Polkadot – Blockchain Framework mit Interoperabilität und Skalierbarkeit

Polkadot ist ein Multi-Chain-Framework des auf Ethereum-Projekte spezialisierten Unternehmens Parity Technologies, welches es unabhängigen Blockchains ermöglicht, Daten und Informationen über eine gemeinsame Plattform auszutauschen. Polkadot bietet eine hohe Interoperabilität durch einen strukturierten Nachrichtenaustausch im Netzwerk bei gleichzeitiger Skalierbarkeit.

Polkadot Network Logo
Polkadot Network Logo @polkadot.network

Polkadot – Gemeinsame Plattform für unabhängige Blockchains

Gavin Wood – der Entwickler hinter weiteren Projekten wie der Programmiersprache Solidity oder dem Blockchain-Entwicklungswerkzeug Substrate – hat Polkadot entwickelt, um die häufig mangelnde Skalierbarkeit von Blockchsin-Netzwerken aufzulösen. Insbesondere den drei Faktoren Interoperabilität, Skalierbarkeit und vollumfängliche Sicherheit wird in dem Zusammenhang eine hohe Bedeutung zugesprochen. Mittels einer sogenannten Relais-Chain werden koordiniert und geordnet die Daten in den durchaus weitläufigen Blockchain-Netzwerken verteilt. Die einzelnen Blockchains können dabei sowohl aktiv im Netzwerk auftreten, aber auch isoliert als abgeschottete Einheit fungieren.

Dies unterstützt den gewünschten Sicherheitsaspekt des Frameworks, ohne die einzelnen Ketten zu sehr in ihrer Funktion einzuschränken. Jede neue Blockchain oder vergleichbare Datenstruktur fügt sich bedingungslos in die Relaiskette ein und verstärkt gebündelt mit den bereits vorhandenen Ketten die Interoperabilität des gesamten Netzwerks. Dennoch sind dafür bestimmte Voraussetzungen zu erfüllen, denn nicht jede Blockchain ist bedingungslos zugelassen.

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Welche Voraussetzungen muss eine Blockchain erfüllen?

Um Teil des Polkadot-Frameworks zu sein muss eine Blockchain oder Datenstruktur folgende Anforderungen erfüllen:

  • Client-Proofs müssen schnell gebildet werden
  • Eine große Anzahl von Transaktionen müssen in kurzer Zeit autorisiert werden können
  • Uneingeschränkte Teilnahme am Netzwerkkonsens
  • Muss die Möglichkeit einer “Brücke” zu einer Chain mit ähnlichen Konsens anbieten

Die zuvor erwähnten Brücken sind dabei Teil der drei wesentlichen Bestandteile des Polkadot-Netzwerks und komplementieren mit der bereits erwähnten Relaiskette und den sogenannten Parachains das System. Die Brücken bietet quasi einen Link zu einer Blockchain mit einem eigenen wie Ethereum. Die Parachains sind eine Art Sammelstelle im Netzwerk, die die Transaktionen sammeln und verarbeiten.

Polkadot Multi-Chain Technology
Polkadot Multi-Chain Technology @polkadot.network

Aufbau und Funktionsweise des Polkadot-Protokolls

Das Protokoll hinter Polkadot besteht aus mehreren Schichten. Die drei unteren Schichten dieses Protokolls werden als Polkadot Runtime Environment (PRE) bezeichnet und finden sich in jeder Parachain des Netzwerkes wieder. Die oberen Schichten unterscheiden sich dabei in ihrer Art und Weise von den unteren Ebenen. Sie sind in jeder angeschlossenen Parachain einzigartig und basieren auf dem Web3-Stack. Ein gutes Beispiel in diesem Zusammenhang ist das ebenfalls von Parity Technologies entwickelten und vollständig in die PRE integrierbare Entwicklungsumgebung Substrate.

Die Funktionsweise ist durchaus komplex und ist am besten durch den Blick auf die einzelnen Rollen der Teilnehmer in dem gesamten Netzwerk zu erklären. Im Grunde gibt es vier Teilnehmer im Netzwerk:

  • Validatoren (Validators)
  • Nominatoren (Nominators)
  • Kollaboratoren (Collators)
  • Fischer (Fisherman)

Die Validatoren validieren und bestätigen die Datenblöcke im Polkadot-Netzwerk und spielen daher eine durchaus wichtige Rolle. Dem gegenüber stehen die Nominatoren, die einen Mechanismus zur Auswahl vertrauenswürdiger Validatoren bieten und somit einen starken Sicherheitsaspekt im Netzwerk. Die Kollaboratoren tragen ebenfalls zur Sicherheit bei und agieren auf der Parachain-Ebene. Dabei ist die Funktionsweise und Aufgabe ähnlich die der Nominatoren. Zuletzt haben die Fischer die Aufgabe, das Netzwerk auf Ungereimtheiten und Manipulationen zu durchsuchen.

Linktipp: Stärkster Mitbewerber ist das Cosmos Protokoll