Hauptreferenzen:

• Was ist Polkadot? & Slot-Auktionsvideo – von Gate Learn

• Was ist Avalanche Coin (AVAX)?

• Was ist Algorand? Alles, was Sie über ALGO wissen müssen

Polkadot (DOT)

Polkadot (DOT) ist eine Layer-1-Blockchain der nächsten Generation, die einen einzigartigen Ansatz für Interoperabilität und Skalierbarkeit einführt. Sein Basisnetzwerk soll eine nahtlose Kommunikation und Datenübertragung zwischen verschiedenen Blockchains ermöglichen und so ein heterogenes Multi-Chain-Ökosystem schaffen.

Im Mittelpunkt der Architektur von Polkadot steht das Konzept einer Relay-Chain, die als Hauptnetzwerk für die Koordinierung des Konsenses und der Sicherheit des gesamten Systems fungiert. Mit der Relay-Kette sind mehrere Parachains verbunden, bei denen es sich um spezialisierte Blockchains handelt, die an bestimmte Zwecke oder Anwendungen angepasst werden können. Parachains arbeiten parallel und ermöglichen so eine hohe Skalierbarkeit und eine effiziente Ressourcenallokation.

Polkadot nutzt einen einzigartigen Konsensmechanismus namens Nominierter Proof-of-Stake (NPoS). Bei diesem Mechanismus können DOT-Token-Inhaber Validatoren nominieren, um das Netzwerk zu sichern und am Konsensprozess teilzunehmen. Validatoren sind dafür verantwortlich, neue Blöcke vorzuschlagen und fertigzustellen und so die Integrität und Sicherheit des Netzwerks zu gewährleisten. Der NPoS-Konsensalgorithmus zielt darauf ab, ein Gleichgewicht zwischen Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit herzustellen.

Einer der Hauptvorteile von Polkadot ist seine Interoperabilitätsfunktion. Durch den Einsatz von Brücken kann Polkadot andere Blockchains, einschließlich öffentlicher und privater Netzwerke, verbinden und mit ihnen interagieren. Dies ermöglicht die Übertragung von Vermögenswerten und Daten zwischen verschiedenen Ketten und fördert so die kettenübergreifende Kommunikation und Zusammenarbeit. Interoperabilität ist ein entscheidender Aspekt der Vision von Polkadot, ein vernetztes und interoperables Netz von Blockchains zu schaffen.

Polkadot führt außerdem ein Governance-Framework ein, das es Token-Inhabern ermöglicht, an Entscheidungsprozessen teilzunehmen. Durch On-Chain-Governance können Stakeholder Netzwerk-Upgrades, Parameteranpassungen und das Hinzufügen oder Entfernen von Parachains vorschlagen und darüber abstimmen. Dieses demokratische Governance-Modell zielt darauf ab, die langfristige Nachhaltigkeit und Weiterentwicklung des Polkadot-Netzwerks sicherzustellen.

Darüber hinaus bietet Polkadot eine robuste Entwicklungsumgebung und ein Tool-Ökosystem, um Entwicklern die Erstellung und Bereitstellung von Anwendungen auf der Plattform zu ermöglichen. Es unterstützt die Entwicklung intelligenter Verträge und dezentraler Anwendungen (DApps) mithilfe verschiedener Programmiersprachen und macht es so einem breiten Spektrum von Entwicklern zugänglich. Darüber hinaus bietet das Substrate-Framework von Polkadot ein modulares und anpassbares Framework zum Aufbau von Parachains und benutzerdefinierten Blockchains.

Parachains und das Polkadot-Ökosystem

Im Polkadot-Ökosystem spielen Parachains eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung von Skalierbarkeit, Interoperabilität und Spezialisierung. Eine Parachain ist eine anpassbare Blockchain, die parallel zur Polkadot-Relay-Chain läuft und von deren Sicherheit und gemeinsamer Netzwerkinfrastruktur profitiert. Parachains können für bestimmte Anwendungsfälle konzipiert werden, beispielsweise für dezentrale Finanzen (DeFi), Spiele, Lieferkettenmanagement oder Identitätsprüfung.

Jede Parachain in Polkadot arbeitet unabhängig und verfügt über eigene Validatoren und Konsensregeln. Dies ermöglicht eine parallele Verarbeitung von Transaktionen und Daten, wodurch die Skalierbarkeit des gesamten Netzwerks deutlich erhöht wird. Parachains können über eigene Governance-Mechanismen, Wirtschaftsmodelle und Token-Systeme verfügen, die Entwicklern und Benutzern Flexibilität und Autonomie bieten.

Um eine Parachain zu sichern, wird von den Token-Inhabern eine Reihe von Validatoren ausgewählt, um Transaktionen zu validieren und neue Blöcke zu erzeugen. Validatoren werden auf der Grundlage ihres Rufs, ihres Einsatzes und ihrer Leistung ausgewählt. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit und Integrität der Parachain, indem sie an Konsensalgorithmen wie dem Nominierten Proof-of-Stake (NPoS) teilnehmen.

Im Polkadot-Ökosystem kommunizieren Parachains untereinander und mit der Relay-Chain über einen Nachrichtenübermittlungsmechanismus. Dies ermöglicht eine nahtlose Interoperabilität und ermöglicht die Übertragung von Vermögenswerten, Daten und Nachrichten über verschiedene Parachains und sogar externe Blockchains. Parachains können auch die gemeinsame Sicherheit der Polkadot-Relay-Chain nutzen und so ihre Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit weiter verbessern.

Die Interoperabilität von Polkadot geht über Parachains innerhalb seines eigenen Ökosystems hinaus. Es unterstützt auch die Interoperabilität mit externen Blockchains über Bridges. Brücken fungieren als Verbindungen zwischen Polkadot und anderen Blockchain-Netzwerken und erleichtern die Übertragung von Vermögenswerten und Informationen zwischen ihnen. Dies eröffnet Möglichkeiten für kettenübergreifende Zusammenarbeit, Vermögenstransfers und Interkonnektivität mit einem breiteren Blockchain-Ökosystem.

Das Polkadot-Ökosystem bietet eine Vielzahl von Tools, Frameworks und Bibliotheken zur Unterstützung der Entwicklung von Parachains. Das vom Parity Technologies-Team hinter Polkadot entwickelte Substrate-Framework ermöglicht Entwicklern die einfache Erstellung benutzerdefinierter Parachains. Substrate bietet ein modulares und erweiterbares Framework, das es Entwicklern ermöglicht, die Logik, Konsensmechanismen, Governance-Modelle und Wirtschaftssysteme ihrer Parachains anzupassen.

Darüber hinaus ermöglicht das Governance-Framework von Polkadot Token-Inhabern, am Entscheidungsprozess des Netzwerks teilzunehmen. Token-Inhaber können Netzwerk-Upgrades, Parameteranpassungen und das Hinzufügen oder Entfernen von Parachains vorschlagen und darüber abstimmen. Dieses dezentrale Governance-Modell stellt sicher, dass sich das Polkadot-Netzwerk weiterentwickelt und an die Bedürfnisse und Vorlieben seiner Community anpasst.

Lawine (AVAX)

Avalanche ist eine Layer-1-Blockchain-Plattform, die einen hohen Durchsatz, geringe Latenz und Skalierbarkeit für dezentrale Anwendungen (DApps) und Finanzsysteme bietet. Das Herzstück von Avalanche ist sein Basisnetzwerk, das ein Konsensprotokoll namens Avalanche-Konsens verwendet, um eine schnelle und sichere Transaktionsendgültigkeit zu erreichen.

Das Avalanche-Basisnetzwerk besteht aus mehreren Subnetzen, in denen jedes seine eigenen Validatoren und Konsensregeln ausführt. Subnetze sind unabhängige Ketten innerhalb des Avalanche-Netzwerks, die an bestimmte Anwendungsfälle wie DeFi, Gaming oder Identitätsmanagement angepasst werden können. Subnetze können über eigene Governance-Modelle, wirtschaftliche Parameter und virtuelle Maschinen verfügen, sodass Entwickler das Netzwerk an ihre spezifischen Anforderungen anpassen können.

Das Avalanche-Konsensprotokoll verwendet einen neuartigen Ansatz, der als Schneeball-Konsens bekannt ist. Beim Snowball-Konsens prüfen Validatoren wiederholt die Meinungen anderer Validatoren zum Zustand des Netzwerks und kommen zu einer gemeinsamen Entscheidung. Dadurch kann das Netzwerk schnell eine Einigung über die Reihenfolge der Transaktionen erzielen und so eine schnelle Endgültigkeit und einen hohen Durchsatz gewährleisten.

Um die Sicherheit und Integrität des Avalanche-Netzwerks zu gewährleisten, spielen Validatoren eine entscheidende Rolle. Validatoren sind dafür verantwortlich, am Konsensprozess teilzunehmen, Transaktionen zu validieren und das Netzwerk vor Angriffen zu schützen. Validatoren werden auf der Grundlage ihres Anteils am Netzwerk und ihres Rufs ausgewählt. Darüber hinaus implementiert die Avalanche-Plattform einen dezentralen Zufallsbeacon, der die Zufälligkeit und Unvorhersehbarkeit der Validatorauswahl gewährleistet.

Eines der Hauptmerkmale von Avalanche ist seine Fähigkeit, die Erstellung neuer Subnetze zu unterstützen. Subnetze können dynamisch erstellt werden, sodass das Netzwerk bei steigender Nachfrage erweitert werden kann. Diese Skalierbarkeitsfunktion stellt sicher, dass das Avalanche-Netzwerk eine wachsende Anzahl von Transaktionen und DApps ohne Leistungseinbußen verarbeiten kann.

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Basisnetzwerks von Avalanche ist die Unterstützung der Interoperabilität mit anderen Blockchain-Netzwerken. Avalanche nutzt einen Brückenmechanismus, der die Übertragung von Vermögenswerten und Informationen zwischen Avalanche und externen Blockchains ermöglicht. Diese Interoperabilität eröffnet Möglichkeiten für kettenübergreifende Zusammenarbeit und die Integration von Avalanche in bestehende Blockchain-Ökosysteme.

Die Avalanche-Plattform bietet einen umfangreichen Satz an Entwicklungstools und Bibliotheken, um die Erstellung von DApps und benutzerdefinierten Subnetzen zu erleichtern. Entwickler können die Avalanche Virtual Machine (AVM) nutzen, um intelligente Verträge und dezentrale Anwendungen zu erstellen. Die AVM ist mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibel, wodurch es einfach ist, bestehende Ethereum-basierte Anwendungen auf das Avalanche-Netzwerk zu portieren.

Darüber hinaus bietet Avalanche ein dezentrales Governance-Framework, das es Token-Inhabern ermöglicht, an Entscheidungsprozessen teilzunehmen. Durch On-Chain-Voting können Token-Inhaber Netzwerk-Upgrades, Parameteranpassungen und die Hinzufügung neuer Subnetze vorschlagen und darüber abstimmen. Dieses demokratische Governance-Modell stellt sicher, dass sich das Avalanche-Netzwerk entsprechend dem Konsens seiner Community weiterentwickelt.

Der Konsensmechanismus von Avalanche und sein Ansatz zur Transaktionsendgültigkeit

Avalanche nutzt einen Konsensmechanismus namens Avalanche-Konsens, der darauf abzielt, eine schnelle und sichere Transaktionsendgültigkeit im Netzwerk zu erreichen. Der Konsensmechanismus soll einen hohen Durchsatz und eine geringe Latenz für dezentrale Anwendungen (DApps) und Finanzsysteme bieten.

Im Kern ist der Avalanche-Konsens ein probabilistisches Protokoll, das es Validatoren ermöglicht, einen Konsens über den Zustand des Netzwerks zu erzielen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Konsensmechanismen, die auf einem einzelnen Leiter oder einer festen Gruppe von Validatoren basieren, nutzt der Avalanche-Konsens einen zufälligen Stichprobenprozess, um eine Einigung zu erzielen.

Im Avalanche-Konsens prüfen Validatoren wiederholt die Meinungen anderer Validatoren zum Zustand des Netzwerks. Bei diesem Prozess wird eine kleine Teilmenge von Validatoren, eine sogenannte Stichprobe, abgefragt und deren Präferenzen hinsichtlich der Gültigkeit von Transaktionen erfasst. Validatoren aggregieren dann die erhaltenen Meinungen und ermitteln die am häufigsten beobachtete Präferenz.

Um einen Konsens zu erzielen, einigen sich die Validatoren auf eine gemeinsame Entscheidung, indem sie den Stichprobenprozess iterativ wiederholen. Sie befragen weiterhin andere Validatoren, bis sie einen Übereinstimmungsschwellenwert erreichen, der als Finalisierungsschwellenwert bezeichnet wird. Sobald der Abschlussschwellenwert erreicht ist, gilt eine Transaktion als abgeschlossen, was bedeutet, dass sie akzeptiert wurde und nicht rückgängig gemacht werden kann.

Die Schlüsselidee hinter dem Avalanche-Konsens ist die Verwendung wiederholter Stichproben und Präferenzaggregation, um ein hohes Maß an Sicherheit und Endgültigkeit zu erreichen. Der probabilistische Charakter des Protokolls stellt sicher, dass sich das Netzwerk auch bei widersprüchlichen Meinungen oder böswilligem Verhalten schnell auf eine einzige Entscheidung einlässt.

Der Avalanche-Konsens beinhaltet auch einen Feedback-Mechanismus, der als Feedback-gesteuerter azyklischer Graph (FDAG) bezeichnet wird. Die FDAG stellt Validatoren Informationen über ihre bisherigen Probenahmeerfahrungen zur Verfügung und ermöglicht ihnen so, ihre Probenahmestrategien basierend auf der wahrgenommenen Qualität anderer Validatoren anzupassen. Dieser Feedback-Mechanismus hilft Validatoren, sich effizienter auf eine gemeinsame Entscheidung zu einigen und verbessert die Gesamtleistung des Konsensalgorithmus.

Die Endgültigkeit der Transaktion wird in Avalanche durch einen Prozess erreicht, der als optimistische Bestätigung bezeichnet wird. Wenn eine Transaktion abgeschlossen ist, wird davon ausgegangen, dass sie mit hoher Wahrscheinlichkeit in nachfolgende Blöcke aufgenommen wird, was ein hohes Maß an Vertrauen für Benutzer und Anwendungen bietet. Der optimistische Bestätigungsansatz stellt sicher, dass Transaktionen mit minimaler Wartezeit als abgewickelt gelten können.

Der Avalanche-Konsensmechanismus beinhaltet auch einen Sybil-Kontrollmechanismus, um den Einfluss böswilliger Akteure im Netzwerk zu verhindern. Validatoren müssen einen bestimmten Betrag des nativen AVAX-Tokens als Einsatz halten, der als Abschreckung gegen böswilliges Verhalten dient. Validierer, die sich schlecht benehmen oder falsche Angaben machen, können bestraft werden, indem ihnen ein Teil ihres Einsatzes gekürzt wird.

Algorand (ALGO)

Algorand ist eine Blockchain-Plattform, die darauf abzielt, ein sicheres, skalierbares und dezentrales Netzwerk für verschiedene Anwendungen bereitzustellen. Sein Basisnetzwerk soll das Trilemma der Blockchain-Technologie angehen, das sich auf die Herausforderung bezieht, gleichzeitig hohe Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung zu erreichen.

Das Herzstück des Basisnetzwerks von Algorand ist ein Konsensmechanismus namens Pure Proof of Stake (PPoS). PPoS ermöglicht es dem Netzwerk, eine schnelle und sichere Transaktionsendgültigkeit zu erreichen und gleichzeitig ein hohes Maß an Dezentralisierung aufrechtzuerhalten. Bei PPoS ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Benutzer als Blockvorschlager oder Validator ausgewählt wird, direkt proportional zur Anzahl der von ihm gehaltenen Token und seiner Reputation im Netzwerk.

Eines der Hauptmerkmale des Basisnetzwerks von Algorand ist das Byzantine Agreement-Protokoll, das eine Vereinbarung über die Reihenfolge und Gültigkeit von Transaktionen sicherstellt, ohne dass eine zentrale Behörde erforderlich ist. Das Protokoll nutzt eine überprüfbare Zufallsfunktion (VRF), um ein Gremium aus Validatoren auszuwählen, die am Konsensprozess teilnehmen. Der Ausschuss erzielt gemeinsam eine Einigung über die vorgeschlagenen Blöcke und gewährleistet so die Endgültigkeit und Sicherheit der Transaktionen.

Das Basisnetzwerk von Algorand ist hoch skalierbar und in der Lage, Tausende von Transaktionen pro Sekunde (TPS) mit geringer Latenz zu verarbeiten. Diese Skalierbarkeit wird durch die Verwendung eines Blockausbreitungsmechanismus namens Binary Byzantine Agreement (BBA+) erreicht. BBA+ ermöglicht es dem Netzwerk, effizient eine Einigung über den Inhalt eines Blocks zu erzielen, wodurch die für die Blockbestätigung erforderliche Zeit verkürzt wird.

Im Hinblick auf die Dezentralisierung verwendet Algorand ein erlaubnisloses Modell, bei dem jeder am Konsensprozess teilnehmen kann. Die Auswahl der Validatoren erfolgt durch einen dezentralen Prozess, der sicherstellt, dass keine einzelne Entität die Kontrolle über das Netzwerk hat. Dieser Ansatz fördert Offenheit und Inklusivität und macht Algorand zu einer wirklich dezentralen Blockchain-Plattform.

Das Basisnetzwerk von Algorand umfasst auch kryptografische Techniken zur Erhöhung der Sicherheit. Es verwendet kryptografische Sortierung, um Ausschussmitglieder auszuwählen und zu verhindern, dass böswillige Akteure den Konsensprozess dominieren. Darüber hinaus verwendet Algorand kryptografische Grundelemente wie digitale Signaturen und Hash-Funktionen, um die Integrität und Authentizität von Transaktionen sicherzustellen.

Um die Sicherheit und Dezentralisierung des Netzwerks weiter zu verbessern, hat Algorand einen Token-Verteilungsmechanismus namens Algorand Standard Asset (ASA) implementiert. ASA ermöglicht die Erstellung anpassbarer Token auf der Algorand-Blockchain und ermöglicht so die Entwicklung verschiedener dezentraler Anwendungen und Finanzinstrumente.

Das Basisnetzwerk von Algorand unterstützt die Ausführung intelligenter Verträge und ermöglicht es Entwicklern, dezentrale Anwendungen (DApps) auf der Plattform zu erstellen. Algorand nutzt eine intelligente Vertragssprache namens TEAL (Transaction Execution Approval Language), die eine sichere und effiziente Umgebung für die Ausführung intelligenter Verträge bietet.

Algorands reiner Proof-of-Stake-Konsensmechanismus und sein Konsensalgorithmus

Algorand nutzt einen Konsensmechanismus namens Pure Proof of Stake (PPoS), um eine sichere und effiziente Transaktionsverarbeitung in einem dezentralen Netzwerk zu erreichen. Der PPoS-Konsensalgorithmus ist darauf ausgelegt, die Herausforderungen der Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung zu bewältigen.

Im PPoS-Konsensalgorithmus basiert der Prozess des Blockvorschlags und der Blockvalidierung auf einem gewichteten Lotteriesystem. Teilnehmer, sogenannte Stakeholder, besitzen eine bestimmte Anzahl an Token im Algorand-Netzwerk und können als Blockantragsteller oder Validatoren ausgewählt werden. Die Auswahlwahrscheinlichkeit ist proportional zum Anteil jedes Teilnehmers und gewährleistet so einen fairen und demokratischen Prozess.

Der PPoS-Konsensalgorithmus zeichnet sich durch sein Byzantine Agreement-Protokoll aus, das sicherstellt, dass sich alle ehrlichen Teilnehmer dezentral über die Reihenfolge und Gültigkeit von Transaktionen einigen. Das Protokoll verwendet eine überprüfbare Zufallsfunktion (VRF), um ein Gremium aus Validatoren auszuwählen, die am Konsensprozess teilnehmen. Dieses Komitee ist dafür verantwortlich, Blöcke vorzuschlagen und zu validieren und so die Endgültigkeit und Sicherheit von Transaktionen sicherzustellen.

Um die Sicherheit und Integrität des Netzwerks aufrechtzuerhalten, integriert der PPoS-Konsensalgorithmus kryptografische Techniken. Teilnehmer am Konsensprozess verwenden digitale Signaturen, um ihre Nachrichten zu signieren und die Authentizität ihrer Identität zu überprüfen. Darüber hinaus nutzt der Algorithmus Hash-Funktionen, um für jeden Block eine eindeutige Kennung zu erstellen und so sicherzustellen, dass alle Änderungen am Inhalt des Blocks leicht erkennbar sind.

Einer der Hauptvorteile des PPoS-Konsensalgorithmus ist seine Skalierbarkeit. Der Blockvorschlags- und Validierungsprozess von Algorand ist auf hohe Parallelisierbarkeit ausgelegt und ermöglicht die effiziente Verarbeitung einer großen Anzahl von Transaktionen. Diese Skalierbarkeit wird durch eine Kombination aus kryptografischer Sortierung, bei der Ausschussmitglieder zufällig ausgewählt werden, und der Verwendung von Binary Byzantine Agreement (BBA+) für eine effiziente Blockbestätigung erreicht.

Der PPoS-Konsensalgorithmus gewährleistet außerdem die Dezentralisierung des Netzwerks, indem er jedem mit Token die Teilnahme am Konsensprozess ermöglicht. Die Auswahl der Ausschussmitglieder erfolgt dezentral, wodurch verhindert wird, dass eine einzelne Instanz die Kontrolle über den Konsensprozess hat. Dieser verteilte Ansatz erhöht die Sicherheit und Widerstandsfähigkeit des Netzwerks gegen Angriffe und sorgt für eine demokratische Governance-Struktur.

Im Hinblick auf die Sicherheit bietet der PPoS-Konsensalgorithmus starke Garantien gegen Angriffe. Der dezentrale Charakter des Konsensprozesses und die verwendeten kryptografischen Techniken wie digitale Signaturen gewährleisten die Authentizität und Integrität von Transaktionen. Das Protokoll schützt auch vor verschiedenen Arten von Angriffen, einschließlich Sybil-Angriffen, bei denen ein Angreifer versucht, mehrere Identitäten im Netzwerk zu kontrollieren.

Der PPoS-Konsensalgorithmus in Algorand ist darauf ausgelegt, einen hohen Durchsatz und eine geringe Latenz bei der Transaktionsverarbeitung zu gewährleisten. Der effiziente Blockvorschlags- und Validierungsprozess sowie die Parallelisierbarkeit des Algorithmus ermöglichen es Algorand, Tausende von Transaktionen pro Sekunde (TPS) mit minimaler Latenz zu erreichen. Durch diese Skalierbarkeit eignet sich Algorand für Anwendungen, die eine schnelle und effiziente Transaktionsverarbeitung erfordern.

Höhepunkte

• Polkadot wird als Basisnetzwerk mit einer auf Interoperabilität ausgerichteten Architektur eingeführt, die es verschiedenen Blockchains ermöglicht, sich sicher zu verbinden und Daten auszutauschen.
• Parachains, ein Schlüsselkonzept in Polkadot, ermöglichen den parallelen Betrieb spezialisierter Blockchains und tragen zur Skalierbarkeit des gesamten Netzwerks bei.
• Das Basisnetzwerk von Avalanche zeichnet sich durch seine Subnetze aus, die eine horizontale Skalierbarkeit und Anpassung von Blockchain-Umgebungen ermöglichen.
• Der in Avalanche verwendete Konsensmechanismus legt Wert auf die Endgültigkeit der Transaktion und bietet Benutzern eine schnelle und sichere Abwicklung von Transaktionen.
• Das Basisnetzwerk von Algorand legt Wert auf Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung und bietet eine solide Grundlage für die Entwicklung dezentraler Anwendungen.
• Der reine Proof-of-Stake-Konsensmechanismus in Algorand gewährleistet eine schnelle und sichere Blockendgültigkeit und ermöglicht einen hohen Durchsatz und niedrige Transaktionskosten.