen er erhält, welche Informationen er weitergibt, was er bezahlt und was er im Gegenzug erhält. Indem wir die Nutzer in die Lage versetzen, auf Märkten mit niedrigen Barrieren selbst zu handeln, können wir sicherstellen, dass Zensur und Monopolisierung weniger Verstecke haben." (Gavin Wood)

Lesen Sie mehr über die Vision von Web3 in Gavins ursprünglichem Blogbeitrag von 2014 und dem Folgeartikel von 2017.

Es gibt bereits eine umfangreiche Wissensbasis sowohl zu Polkadot als auch zu Substrate. Dieser Artikel soll das Material durchforsten und einen tieferen Blick darauf werfen, wohin wir uns mit den beiden Technologien bewegen und warum, während er auch zeigt, wie öffentliche Vernetzungen wie Ethereum oder Zcash ins Bild passen.

Herkunft

Dr. Gavin Wood hatte die ursprüngliche Idee für Polkadot im Jahr 2016, als er auf eine neue Ethereum-Spezifikation wartete, die Sharding beinhalten würde. Schon damals war klar, dass eine Haupt-Beacon/Relay Chain erforderlich war, um die Shards zu verbinden und den Nachrichtenaustausch zu koordinieren.

(Eine Erzählung aus erster Hand, wie Polkadot entstanden ist, finden Sie in Episode 259 von Epicenter).

Gavin ging noch einen Schritt weiter und stellte sich ein System vor, bei dem die an die Relay Chain angeschlossenen Shards nicht alle gleich sind, sondern verschiedene Nodes unterschiedliche Anwendungslogik ausführen können, so dass jede Chain zu einer eigenen Plattform wird.

Der fehlende Schlüssel zur Verwirklichung dieser Vision wurde in WebAssembly gefunden: eine generische und abstrakte Maschinenspezifikation, die zwischen Blockchains mit unterschiedlichen Runtimes (der Anwendungslogik der Chains) vermitteln kann.

Die Entwicklung eines Systems, in dem Blockchains nebeneinander existieren und sich gegenseitig ergänzen können, hat das Potenzial, den Chain-Maximalismus zu überwinden, bei dem Blockchains darum konkurrieren, die beste Blockchain aller Zeiten zu sein.

Wenn alle Shards in einem Sharded-System unterschiedliche Aufgaben haben könnten, würden sie eine Landschaft von sehr spezialisierten Shards (d.h. Blockchains) ermöglichen, ohne die üblichen Kompromisse, die mit spezialisierten Blockchains und auch Systemen im Allgemeinen einhergehen. Schauen wir uns das einmal genauer an.

Interoperabilität als Schlüssel zur Spezialisierung

Momentan versuchen viele Blockchains, der "Chefkoch und Flaschenreiniger" zu sein, indem sie alles von Smart Contracts über eine Währung bis hin zu Governance und mehr integrieren. Wenn Sie Ihre Anwendung auf einer dieser Blockchains aufbauen, sind Sie an die Einschränkungen, Engpässe und Governance-Entscheidungen der Plattform gebunden. Andererseits könnten Sie von der Nutzerbasis dieser Blockchain profitieren.

Indem wir spezialisierte Chains Nachrichten mit anderen spezialisierten Chains austauschen lassen, sind wir in der Lage, die Netzwerkeffekte wiederherzustellen, die spezialisierte Chains normalerweise behindern würden.

Polkadot verwendet die Relay Chain, um die Weitergabe beliebiger Nachrichten zwischen den Blockchains in seinem Ökosystem zu ermöglichen. Die Relay Chain ist so generisch, dass benachbarte Chains - wir nennen sie Parachains - ihre eigene Anwendungslogik haben können. Sie haben die Freiheit, Ihre Parachain in einer beliebigen Sprache zu schreiben (Rust, C/C++, C#, Go, usw.). Sie müssen lediglich eine bestimmte Funktionsschnittstelle implementieren, die Polkadot aufrufen kann, um die an die Chain übergebenen Nachrichten zu verarbeiten.

Polkadot verbindet eine Reihe von Blockchains, von allgemeinen bis zu app-spezifischen, um eine Plattform zu schaffen, die fortgeschrittenere Anwendungen ermöglicht. Einige Beispiele für solche fortgeschrittenen Anwendungen, die die beliebige Weitergabe von Nachrichten über Cross-Chains hinweg nutzen:

• Oracle-Dienst, der Daten aus der realen Welt auf die Chain bringt
• Identitätsmanagementsystem zur Verknüpfung von Benutzeridentitäten in mehreren Anwendungen
• Dezentrale Börsenauftragsbücher und Escrow
• IoT-Netzwerk, das Nachrichten von anderen Netzwerken oder Controllern empfängt
• Cross-Chain Smart Contract-Aufrufe
• Nachrichtenübermittlung zwischen privaten und öffentlichen Chains

Skalierbarkeit

Wenn wir das Dilemma zwischen Spezialisierung und Generalisierung durch die Einführung von Interoperabilität lösen, beseitigen wir auch Engpässe bei der Skalierbarkeit. Neben dem Transaktionsdurchsatz haben vollständig verallgemeinerte, unabhängige Smart Contract Plattformen ein Problem mit Transaktionskollisionen. Daher werden Transaktionen oft nacheinander statt parallel ausgeführt. Durch eine gezielte Delegation von Aufgaben an verschiedene Parachains sind wir in der Lage, Transaktionen parallel auszuführen, ohne Kollisionen befürchten zu müssen.

In der ersten Version von Polkadot bedeutet dies, dass Dutzende von Blockchains parallel laufen können, verbunden durch eine Relay Chain. Die Entwicklung ist noch im Gange; wir schätzen derzeit, dass die Relay Chain etwa hundert Parachains beherbergen kann, aber alles zwischen zehn und tausend Slots ist denkbar. Im Falle von Dutzenden von Blockchains, die parallel laufen können, hätte dieses System etwa die hundertfache Skalierbarkeit eines aktuellen PoS-Systems.

Potenziell könnte eine Version 2.0 von Polkadot mehrere Relay Chains haben, die an die Root Relay Chain (Ebene Null) angeschlossen sind. Dies ist vor allem deshalb möglich, weil die Polkadot Relay Chain selbst mit Substrate entwickelt wird, demselben Technologiestack, mit dem auch die meisten Parachains gebaut werden. Mit diesen Relay Chains der Ebene eins können wir eine 1.000- bis 10.000-fache Skalierbarkeit im Vergleich zu aktuellen PoS-Systemen erreichen. Dies wird jedoch erst zu einem späteren Zeitpunkt beurteilt werden können.

Sicherheitsaspekte

Die Überwindung inhärenter Beschränkungen einzelner Blockchain-Designs klingt bisher vielversprechend, aber wir haben die Aspekte der Synchronisation und des Konsenses in einem solchen System noch nicht diskutiert. Polkadot ermöglicht das deterministische Verstehen von Nachrichten, die zwischen Parachains weitergegeben werden, aber wie wird die Reihenfolge der Transaktionen im gesamten Netzwerk festgelegt? Wie wird die Sicherheit in jeder Parachain, aber auch im gesamten System, erreicht? Auf den ersten Blick scheint das kein Problem zu sein. Wenn Sie verschiedene Chains miteinander verbinden, bringt jede ihren eigenen Validator mit, um die Chain zu sichern, wie es in bekannten Multi-Chain-Szenarien wie Sidechains oder Cosmos der Fall ist.

Aber der tatsächliche Wert wurde bereits auf Chain B transferiert. Die schwächere Sicherheit von Chain 1 hat sich direkt auf Chain 2 ausgewirkt. Dies eröffnet die Möglichkeit von Double-Spend-Angriffen.

Stellen Sie sich nicht zwei, sondern einhundert miteinander verbundene Chains mit individuellen Sicherheitsniveaus vor, die Werte austauschen. Die Chain mit der schwächsten Sicherheit wird letztendlich die Sicherheit des gesamten Systems bestimmen, da sie das schwächste Glied darstellt. Es ist daher vorzuziehen, für alle Parachains die gleichen Sicherheitsgarantien zu haben. Dies kann erreicht werden, indem sie ihre Sicherheit poolen und an die Polkadot Relay Chain delegiert wird.

Das Sicherheitsmodell von Polkadot Pools die Ressourcen und wirkt so dem Problem des schwächsten Glieds im Netzwerk entgegen.

Darüber hinaus kann jeder Validator nur eine bestimmte Menge an Ressourcen einsetzen - Rechenleistung bei PoW oder finanzielle Einsätze bei PoS - was das Problem des schwächsten Glieds noch verschärft. Wenn Validatoren beginnen, verschiedene Chains zu sichern, werden einige Chains - in erster Linie die mit weniger attraktiven Anreizstrukturen - mit weniger wirtschaftlicher Sicherheit enden und ein leichteres Ziel für böswillige Akteure darstellen.

Ein weiterer Vorteil der gepoolten Sicherheit ist, dass Sie keine Validator Communities aufbauen müssen, um Ihre Blockchain zu sichern, sondern sich ganz auf die Aufgabe Ihrer Chain (d.h. die Runtime) konzentrieren können und einen Teil der Sicherheitsaspekte der Relay Chain von Polkadot überlassen.

Blockchain-Entwicklung einfach machen

Was wir bisher gelernt haben, ist, dass Polkadot ein heterogenes Multichain-Protokoll ist, das Blockchain-Interoperabilität und Pooled Security von Parachains ermöglicht. Lassen Sie uns nun untersuchen, wie wir die Möglichkeiten von Polkadot voll ausschöpfen können, indem wir die tatsächliche Entwicklung von Parachains so einfach wie möglich gestalten.

Als wir bei Parity mit dem Aufbau von Polkadot begannen, stellten wir fest, dass wir viel von dem wiederholten, was wir für unsere Ethereum- und Bitcoin-Clients entwickelt hatten, z. B. das Schreiben von RPC- und Datenbankkomponenten. Selbst die spezialisiertesten Blockchains haben viele Eigenschaften gemeinsam: einen Hashing-Algorithmus, eine Datenbank, Vernetzung usw.

Während die Idee oder das Design einer einzelnen Blockchain einen Konflikt zwischen Vielseitigkeit und Spezialisierung darstellt, führt der Erstellungsprozess vieler verschiedener Chains zu einer anderen Art von Trade-off. In einem System mit homogenen Shards kann das System durch Duplizieren von Shards skaliert werden. Bei heterogenen Shards wie bei Polkadot muss jeder Shard einzeln entworfen und implementiert werden, was den Entwicklungsprozess per se nicht skalierbar macht.

Substrate: ein Framework zum effizienten Aufbau verschiedener Blockchains

Um viele unterschiedliche Blockchains effizient aufbauen zu können, haben die Entwickler von Parity alle Funktionen, die zum Aufbau einer Blockchain benötigt werden, in einem Framework namens Substrate zusammengefasst. Die Idee war, alles, was man beim Aufbau von Ethereum- und Bitcoin-Implementierungen gelernt hat, zu übernehmen und die Erstellung einer Blockchain so einfach und flexibel wie möglich zu gestalten. Substrate wurde modular aufgebaut, um technische Freiheiten zu bieten, aber auch, um Funktionen wie Konten, Guthaben, Governance und Smart Contracts so einfach zu machen wie das Einstecken einer Bibliothek.

In den Worten von Polkadot-Mitbegründer Robert Habermeier ist Substrate "eine Reihe von Bibliotheken für all die Dinge, die beim Schreiben von Blockchains wirklich lästig sind." Substrate trennt die einzelnen Funktionalitäten einer Blockchain effektiv in Module auf und verallgemeinert sie so weit, dass sie dennoch effektiv für verschiedene Szenarien genutzt werden können, während ihre Handhabbarkeit eine nahezu sofortige Implementierung ermöglicht. Substrate wurde entwickelt, um Blockchains zu erstellen, die sich problemlos mit Polkadot verbinden lassen.

Vom werkseitig versiegelten Laptop zu einer vollständig spezifizierten Blockchain in 30 Minuten - Dr. Gavin Wood präsentiert Substrate auf der Bühne des Web3 Summit 2018, Berlin.

Entwickelt für maximale technische Freiheit und Leichtigkeit

Die mehrstufige Architektur von Substrate lässt Entwicklern die Wahl zwischen einfacher Entwicklung und technischer Freiheit. Die drei Schichten sind Substrate Core (mit Polkadot-Core-Integration), Substrate SRML und Substrate Node.

Entwickler können frei entscheiden, wie viel vom Substrate-Framework sie verwenden möchten

Um eine Blockchain zu erstellen und sie mit Polkadot zu verbinden, könnten Sie auf technischer Ebene Ihre eigene Blockchain von Grund auf neu erstellen und sie mit einer Blockvalidierungsfunktion in WebAssembly ausstatten. Von Grund auf neu bedeutet, dass Sie Ihren eigenen Node, RPC-Synchronisation, Vernetzung, Kryptographie, Datenbank, Speicherung, Konsens sowie erweiterte Funktionen wie einen Light-Client und Telemetrie implementieren müssen. Dieser Bare-Bones-Ansatz ist als Polkadot Core bekannt.

Wenn Sie das alles nicht von Grund auf neu erstellen möchten, können Sie mit Substrate Core beginnen. Substrate Core bietet Ihnen alle oben genannten Funktionen. Sie müssen lediglich Ihre eigene Runtime (State- Transition-Funktion) programmieren, haben aber auch die Möglichkeit, die Vernetzung, das Block-Authoring und die Transaktions-Warteschlangen-Funktionalität anzupassen.

Wenn Sie sich für die Substrate Runtime Module Library (SRML) entscheiden, müssen Sie nur die Module, die Sie benötigen, aus der Bibliothek auswählen und mit Ihren gewünschten Parametern konfigurieren. Ihre Blockchain wird mit Tools wie der Ereignisverfolgung und einem Blockchain-Explorer funktionieren. Außerdem können Sie die vorhandenen Module ändern oder bei Bedarf eigene Module schreiben.

Das Äquivalent der Blockchain-Entwicklung zum Zimmerservice ist Substrate Node. Mit Substrate Node erhalten Sie eine vollständige Smart Contract Blockchain, indem Sie einfach eine JSON-Konfigurationsdatei bereitstellen.

Substrate gibt Ihnen Werkzeuge an die Hand, mit denen Sie Ihre Blockchain schnell entwickeln können, ohne sich mit der Komplexität hinter jeder Funktion auseinandersetzen zu müssen. Lernen Sie mehr darüber, was Sie mit Substrate erhalten.

Polkadot ist nicht Substrate ist nicht Polkadot

Obwohl Substrate es sehr einfach macht, Blockchains für Polkadot zu erstellen, müssen Blockchains im Polkadot-Netzwerk nicht mit Substrate erstellt werden. Und selbst wenn Sie nicht wollen, dass Ihre Blockchain mit Polkadot verbunden wird, werden Sie Substrate als ein sehr nützliches Framework für die Erstellung einer modernen Blockchain empfinden.

In Zukunft könnte es Frameworks geben, die Substrate überflüssig machen, aber ebenfalls für die Integration mit Polkadot optimiert sind und Entwicklern eine Alternative bieten.

Weitere Informationen über die Beziehung zwischen Polkadot und Substrate finden Sie im Vortrag von Fabian Gompf auf dem Devcon IV Parity & Polkadot Meetup.

Bestehende Blockchains integrieren

Substrate und Polkadot sind nicht dazu gedacht, die bestehende Infrastruktur zu ersetzen. Vielmehr dienen sie dazu, diese zu verbinden und die Lücken bei den technischen Möglichkeiten zu schließen. Polkadot-Parachains erfordern mehr Aufwand als Smart Contract-basierte Dapps und manche Anwendungen rechtfertigen nicht die Einrichtung einer ganzen Parachain, andere hingegen schon. Dies hängt vom Umfang der jeweiligen Anwendung ab und muss im Einzelfall geprüft werden. Im Gegensatz zu Parachains stellen Smart Contracts eine Sandbox-Umgebung dar und erfordern weniger Sicherheitsmaßnahmen. Man könnte argumentieren, dass Parachains für interoperability (Kommunikation zwischen separaten Anwendungen/Chains) optimiert sind, während Smart Contracts für intraoperability (Kommunikation innerhalb einer Chain Runtime) optimiert sind.

Parachains, Blockchains im Polkadot-Netzwerk, sind durch die Relay Chain von Polkadot gesichert und können daher keinen eigenen Konsensmechanismus wählen. Wenn eine Blockchain ihren eigenen Konsensmechanismus verwenden möchte, kann sie eine Parachain als "Brücke" verwenden, um sich mit dem Netzwerk von Polkadot zu verbinden.

Eine Brücke Chain aus einer 10.000 Fuß Ansicht der Polkadot Architektur

Eine Bridge Chain ermöglicht es einer unabhängigen Blockchain wie Ethereum, mit ihrem eigenen Konsensmechanismus, sich mit dem Polkadot-Netzwerk zu verbinden. Im Gegensatz zu Parachains, bei denen die Sicherheit gepoolt wird, bleibt ein Netzwerk wie das Ethereum Mainnet unabhängig.

Mögliche Manifestationen von Substrat-basierten Chains

Die Parachain-Funktionalität mit Pooled Security erstreckt sich in diesem Fall nur auf die Brücke, während Ethereum, das mit der anderen Seite der Brücke verbunden ist, eher einer Sidechain ähnelt, bei der die Chains gegenseitig in der Lage sind, die Blockheader, State Transition und Finalität des jeweils anderen zu interpretieren.

Finalität in einer Proof-of-Stake (PoS) Blockchain bezieht sich auf den Zustand, in dem die Rückgängigmachung eines früheren Zustands dazu führen würde, dass eine beträchtliche Menge an gestaketen Token geslashed wird, weil eine Supermajorität der Validatoren der Chain den endgültigen Zustand genehmigt hat. Obwohl es technisch möglich ist, einen abgeschlossenen Block rückgängig zu machen, würde dies einen großen Fehler der Validatoren bedeuten. Diese Art von Endgültigkeit - bei der die Rückgängigmachung einen Fehler einer Supermajorität der Validatoren darstellt - ist in einer PoW Chain nicht möglich, da die Menge der Validatoren (Miner) theoretisch unendlich ist. PoW Chains haben daher eine "probabilistische" Endgültigkeit, da die Wahrscheinlichkeit einer Umkehrung ab einem bestimmten Punkt als vernachlässigbar angesehen wird.

Die Überbrückung von Chains mit probabilistischer Finalität wird sich auch auf die Latenz auswirken. Das bedeutet, dass es sinnvoll ist, eine angemessene Zeitspanne zu warten, um eine Transaktion, die z.B. von Ethereum zur Relay Chain kommt, als endgültig zu betrachten. Transaktionen innerhalb des Polkadot-Netzwerks mit seiner adaptiven, progressiven Finalität können viel schneller, fast sofort, als endgültig betrachtet werden. Daraus ergibt sich eine Wartezeit für eine Transaktion, die eine überbrückte Chain verlässt, aber fast keine Wartezeit für alle anderen Transaktionen im Polkadot-Netzwerk.

Forkless Runtime-Upgrades

Bislang wurden die Auswirkungen der Interoperabilität von Polkadot auf die Skalierbarkeit und die Sicherheit hervorgehoben. Es stellt sich jedoch auch die Frage, was im Falle einer Fork passiert. Sobald Blockchains voneinander abhängig sind, hat eine Abspaltung weitaus größere Auswirkungen als bei einer Aufspaltung eines isolierten Netzwerks in zwei einzelne Silo-Netzwerke. Dies gilt sowohl für die Relay Chain als auch für Parachains und bringt uns zu einer der aufregendsten Funktionen von Substrate, dem Forkless Runtime-Upgrade.

Aktualisierung des Netzwerks - der übliche Weg

Die allgemeine Praxis beim Upgrade eines Blockchain-Netzwerks besteht darin, die Regeln des zugrunde liegenden Protokolls zu ändern. Dies geschieht, um neue Funktionen einzuführen oder die bestehenden Regeln zu ändern. Wenn das Upgrade nicht mit älteren Versionen kompatibel ist, zwingt dies die Nodes zur Aktualisierung, um weiterhin an der aktuellen Version des Netzwerks teilnehmen zu können. Nodes, die nicht aktualisieren, sind nicht in der Lage, die neuen Regeln zu verstehen und werden vom Netzwerk getrennt und bilden möglicherweise ein alternatives Netzwerk. Während temporäre Forks dadurch entstehen, dass das Netzwerk einen Konsens findet, entstehen geplante, permanente Forks durch absichtliche Aktualisierungen des Netzwerks. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass das Netzwerk aktualisiert wird, indem es zurückgesetzt wird, was in einer interoperablen Umgebung unpraktisch ist. Die Relay Chain von Polkadot ist das Drehkreuz eines heterogenen Multichain-Ökosystems. Man kann sich leicht vorstellen, welche Probleme entstehen, wenn es zwei Versionen der Relay Chain gibt.

Aktualisierung des Netzwerks - der Substrate Weg

Seit Polkadot auf Substrate aufbaut, können wir eine praktische Funktion von Substrate nutzen, um Forks in der Relay Chain und auch in jeder anderen mit Substrate aufgebauten Blockchain zu umgehen. Wie funktionieren Substrate On-Chain-Updates?

Wenn ein Block erzeugt und über das Netzwerk verbreitet wird, führen die Substrate Nodes diesen Block aus, nachdem sie ihn verschiedenen generischen Prüfungen unterzogen haben. Die Ausführung eines Blocks wird von den Substrate Nodes durchgeführt, aber der Impuls dazu kommt von der Chain Runtime.

Was bedeutet es, einen Block auszuführen? Sobald der Block vom Konsens als gültig eingestuft wird, beginnt ein Node mit der Ausführung der darin enthaltenen Zustandsübergänge. Wenn er erfolgreich ist, speichert der Node den Block. Während der Verarbeitung der Zustandsübergänge greift der Node effektiv auf seine merklisierte Speicherdatenbank zu, die im Grunde ein Key-Value-Speicher ist. Substrate arbeitet mit diesem Key-Value-Store mit den grundlegenden Funktionen set_state und get_state. Jetzt kann Substrate mit einem Sonderfall für set_state ausgestattet werden, nämlich mit dem Schlüssel :code . In diesem Fall erwartet Substrate, dass eine WebAssembly (Wasm) Runtime bereitgestellt wird. Da die Blockchain Runtime in Wasm selbst läuft, kann sie mit einem neuen binären Blob von Wasm-Code versorgt werden. Dieses Stück Code wird als Teil der Zustandsübergänge ausgeführt und veranlasst die Runtime, wie im Blob angegeben zu aktualisieren.

Jedes Mal, wenn Substrate einen Block ausführt, prüft es seine Version des Codes und kann von der nativen Runtime auf die Wasm-Runtime auf der Chain umschalten, falls der Node nicht die aktuellste Version ausführt.

Die On-Chain Governance wird bei Polkadot eine wichtige Rolle spielen. Mechanismen zur Governance des Netzwerks sind in Planung und werden sich um Staking-basierte Abstimmungssysteme drehen. Verschiedene zusätzliche Maßnahmen wie ein Council sowie Stimmgewichtung, alternative Stimmauszählungssysteme und delegierte Abstimmungen werden sicherstellen, dass die Governance-Prozesse effizient und praktisch durchführbar sind und Minderheitsmeinungen im Netzwerk ausreichend respektieren. Wenn die Governance jedoch verbindlich sein soll, müssen die Entscheidungen, die aus den Abstimmungen hervorgehen, direkt auf der Chain umgesetzt werden, was eine Aktualisierung der Polkadot Runtime erfordert.

Der Governance-Mechanismus einer Chain kann für den :code key verantwortlich sein. Das bedeutet, dass Runtime-Aktualisierungen nur durch Governance-Entscheidungen ausgelöst werden können. Im Falle eines positiven Abstimmungsergebnisses wird der vordefinierte Schlüssel beispielsweise automatisch in die Menge der Zustandsübergänge eingetragen, wodurch die Governance-Entscheidungen auf der Chain verbindlich werden.

Zum Abschluss

Der Artikel hat die Kernkonzepte hinter Polkadot und Substrate aufgegriffen, wie sie entstanden sind und was sie für das Blockchain-Ökosystem als Ganzes bedeuten können. Wie wir gesehen haben, ergänzen sich Substrate und Polkadot perfekt. Während Polkadot es ermöglicht, ansonsten unzusammenhängende Chains mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verbinden, können wir mit Substrate diese Chains auf effiziente, sichere und vergleichsweise einfache Weise erstellen.

TL;DR

• Polkadot ist ein heterogenes Multichain-Protokoll. Das bedeutet, dass die an die Relay Chain angeschlossenen Shards nicht alle gleich sind, sondern es ermöglichen, dass verschiedene Nodes unterschiedliche Anwendungslogiken ausführen, so dass jede Chain zu einer eigenen Plattform wird. Wenn alle Shards in einem Sharded-System unterschiedliche Aufgaben haben können, ermöglichen sie eine Landschaft von sehr spezialisierten Shards (d.h. Blockchains).
• Indem wir spezialisierte Chains Nachrichten mit anderen spezialisierten Chains austauschen lassen, können wir die Netzwerkeffekte zurückgewinnen, die spezialisierte Chains normalerweise behindern würden. Polkadot verbindet eine Reihe von Blockchains, von allgemeinen bis zu app-spezifischen, um eine Plattform zu schaffen, die fortschrittlichere Anwendungen ermöglicht.
• Wenn wir das Dilemma zwischen Spezialisierung und Generalisierung durch die Einführung von Interoperabilität lösen, beseitigen wir auch Engpässe bei der Skalierbarkeit.
• Das Sicherheitsmodell von Polkadot Pools Ressourcen und wirkt damit dem Problem des schwächsten Glieds im Netzwerk entgegen. Parachains, Blockchains im Polkadot-Netzwerk, sind durch die Relay Chain von Polkadot gesichert und können daher keinen eigenen Konsensmechanismus wählen. Ein weiterer Vorteil von Pooled Security ist, dass es nicht notwendig ist, eine Validator Community zu gründen, um Ihre Blockchain zu sichern.
• Wenn eine Blockchain ihren eigenen Konsensmechanismus verwenden möchte, kann sie eine Parachain als "Brücke" verwenden, um sich mit dem Netzwerk von Polkadot zu verbinden.
• Um viele verschiedene (heterogene) Blockchains für das Polkadot-Ökosystem effizient aufbauen zu können, haben die Parity-Entwickler alle Funktionen, die für den Aufbau einer Blockchain benötigt werden, in einem Framework namens Substrate zusammengefasst. Die mehrschichtige Architektur von Substrate lässt Entwicklern die Wahl zwischen einfacher Entwicklung und technischer Freiheit.
• Obwohl Substrate es sehr einfach macht, Blockchains für Polkadot zu erstellen, müssen Blockchains im Polkadot-Netzwerk nicht mit Substrate erstellt werden.
• Substrate verfügt über die Fähigkeit, forklose Runtime-Upgrades durchzuführen. Sobald Blockchains voneinander abhängig sind, hat eine Abspaltung eine viel größere Auswirkung als bei einer Aufspaltung eines isolierten Netzwerks in zwei einzelne Silos.

Nächste Schritte

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