Blockchain-Interoperabilität: Cosmos vs. Polkadot

Blockchain-Interoperabilität könnte die nächste große Innovationswelle sein, die einen enormen Mehrwert beim Ausbau des dezentralen Internets schafft.

Zwei der Top-Kandidaten für ein Netzwerk von Blockchains sind The Cosmos Network und The Polkadot Network. Wir werden die Protokolle, das Netzwerkdesign, die Sicherheitsmodelle, die technischen Stacks und vieles mehr der einzelnen Teams untersuchen.

Aber zuerst müssen wir erklären, was Blockchain-Interoperabilität auf hohem Niveau bedeutet.

Was ist Blockchain-Interoperabilität?

Die Blockchain-Interoperabilität ist komplex. Versuchen wir also, sie auf einfachste Weise zu erklären.

Blockchain-Interoperabilität würde bedeuten, Ether zu senden und Bitcoin auf natürliche Weise über Blockchain-Protokolle zu empfangen, ohne dass ein Dritter wie eine Vermittlungsstelle hinzukommt. Es ist ein einfacher Wunsch, der jedoch noch nicht in Erfüllung gegangen ist.

Sowohl Polkadot als auch Cosmos erstellen Protokolle für Blockchains, um sicher und zuverlässig miteinander zu interagieren. Die Protokolle ermöglichen die Erstellung neuer Blockchains, die Transaktionen und Nachrichten untereinander senden können.

Warum ist es wichtig?

Ein Netzwerk von Blockchains ermöglicht Netzwerkeffekte, um das dezentrale Internet zu verbessern. Wenn alles verbunden ist, bringt es mehr Kapital, eine bessere Benutzererfahrung und mehr Brainstorming, um das Netzwerk zu verbessern.

Die Blockchain-Interoperabilität kann die Skalierbarkeit, Geschwindigkeit und Erweiterbarkeit von Blockchains erheblich verbessern. Wenn beispielsweise eine Blockchain auf 100 Transaktionen pro Sekunde begrenzt ist, können Sie eine zweite identische Blockchain erstellen, um 200 Transaktionen pro Sekunde zu erreichen, die mit der anderen Blockchain zusammenarbeiten können. Sie können dies tun, um 1000 Transaktionen zu ermöglichen.

Außerdem können private, öffentliche und Konsortialblockketten eine Verbindung herstellen. Schließlich könnten Blockchains sogar mit Fiat-Bankensystemen wie SWIFT zusammenarbeiten. [1]

Warum sich auf Cosmos und Polkadot konzentrieren?

Aus meiner Forschung habe ich herausgefunden, dass sie die vielversprechendsten Projekte sind. Beide haben starke technische Teams, sie haben einen guten Ruf in der dezentralen Community, sie sind seit vielen Jahren im Blockchain-Bereich und sie haben eine beträchtliche Menge an Blockchain-Code von Grund auf neu geschrieben.

Quelle: Cosmos Network Website und Polkadot Network Website

Sie haben ähnliche Strategien, um die Blockchain-Interoperabilität zu lösen, jedoch mit subtilen Unterschieden in Protokollen und Designs. Diese Unterschiede haben Kompromisse zwischen Sicherheit, Datenschutz, Effizienz, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit.

Schauen wir uns nun an, wie die Zukunft der Blockchain-Interoperabilität aussieht.

Das Kosmos-Netzwerk

Das Cosmos-Team arbeitet seit 2014 mit der Veröffentlichung von Tendermint an der Blockchain-Interoperabilität. [5] Tendermint ist eine byzantinische, fehlertolerante Konsensus-Engine zusammen mit einem Peer-to-Peer-Netzwerk-Klatschprotokoll.

Kosmos - Das Internet der Blockchains [3]

Sie bauen das Cosmos Network, eine Blockchain, die auf Tendermint aufgebaut ist. Tendermint und Cosmos gehören beide zur InterChain Foundation. In zwei einfachen Diagrammen wird erläutert, wie sie das Netzwerk entworfen haben.

Auf hoher Ebene bestehen Blockchains aus drei Hauptkomponenten: dem Netzwerk von miteinander kommunizierenden Computerknoten, einem Konsensprotokoll, mit dem sich die Knoten auf neue Blöcke einigen können, und einer Anwendungsebene mit einem eigenen Status (z. B. Ethereum-Konten). die ein Ether-Gleichgewicht als Zustand speichern. “[4]Tendermint kümmert sich um die Netzwerk- und Konsensschicht einer Blockchain. Auf diese Weise können Blockchains ihre eigene Stateful-Anwendung erstellen, die auf Tendermint aufbaut. Dieses Diagramm zeigt eine ABCI-Anwendung, die über das ABCI-Protokoll mit Tendermint interagiert. Dies wird im nächsten Abschnitt erläutert. [4]

Technisches Design und Protokolle

Tendermint (Konsens und Vernetzung)

Tendermint ist eine praktische byzantinisch-fehlertolerante (PBFT) Zustandsmaschine. Es erfordert eine bekannte Gruppe von Validatoren, um zu einem Konsens über einen Block zu gelangen. Das Cosmos-Netzwerk benötigt mindestens 2/3, um einen Konsens zu erzielen. Unter der Annahme, dass weniger als 1/3 der Validatoren byzantinisch sind, wird sich das Netzwerk niemals aufteilen, da Validatoren keine widersprüchlichen Blöcke auf derselben Höhe festschreiben können. Dies liegt in der Tatsache begründet, dass Tendermint die Sicherheit gegenüber der Lebendigkeit bevorzugt. [5]

Application Blockchain Interface (ABCI)

Das ABCI ist eine Schnittstelle, die die Grenze zwischen der Replikationsengine (Tendermint) und der Statusmaschine (der Blockchain) definiert. Das ABCI ist die einzige Möglichkeit, den Blockchains-Status zu aktualisieren, und nur Tendermint hat Zugriff auf Statusänderungsfunktionen für die Blockchain. Dieses Design ist eine großartige Sicherheitsstrategie, da es nur einen Einstiegspunkt gibt, um den Status zu ändern.

In der folgenden Abbildung ist der Tendermint-Stapel aufgeschlüsselt. Sie zeigt, wie Knoten in einem Peer-to-Peer-Netzwerk zusammen mit den Komponenten der einzelnen Knoten verbunden sind.

Die fünf Knoten bilden ein Peer-to-Peer-Netzwerk. Jeder Knoten ist ein Computer, auf dem Tendermint Core ausgeführt wird. Tendermint kann über das ABCI-Protokoll eine Verbindung zu Blockchains herstellen. Der Light Client-Knoten unten links kann über einen RPC-Aufruf eine Verbindung zu einem beliebigen Tendermint-Knoten herstellen. [13]

Interoperabilität im Kosmos

Inter Blockchain Communication (IBC)

Das Cosmos-Netzwerk verfügt über das IBC-Protokoll (Inter Blockchain Communication), mit dem Blockchains mit anderen Blockchains interagieren können. Das Blockchain-Netzwerk wird über IBC kommunizieren, wobei das Cosmos-Netzwerk der zentrale Hub ist. Blockchains sind in einem Hub- und Speichenmodell mit dem Cosmos Hub verbunden. Die Speichen des Netzwerks werden als Zonen bezeichnet (siehe Abbildung unten).

Der Cosmos Hub ist die Hauptblockchain, die alle anderen Blockchains verbindet, die auf dem Cosmos-Netzwerk aufbauen. Jede Zone ist eine eigene Blockchain und zusammen bilden sie ein Hub-and-Spoke-Modell für die Konnektivität. [6]

Der technischere Begriff für IBC ist Chain Relay. [1] Kettenrelais ermöglichen es Blockchains, Ereignisse in anderen Blockchains zu lesen und zu validieren. Ein intelligenter Vertrag für Kette A möchte beispielsweise herausfinden, ob ein Ereignis in Kette B stattgefunden hat. Dazu muss ein intelligenter Vertrag für Kette B einen Blockheader für Kette A nehmen und sicherstellen, dass er den Konsens erfüllt und die Endgültigkeit erreicht hat . [1]

Im Wesentlichen baut Cosmos ein Netzwerk auf, in dem es einfach ist, neue Blockchains zu erstellen, die vom ersten Tag an über Kettenrelais interagieren können. Jede Blockchain würde auf Tendermint laufen, wie das folgende Diagramm zeigt.

Der Cosmos Hub interagiert mit 4 anderen Blockchains, die auf Tendermint laufen. Durch das Design des IBC-Protokolls können sie leicht den jeweiligen Status lesen und darauf reagieren. Die obere linke Kette ist eine Peg-Zone, die im nächsten Abschnitt erläutert wird. [4]

Solange eine neue Blockchain dem IBC-Protokoll folgt, kann sie sich dem Netzwerk anschließen. Dies umfasst sowohl öffentliche als auch private Blockchains.

Peg-Zonen

Peg Zones ermöglichen es The Cosmos Network, eine Verbindung zu Live-Blockchain-Netzwerken wie dem Ethereum Mainnet herzustellen. Die Möglichkeit, eine Verbindung zu aktiven Blockchains herzustellen, ist eine Hauptanforderung für jedes interoperable Blockchain-Netzwerk. Peg Zones sind kompliziert, aber versuchen wir einfach zu erklären, wie sie funktionieren.

Sie benötigen ein gemeinsames Sicherheitsmodell, in dem der Cosmos Peg Zone Validator auch einen Ethereum Mainnet-Knoten ausführt. Der spezielle Validator genehmigt die Interaktionen zwischen den beiden Ketten. Dies ist eine komplizierte Infrastruktur, die eingerichtet werden muss, und Sie müssen auch dem Team vertrauen, das die Peg-Zone verwaltet. [7]

Der tatsächliche Austausch von Assets erfordert einen Smart-Vertrag von Ethereum Mainnet, um Ether zu sperren, wodurch wiederum neue Token in der Peg-Zone erstellt werden, die „Cosmos-Ether“ darstellen und über IBC im Cosmos-Netzwerk gesendet werden können. Auf der Cosmos-Seite würde der Validator Atome blockieren, wodurch wiederum ein ERC-20-Atom-Token erstellt würde, das über das Ethereum-Mainnet gesendet werden kann. [7] Dies würde eine vollständige Interoperabilität der Vermögenswerte zwischen Cosmos und dem Ethereum Mainnnet ermöglichen.

Erreichen der Interoperabilität zwischen zwei Ketten

Jedes interoperable Netzwerk benötigt mindestens zwei Blockchains, die Nachrichten und Transaktionen austauschen können. Ethermint ist die Lösung, die Cosmos für die erste Kette entwickelt hat, die mit dem Cosmos Hub interagiert.

Ethermint ist eine Blockchain, die das Cosmos-Team nach dem Start von Cosmos Hub Mainnet starten möchte. Es ist für das vierte Quartal 2018 vorgesehen. [8] Die einfachste Möglichkeit, Ethermint zu beschreiben, besteht darin, dass es sich um die Ethereum-Blockchain handelt, an deren Stelle der Proof-of-Work-Konsensus-Algorithmus steht und die Tendermint-Konsensus-Engine ihn ersetzt. Auf diese Weise kann eine auf Ethereum Virtual Machine basierende Blockchain problemlos über IBC mit dem Cosmos-Netzwerk interagieren. [9]

Das Genie hinter Ethermint ist der „harte Löffel“, den das Team plant. Sie werden zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Snapshot aller Ethereum-Konten erstellen und diesen Status zum Erstellen der neuen Ethermint-Zone verwenden. Auf diese Weise können sie das vorhandene Netzwerk von Ethereum-Entwicklern booten und erhalten neue Token und schnellere Transaktionsgeschwindigkeiten.

Ethermint wurde ausgewählt, um zuerst anstelle einer Peg-Zone für das Ethereum-Mainnet erstellt zu werden, da es technisch einfacher zu bauen ist. Für ein Netzwerk von Blockchains ist es jedoch wichtig, Peg Zones zu haben. Bitcoin und Ethereum haben so viel Schwung hinter sich, dass es für Cosmos oder Polkadot sehr riskant wäre, sie zu ignorieren.

Der Cosmos Hub

Der Cosmos Hub ist die Hauptblockchain, die als zentraler Konnektor für alle Blockchains im Cosmos Network fungiert. Es handelt sich um eine von Tendermint betriebene Blockchain mit Multi-Asset-Proof-of-Stake-Funktion. Das Hauptzeichen des Cosmos Hub ist das Atom, und das Atom wird zum Abstecken und Steuern der Blockchain verwendet. Der Hub startet mit 100 Validatoren und wird jedes Jahr erweitert. [5]

Atominhaber können entweder ein Validator oder ein Delegator sein. Ein Validator richtet einen vollständigen Knoten ein, der das Netzwerk sichert und Transaktionen verarbeitet. Ein Delegator delegiert seine Atome an einen Validator, basierend auf seiner persönlichen Überprüfung, welche Validatoren vertrauenswürdig sind und einen Knoten ausführen können.

Validatoren setzen die Atome ein und erhalten Atom als Belohnung für jeden Block. Diese Belohnungen werden gegen eine geringe Gebühr für den Betrieb des Validator-Knotens an die Delegatoren weitergegeben. [5]

Um Validators ehrlich zu halten, wird ein Validator, der böswillig handelt und falsche Daten in der Blockchain veröffentlicht, finanziell bestraft, indem er einige seiner Atome verliert. Dies wird im Allgemeinen als "Slashing" bezeichnet. Diese spieltheoretischen Anforderungen werden verwendet, um Anreize für ein gutes Verhalten in einer Proof-of-Stake-Blockchain zu schaffen. [5]

Die Token stehen auch für Governance. Ein Atom ist eine Stimme für jeden Vorschlag im Netzwerk, z. B. für Software-Upgrades. Die Governance-Protokolle von Cosmos sind recht einfach. Die Delegierten können selbst abstimmen oder ihre Stimmrechte an den Validator weitergeben, an den sie delegieren. Validatoren müssen über jeden Vorschlag abstimmen, sonst werden sie gestrichen.

Aktueller Status beim Start von Mainnet

Sie testen derzeit das Testnetz mit Teilfunktionalität, sind jedoch kurz davor, eine vollständig implementierte Version der Software zum Testen bereitzustellen. Sie werden das Live-Mainnet irgendwann im dritten Quartal 2018 veröffentlichen. Sie werden jedoch Transaktionen einfrieren, bis sie zufrieden sind, dass das Netzwerk stabil ist. [8]

Sobald dies erledigt ist, werden sie IBC implementieren und dann einen "harten Löffel" Ethereum für Ethermint machen. [16] Eine ausführlichere Erklärung zu ihrer Roadmap finden Sie hier.

Entwickler bauen auf Kosmos

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Entwickler auf dem Cosmos-Netzwerk aufbauen können. Erstellen neuer Blockchains, die IBC für die Interaktion miteinander verwenden, und Erstellen intelligenter Verträge in Cosmos Zones. Um Blockchains zu erstellen, haben sie das Cosmos SDK erstellt, mit dem Entwickler problemlos neue Blockchains im Cosmos-Netzwerk erstellen können.

Cosmos SDK

Das Cosmos-Team veröffentlicht das „Cosmos SDK“, mit dem Entwickler ihre eigenen Blockchains im Netzwerk mit einem einfachen modularen Ansatz entwerfen können. Das SDK wird verwendet, um den Cosmos Hub zu erstellen. Wenn das Mainnet gestartet wird, kann das SDK auch von Entwicklern verwendet werden, um eigene Blockchains zu erstellen. Der Cosmos Hub baut auf der Basisanwendung auf, die mit Tendermint im Cosmos-Netzwerk ausgeführt wird, und verfügt dann über Module für Absteckung, Governance und IBC. [5]

Auf diese Weise können Entwickler das SDK verwenden, die Basis-Blockchain-Anwendung auswählen, Module wie Governance oder Staking hinzufügen, eigene Module erstellen und auf einfache Weise ihre eigene Blockchain starten, die zusammenarbeiten kann. Dies ist eine aufregende Gelegenheit, da damit eine neue dezentrale Plattform geschaffen wird, auf der Entwickler aufbauen können, anstatt nur das Token-Modell Ethereum zu popularisieren.

Das SDK ist in Golang verfasst, Pläne für zukünftige Sprachen werden unterstützt. Aber für das erste Jahr oder so muss eine Blockchain im Netzwerk in Go geschrieben werden.

Erstellen von dApps auf Cosmos

Ethermint ist die erste Implementierung, mit der Sie dApps im Cosmos-Netzwerk erstellen können. Da es sich um eine EVM-basierte Blockchain handelt, können die Verträge in Solidity geschrieben werden. Die Transaktionsgeschwindigkeiten dieses Netzwerks werden sich ebenfalls erhöhen, da der Tendermint-Konsens viel mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann als der von Ethereum Mainnet durchgeführte Proof-of-Work-Konsens.

Tupfen

Das Polkadot-Netzwerk ist ein weiteres Projekt, das die Blockchain-Interoperabilität mit einem starken technischen Team in Angriff nimmt. Polkadot wird von Parity entwickelt, dem gleichen Team hinter dem gleichnamigen Ethereum-Client, der in der Sprache Rust geschrieben ist.

Das Polkadot-Netzwerk [10]

Technisches Design und Protokolle

Konsens

Sie haben auch die Konsensarchitektur von der staatlichen Anwendung abgekoppelt, wie es Cosmos getan hat. Ihre Konsens-Engine ist laut ihrem Whitepaper tatsächlich von Tendermint und HoneyBadgerBFT inspiriert. [11]

Eine Aufschlüsselung des Polkadot-Tech-Stacks. Ein Peer-to-Peer-Netzwerk mit Konsens als äußerer Ebene, das über einen WebAssembly-Interpreter eine Verbindung zur Blockchain-Statusmaschine herstellt. [12]

Kürzlich haben sie in einem Youtube-Video erwähnt, dass sie planen, einen hybriden Konsensmechanismus mit Aurand und Tendermint für PBFT zu verwenden. Aurand ermöglicht einem zufällig ausgewählten Validator, einen Block vorzuschlagen, ohne den Konsens von 2/3 zu benötigen. Das hybride Design ermöglicht einen viel schnelleren Konsens, bringt aber auch die Möglichkeit mit sich, dass einige Blöcke zurückgesetzt werden müssten, wenn ein Validator böswillig handelt. [12]

Das Hybrid-Design von Tendermint PBFT und Aurand. Tendermint garantiert die Endgültigkeit alle 5 Blöcke in diesem Diagramm, während die vier dazwischen liegenden Blöcke schnell verarbeitet werden, ohne dass ein 2/3 Konsens erforderlich ist. Es ist schneller als PBFT, aber es gibt Kompromisse. Fehlerhafte Blöcke können jetzt veröffentlicht werden, sodass sie zurückgesetzt werden müssen. [12]

Polkadots Interoperabilität

Die Interoperabilitätsstrategien von Cosmos und Polkadot sind ebenfalls ähnlich. Das Polkadot-Netzwerk verfügt über die Relay-Kette, die als zentraler Anschluss fungiert und wie der Cosmos-Hub funktioniert. Es hat Blockchains, die mit der Relay Chain verbunden sind, die sie Parachains genannt haben. Cosmos Zones und Parachains dienen demselben Zweck. Polkadot verfügt außerdem über Brücken, über die Verbindungen zu aktiven Blockchains hergestellt werden können, die den Peg Zones von Cosmos ähneln.

Fallschirme

Parachains und Cosmos Zones verwenden beide Kettenrelais, um die Blockchain-Interoperabilität zu gewährleisten. Sie unterscheiden sich jedoch in ihrer Umsetzung. Der größte Unterschied besteht darin, wie sie die Ketten verbinden und die Sicherheit teilen möchten. Mit Polkadot wird die Netzwerksicherheit zusammengefasst und gemeinsam genutzt. Dies bedeutet, dass einzelne Ketten die kollektive Sicherheit nutzen können, ohne bei Null anfangen zu müssen, um an Bodenhaftung und Vertrauen zu gewinnen. [13]

Dies geschieht durch Verbinden von Punkten, um neue Parachains zu erstellen, sowie durch Entfernen von Parachains, die durch Auflösen von Punkten nicht mehr nützlich sind. Für Cosmos müssen keine Atome gebunden sein, um eine weitere Kette zu erstellen. Sie entscheiden mithilfe von Governance, ob der Haupt-Cosmos-Hub eine Verbindung zu einer Cosmos-Zone herstellen soll oder nicht. [13]

Brücken

Bridges und Peg Zones sind zwei Namen für dasselbe. Beide ermöglichen eine Verbindung zu einem aktiven Blockchain-Netzwerk wie dem Ethereum Mainnet. Es wird erwartet, dass sowohl Cosmos als auch Polkadot zu Beginn schnell eine Brücke zum Ethereum-Mainnet bauen wollen.

Erreichen der Interoperabilität zwischen zwei Ketten

Wie bereits erwähnt, ist Ethermint die erste Kette, die mit dem Cosmos Hub zusammenarbeitet. Es ist wahrscheinlich, dass Polkadot auch eines erstellen wird. Sie sollten keine großen Schwierigkeiten haben, eine zu erstellen, da sie bereits so viel Erfahrung mit dem Ethereum Parity-Client haben.

Polkadot-Netzwerk

Das Polkadot Network ist eine Proof-of-Stake-Blockchain, und die einheimischen Token sind "Dots". Die Punkte bieten Governance sowie spieltheoretische Anreize für Token-Inhaber, sich ehrlich zu verhalten. Der zentrale Hub des Netzwerks ist die Relay-Kette. Sie funktioniert ähnlich wie der Cosmos-Hub im Cosmos-Netzwerk. Das Netzwerk besteht aus Validatoren, Nominatoren, Collatoren und Fischern als den vier Hauptakteuren. [13] Polkadot hat auch Schrägstriche, um schlechtes Benehmen zu bestrafen.

Validatoren auf Polkadot dienen demselben Zweck wie Validatoren im Kosmos, und Nominatoren in Polkadot sind wie die Delegatoren im Kosmos. [11] Das folgende Diagramm aus dem Polkadot-Whitepaper zeigt, wie die einzelnen Aktionäre miteinander interagieren.

Die Interaktionen zwischen den vier Aktionären von The Polkadot Network. [11]

Von Validatoren wird nicht erwartet, dass sie eine vollständig synchronisierte Datenbank aller Parachains führen, da zu viele Daten gespeichert werden müssten. Aus diesem Grund wird der Validator die Aufgabe des Speicherns und Validierens neuer Parachain-Blöcke an einen Dritten, den sogenannten Collator, übergeben. Eine Hauptfunktion von Collators besteht darin, gültige Parachain-Blöcke zu erzeugen. Sie müssen einen vollständigen Knoten verwalten. Sie führen einen nicht versiegelten Block mit einem Null-Wissensnachweis aus und stellen ihn einem oder mehreren Prüfern zur Verfügung, die dafür verantwortlich sind, der Relaiskette einen Parachain-Block vorzuschlagen. Sortierer und Prüfer erhalten für diese Aufgaben Transaktionsgebühren. [11]

Fischer sind wie unabhängige Kopfgeldjäger, die große Belohnungen suchen. Es wird erwartet, dass ihre bloße Existenz nur selten zu Fehlverhalten führt, da Validatoren und Collatoren wissen, dass sie gefangen und aufgeschlitzt werden. Die Fischer schicken Beweise für illegale Aktivitäten, die von Validatoren oder Kollaborateuren erstellt wurden. [11]

Governance hat einige Ebenen, von denen die wichtigste über das Netzwerk mit Dots abgestimmt wird. Sie planen auch einen Rat mit 12 bis 24 Konten, der über Vorschläge abstimmt, die von den Interessengruppen nicht beachtet wurden. [14] Dies ist eine Ersatzlösung für die geringe Wahlbeteiligung. Sie haben versprochen, Adaptive Quorum Biasing hinzuzufügen. Sie haben die Tür geöffnet, um verschiedene Abstimmungskennzahlen hinzuzufügen, z. B. Langzeitinhaber oder Validatoren oder sogar dApp-Teams, die seit langem Beiträge zum Netzwerk leisten. [15] Das sind aber momentan nur Ideen.

Aktueller Status beim Start von Mainnet

Ihr erster Proof of Concept war in der Lage, Blöcke zu validieren und Zustandsübergänge zu vereinbaren. Sie konnten ein paar Punkte über ein Testnetz senden. Der Proof of Concept ist in Rust geschrieben und die Laufzeit wird in WebAssembly erstellt. [16]

Sie haben einen geplanten Starttermin für das 3. Quartal 2019 angekündigt und immer wieder angekündigt, dass sie auf dem richtigen Weg sind, diesen Termin einzuhalten. [16]

Entwickler, die auf Polkadot aufbauen

Substrat

Substrat ist ein Tech-Stack, auf dem Blockchains aufgebaut werden können. Es ist eine sehr ähnliche Idee zu dem, was Cosmos mit dem Cosmos SDK gemacht hat. Das Polkadot-Netzwerk basiert auf Substrate, genau wie der Cosmos Hub auf dem Cosmos SDK. Sie müssen sich keine Gedanken über Konsens oder Vernetzung machen, sondern können sich nur auf die Blockchain-Anwendung konzentrieren.

Das Substrat ist in Rust geschrieben, die Kernfunktionalität der Zustandsmaschine wird jedoch in WebAssembly kompiliert. Es kann nativ mit dem entsprechenden Rust-Code oder über den WebAssembly-Interpreter ausgeführt werden. [14] Dies ist in der folgenden Abbildung zu sehen.

Wenn der native Client-Knoten auf dem neuesten Stand ist, kann er den WebAssembly-Code nativ ausführen. Andernfalls muss der WebAssembly-Interpreter in der Kette verwendet werden, der langsamer ist. [12]

DApps auf Polkadot erstellen

Sie können dApps auf den Parachains erstellen, die intelligente Verträge unterstützen. Dies ähnelt Cosmos, bei dem sowohl die Polkadot-Relay-Kette als auch der Cosmos-Hub keine intelligente Vertragsunterstützung haben, ihre Verbindungsketten dies jedoch können.

Vergleich von Cosmos und Polkadot

Schauen wir uns die Hauptkomponenten jedes Netzwerks an und wie sie sich gegenüberstehen. Dies ist der saftige Teil des Artikels, in dem Sie die Unterschiede vergleichen und selbst entscheiden können, welches Netzwerk wahrscheinlich erfolgreicher ist!

Konsensprotokolle

Beide verwenden Tendermint für den PBFT-Konsens, obwohl Polkadot verspricht, einen hybriden Konsens mit Aurand zu verwenden. Der hybride Ansatz wird den Konsens beschleunigen, kann jedoch zum Zurücksetzen von Blöcken führen. Beide Ansätze müssen noch in einem Blockchain-Netzwerk getestet werden. Beide Protokolle sind viel schneller als die Proof-of-Work-Protokolle von Ethereum oder Bitcoins.

Polkadot erwähnt auf seiner Website auch, dass sie "Optimistic BFT Proof of Authority" verwenden möchten, es ist jedoch nicht klar, was sie damit meinen. Die Web3-Stiftung erklärte in jüngerer Zeit, dass „Polkadot vollständig offen und öffentlich sein soll, ohne dass eine bestimmte Organisation oder vertrauenswürdige Autorität dafür erforderlich ist.“ Aus dem Gesamtdesign von Polkadot, das im Whitepaper dargelegt wurde, geht hervor, dass der Nachweis erbracht wurde, dass Einsätze mit Punkten werden die dominierenden Faktoren für den Konsens sein. Wenn ein Berechtigungsnachweis verwendet wird, spielt dieser wahrscheinlich eine untergeordnete Rolle.

Token- und Proof-of-Stake-Design

Sie haben beide ein Symbol, das für das Regieren und Setzen verwendet wird. Jeder hat Validatoren, die das Netzwerk sichern, und dann Delegatoren / Nominatoren, die Token an einen Validator binden. Polkadot hat Collators hinzugefügt, um bei den Fallschirmspringern zu helfen, und Fisherman, um schlechte Schauspieler im Auge zu behalten. Beide haben einen Schrägstrich für schlechte Schauspieler, und die Schrägstrichparameter werden wahrscheinlich beim Start des Netzwerks optimiert und getestet. Polkadots Proof-of-Stake-Design ist weiter fortgeschritten, aber das macht es auch komplizierter.

Der Vorteil von Cosmos besteht darin, dass sie mit dem Mainnet an erster Stelle stehen. Durch ihr einfaches Design können die Stakeholder leichter ein stabiles dezentrales Netzwerk organisieren und aufbauen. Der Vorteil von Polkadots ist, dass das Netzwerk durch die vier Stakeholder noch stärker dezentralisiert werden kann. Es ist schwer herauszufinden, welche Strategie besser funktioniert, aber die Zeit wird es zeigen.

Führung

Cosmos hat ein weniger komplexes Governance-Protokoll, da es nur auf Validatoren, Delegatoren und einer schriftlichen Verfassung basiert.

Polkadot verspricht mehr Governance, indem es eine adaptive Quorum-Verzerrung hinzufügt, und einen Rat von Validatoren, die über Vorschläge abstimmen, bei denen nur geringe Stakeholder auftreten.

Bei Live-Blockchains ist die Governance nachweislich weitgehend ungetestet, und von beiden Teams wird erwartet, dass sie zu Beginn Vorschläge zur Optimierung der Governance-Protokolle vorlegen. Beide Entwürfe sind einfach genug, um durch kleine Iterationen und Verbesserungen einen natürlichen Fortschritt hin zu einem stärkeren dezentralen Governance-System zu ermöglichen. Es ist besser, einfach zu beginnen und die Komplexität zu erhöhen, als am Anfang eine Reihe von Regeln und Vorschriften aufzustellen.

Die Netzwerke scheinen auch dezentral genug zu sein, um zu verhindern, dass einige Validatoren das Netzwerk kontrollieren. Hoffentlich können sie auf diese Weise einige der Probleme vermeiden, die beim Start von EOS Mainnet mit der niedrigen Schwelle von 21 Blockherstellern aufgetreten sind, denen vorgeworfen wurde, zu zentralisiert zu sein.

Sicherheit

Polkadot ermöglicht die gemeinsame Pool-Sicherheit zwischen Parachains und der Relay-Kette, und Cosmos hat es den Zonen überlassen, ihre eigenen Netzwerke zu sichern. Um ein neues Parachain zu starten, müssen Sie eine große Anzahl von Punkten ansammeln und diese einsetzen, um Ihr Parachain mit dem Polkadot-Netzwerk zu verbinden. Daher ist die Sicherheit jedes Parachains in den Punkten selbst verwurzelt, wodurch ein gemeinsames Sicherheitsmodell für das gesamte Netzwerk erstellt wird.

Cosmos plant, dass Zones ihr eigenes Sicherheitsmodell verwalten können, das als Sovereign Zone bezeichnet wird. Der Cosmos Hub verwendet Governance, um zu entscheiden, welche Zonen eine Verbindung herstellen dürfen. Andere Hubs und Zonen können ihre eigene Sicherheitsmethode auswählen, was dem Netzwerk viel Flexibilität bietet.

Führen Sie in jedem Fall nur eine IBC-Tokenübertragung mit einer anderen Zone oder einem Hub durch, denen Sie vertrauen. Eine Zone plant möglicherweise, Transaktionen in Zukunft heimlich zu zensieren. Sie sollten daher den Verlauf der Zone überprüfen und feststellen, ob sie wirklich dezentralisiert und vertrauenswürdig sind. Dies gilt jedoch für jede Blockchain, da Sie Ihr Bitcoin nicht gegen ein anderes Blockchain-Token eintauschen möchten, von dem Sie noch nie gehört haben.

Es ist wichtig zu beachten, dass Sie beim Ausführen einer IBC-Übertragung der Zone, mit der Sie Token austauschen, und allen Relayern vertrauen müssen. Wenn Sie ein Token für Zone B erhalten, das aus Zone A stammt, aber den Hub durchlaufen hat (Zone A -> Cosmos HUB -> Zone B), müssen Sie allen drei Blockchains vertrauen (nicht nur Zone A).

Das, was heute normalerweise beim Token-Handel zwischen Blockchains gemacht wird, ist insofern ähnlich, als Sie der zentralen Börse vertrauen müssen, mit der Sie Kryptowährungen handeln. Sie müssen sowohl Blockchain A und B als auch der zentralen Vermittlung als vertrauenswürdiger Dritter vertrauen.

Mit den Sovereign Zones von Cosmos muss jede Zone, die eine Verbindung herstellt, ein eigenes sicheres dezentrales Netzwerk erstellen. Wenn der Cosmos Hub über 5 voll funktionsfähige Zonen verfügt, gibt es möglicherweise 100 Cosmos-Validatoren und 5 x 100 Zonen-Validatoren. Dies ist ein viel dezentraleres Modell als Polkadot, und wenn es funktioniert, sollte es gut funktionieren.

Es ist vorstellbar, dass 100 Polkadot-Validatoren die Relay-Chain und 5 Parachains sichern könnten, während das Cosmos-Netzwerk 100 Hub-Validatoren und 500 Zonen-Validatoren benötigt. Dies zeigt, dass es mit dem Polkadots-Modell einfacher ist, neue Fallschirme zu erstellen, aber es bedeutet auch, dass sich die Macht auf die Punktzugehörigkeit konzentriert. Cosmos ermöglicht ein dezentraleres Sicherheitsmodell, das jedoch schwieriger zu implementieren ist.

Cosmos hat jedoch angekündigt, kurz nach dem Start auch ein gemeinsames Sicherheitsmodell zu unterstützen. Sobald sie dies haben, erhalten Entwickler mehr Flexibilität, da sie in Cosmos die in Atoms verwurzelte Sicherheit gemeinsam nutzen oder ihr eigenes Token und ihre eigene Sicherheit erstellen können. Der Nachteil beider Modelle besteht darin, dass souveräne Zonen durch Governance zum Netzwerk hinzugefügt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass eine böswillige Zone eine Verbindung herstellt, auch wenn dies wahrscheinlich nicht der Fall ist.

Ein einzigartiges Merkmal von Polkadot ist die Möglichkeit, die Laufzeit ohne Gabel zu aktualisieren. Dazu speichern sie die WebAssembly-Laufzeiten in der Kette. Knoten, die ihre lokalen Versionen des Clients nicht aktualisiert haben, müssen diese Laufzeit verwenden. Auf diese Weise müssen die Validatoren nicht mehr die Kette koordinieren, um ihre Software zu aktualisieren. Dies erhöht die Sicherheit, da potenzielle Kettenbrüche vermieden werden.

Geschwindigkeit und Skalierbarkeit

Beide Konsensprotokolle ermöglichen 1000 Transaktionen pro Sekunde. Dies hängt von der Anzahl der Knoten und den Parametern ab. Mit jedem hinzugefügten Parachain oder jeder hinzugefügten Zone erhöht sich die Anzahl der Transaktionen, sodass in beiden Netzwerken problemlos 1000 Transaktionen pro Sekunde ausgeführt werden können. Der eigentliche Engpass liegt in den Zustandsmaschinenanwendungen, die in jeder Zone oder in Parachain ausgeführt werden.

Interoperabilität

Jedes Netzwerk verwendet Kettenrelais, um eine Verbindung zu einem zentralen Hub herzustellen. Beide verwenden Peg Zones / Bridges, um eine Verbindung zum Ethereum-Mainnet herzustellen, und beide möchten diese Verbindung sehr schnell herstellen. Beide machen es einfach, EVM Zones / EVM Parachains in ihren jeweiligen Netzwerken auszuführen. Cosmos wird Ethermint starten, nachdem der Mainnet-Start stabil ist, und Polkadot wird wahrscheinlich etwas Ähnliches tun.

Entwickler

Das Cosmos-SDK und das Polkadots-Substrat sind die gleiche Idee für eine Entwicklungsplattform. Sie erleichtern Entwicklern das Erstellen eigener Blockchains im Netzwerk. Beide Teams konzentrieren sich darauf, entwicklerfreundlich zu sein und eine neue Plattform für die Entwicklung zu eröffnen. Genau wie bei Ethereum mit intelligenten Verträgen und Token.

Wo sich die Entwicklung auf jeder Plattform unterscheidet, zeigt sich im Engagement von Polkadots für WebAssembly und Rust und im Engagement von Cosmos für Golang.

Polkadot blickt mit Unterstützung von WebAssembly in die Zukunft. WebAssembly wird von Google, Apple, Microsoft und Mozilla unterstützt, und die Chancen stehen gut, dass es im nächsten Jahrzehnt sehr verbreitet wird. [17] Rust hat sich auch bemüht, eine der führenden Sprachen zu sein, die in WebAssembly kompiliert werden. Auf 5-Jahres-Sicht scheint Polkadot die richtigen Schritte zu unternehmen, um Entwickler langfristig anzulocken.

Wie wir jedoch bei Ethereum gesehen haben, ist es manchmal wichtiger, als Erster auf den Markt zu kommen. Es gibt andere Smart Contract-Blockchains, mit denen Smart Contracts in anderen Sprachen geschrieben werden können. Ethereum ist jedoch für fast alle Smart Contract-Aktivitäten verantwortlich, da sie ein Ökosystem rund um Solidity und das EVM aufbauen, das bei Entwicklern frühzeitig erkannt wurde.

Cosmos wird der erste sein, der auf den Markt kommt. Die Hauptentwicklungsmethode für Cosmos wird in Golang über das Cosmos-SDK sein, und es gibt auch Lotion-JS, eine JavaScript-Implementierung, mit der Blockchains über Tendermint erstellt werden können. Auf der Website wird jedoch angegeben, dass der Lotion-JS-Code nicht sicherheitsgeprüft wurde, und dass Sie das Cosmos-SDK verwenden müssen, wenn Sie den Wert sichern möchten.

Im Moment gibt es keine Arbeit von Cosmos, um WebAssembly zu unterstützen. Sie können jedoch darauf wetten, dass Golang bald Unterstützung für das Kompilieren in WebAssembly hinzufügen wird. Sie machen bereits gute Fortschritte. Schließlich ist Golang im Vergleich zu Rust eine einfachere Sprache und es gibt weltweit mehr Golang-Entwickler.

Mainnet wird gestartet

Cosmos wird im dritten Quartal 2018 eingeführt. Sie haben jedoch angekündigt, Transaktionen zu sperren, bis das Netzwerk stabil ist, und sind für Rollbacks offen, bis alle davon überzeugt sind, dass das Netzwerk sicher ist, live ausgeführt zu werden.

Polkadot startet im dritten Quartal 2019 und gibt Cosmos damit ein Jahr Vorsprung.

Der Kosmos scheint hier im Vorteil zu sein, aber Polkadot hat auch die Möglichkeit, aus den Fehlern des Kosmos zu lernen.

Zusammenfassung

Es ist zu schwer zu sagen, welches Netzwerk erfolgreicher sein wird. Man kann jedoch mit Sicherheit sagen, dass derjenige, der mehr Entwickler anzieht, derjenige ist, der am schnellsten wächst und den größten Marktanteil einnimmt.

Als Entwickler möchten Sie Golang lernen, wenn Sie glauben, dass Cosmos erfolgreicher sein wird, oder Rust and WebAssembly, wenn Sie an Polkadot glauben. Sie können einen Fallschirm auch in einer anderen Sprache schreiben, die bis zu WebAssembly kompiliert wird, z. B. C oder C ++.

Während eines größer als das andere sein wird, ist es interessant festzustellen, dass es möglich ist, eine Welt zu haben, in der beide existieren und miteinander verbunden sind. Wenn beide Netzwerke beispielsweise Peg Zones / Bridges im Ethereum Mainnet erstellen, können Sie eine ERC20-Replik von Dots gegen eine ERC20-Replik von Atoms austauschen. Auf diese Weise könnten die beiden Netzwerke vollständig interoperabel sein. Dies könnte zu einem gewaltigen Blockchain-Netzwerk führen, in dem alle Token auf Ethereum, alle Fallschirme und alle Zonen interoperabel sind. Auf diese Weise könnten auch die Ethereum-Plasmaketten verbunden werden.

Wie Sie sehen können, sind die Netzwerkeffekte für Polkadot und Cosmos, die ein blockchain-interoperables Netzwerk erzeugen, astronomisch. Es lohnt sich, den Fortschritt jedes Netzwerks zu verfolgen und zu begründen, damit beide erfolgreich sind.

Quellen

[1] Ketteninteroperabilität - Vitalik Buterin, September 2016

[2] Tendermint Whitepaper

[3] Die Cosmos Network Website

[4] Das Wertversprechen von Cosmos verstehen - Cosmos Network Blog

[5] Cosmos Whitepaper

[6] Ein Leitfaden für Anfänger zu Ethermint - Cosmos Network Blog

[7] Das Internet der Blockchains - Wie Cosmos Interoperabilität leistet, beginnend mit der Ethereum Peg Zone - Cosmos Network Blog

[8] Letzte Aktualisierung der Cosmos Critical Community im Mai - Cosmos Network Blog

[9] Einführung in den Hard Spoon - Cosmos Network Blog

[10] Polkadot Network-Website

[11] Polkadot Whitepaper

[12] EH18 Gavin Wood - Tech Talks: Die Energy Blockchain - Tech Update

[13] Polkadot Lightpaper

[14] Wie Polkadot die größten Probleme der Blockchain-Innovatoren angeht - Polkadot Network Blog

[15] Polkadot-Präsentation von Gavin Wood Edcon 2018

[16] Jetzt live - Polkadot Proof of Concept - Blog des Polkadot-Netzwerks

[17] WebAssembly Wikipedia