Polkadot Netzwerkarchitektur

Polkadot ist ein Multi-Chain-Protokoll, das darauf abzielt, viele Blockchains zu einem sicheren Gewebe zu verbinden, und es existiert, weil isolierte Chains nicht effektiv skalieren oder miteinander kommunizieren können. Das Netzwerk basiert auf einer Relay Chain, die die endgültige Sicherheit für jede verbundene Chain bereitstellt. Parachains sind unabhängige Blockchains, die in die Relay Chain integriert werden und auf einen klaren Zweck spezialisiert sein können. Parathreads bieten die gleichen Vorteile wie Parachains, jedoch auf einer Pay-as-you-go-Basis für Projekte mit intermittierender Konnektivität. Bridges verbinden dieses Ökosystem mit externen Blockchains und ermöglichen den Fluss von Token und Nachrichten zwischen verschiedenen Netzwerken. Polkadot sichert all dies mit einem Konsens namens Nominated Proof of Stake, der Token-Inhaber auffordert, zu staken und Validatoren auszuwählen, denen sie vertrauen. Validatoren betreiben die Knoten, die Blöcke auf der Relay Chain finalisieren, und müssen online und ehrlich bleiben, um Strafen zu vermeiden. Nominatoren sperren Tokens, um Validatoren zu unterstützen, und teilen sich Belohnungen, wenn ihre Wahlen gut abschneiden. Collators sammeln Transaktionen für jede Parachain und erstellen Blockkandidaten, die sie Validatoren zur Validierung vorlegen. Fishermen überwachen schlechtes Verhalten und melden Vergehen, damit das Netzwerk Betrüger bestrafen kann. Das Belohnungs- und Strafsystem ist unerbittlich; ehrliche Teilnehmer erzielen Erträge, während böswillige oder offline handelnde Akteure einen Teil ihres Stakes durch Slashing verlieren. Nominatoren können mehrere Validatoren gleichzeitig unterstützen, bis zu einem festen Limit, und bestimmte Belohnungsmathematik bedeutet, dass jeder aktive Validator-Slot gleichmäßig basierend auf dem kleinsten Stake in diesem Slot auszahlt. Das Einfordern von Belohnungen erfordert eine Aktion des Benutzers oder einer anderen Partei, die die Auszahlung vornimmt, und sobald eine Auszahlung für eine Ära beansprucht wird, erhalten alle Nominatoren für diese Ära ihren Anteil. Belohnungen, die nicht beansprucht werden, sind möglicherweise nur für einen begrenzten Zeitraum verfügbar, bevor sie nicht mehr beansprucht werden können. Das Design zielt auf Skalierbarkeit ab, indem die Arbeit über Parachains parallelisiert wird, auf Sicherheit durch Pooling der Validierung auf der Relay Chain und auf Interoperabilität durch die Nutzung von Bridges und standardisierten Nachrichtenformaten. Dieses Modell reduziert die Duplizierung des Sicherheitsaufwands und ermöglicht es Entwicklern, fokussierte Blockchains zu erstellen, ohne den Konsens neu zu erfinden. Kurz gesagt, Polkadot ist ein Framework, das ordentliche Grenzen zwischen Chains opfert, um Koordination, Geschwindigkeit und eine gemeinsame Immunität gegen Angriffe zu erkaufen, und es zwingt die Teilnehmer, wachsam zu bleiben oder die Kosten zu tragen, wenn sie es nicht tun.