Meta-Beschreibung: Polkadot 2.0 zielt darauf ab, die hohen Eintrittsbarrieren und Ressourcenineffizienzen durch Agile Coretime, Elastic Scaling und Asynchronous Backing zu überwinden.
Polkadot 2.0 zielt darauf ab, die hohen Eintrittsbarrieren und Ressourcenineffizienzen durch Agile Coretime, Elastic Scaling und Asynchronous Backing zu bewältigen. Darüber hinaus wird es das Slot-Auktionsformat ersetzen, das es Parachains derzeit ermöglicht, Blockspace für bis zu zwei Jahre zu mieten, und zwar durch flexiblere On-Demand- und Massenkaufoptionen.
Nach langem Hin und Her in der Community wurde dafür gestimmt, den Gewinn der Kernzeit zu verbrennen, was einen zweiten Token-Verbrennungsmechanismus hinzufügt. Die bereits gekauften Slots werden jedoch erst in den nächsten zwei Jahren aufgebraucht sein, und die zu verbrennenden Einnahmen könnten zu Beginn sehr bescheiden sein, und die Inflation wird allmählich steigen.
Erste
Das Herzstück dieser Architektur ist die Polkadot Chain. Sie wird oft als Relay Chain bezeichnet und verwendet Nominated Proof-of-Stake als Konsensmethode. Die Implementierung der Funktionen von Polkadot 1.0 wurde im Juli 2023 abgeschlossen; jetzt steckt die Community bereits große Anstrengungen in die Entwicklung der nächsten Generation, die offiziell „Polkadot 2.0“ genannt wird.
Polkadot 2.0 verfügt über ein eigenes benutzerdefiniertes Blockspace-Paradigma auf Abruf, das den alten Slot-Auktionsmechanismus ersetzen soll. Dazu gehören Async Backing, Elastic Scaling und Agile Coretime, die eine schnellere Transaktionsverarbeitung ermöglichen und die Eintrittsbarrieren für neue Projekte senken. Dieses Upgrade erschließt das Potenzial für kreativere Initiativen und Anwendungsfälle sowie für eine stärkere Dezentralisierung selbst. Dies zeigt sich in einem Anstieg der Finanzreferenden um 2042 % seit dem Wechsel von Gov V1 zu OpenGov.
Technische Upgrades
Polkadot 2.0 basiert auf einem dynamischen und flexiblen Wirtschaftsparadigma zur Verwaltung von Rechenressourcen durch drei technologische Upgrades:
👉Agile Kernzeit
👉Elastische Skalierung.
👉Asynchrone Unterstützung
Durch diese Änderungen verhält sich Polkadot wie AWS oder Azure, wo Sie Speicher- und Rechenkapazität kaufen und Ihre Skalierung dynamisch basierend auf den Geschäftsanforderungen planen können. Diese Updates bringen komparative Vorteile für Blockchain-Anwendungen: Projekte mit hoher Nachfrage können mehr Transaktionen in derselben Zeit durchführen und so den Umsatz steigern, und Projekte im Frühstadium zahlen nur bei Bedarf für die Kernzeit.
Eine Möglichkeit zur Anpassung und Skalierung von Ressourcen
Die neuen technologischen Entwicklungen verleihen den verschiedenen On-Chain-Initiativen adaptive und skalierbare Ressourcen und optimieren so ihre Leistung und Effizienz. All diese Eigenschaften zusammen zeichnen Polkadot als selbstskalierenden Web3-Cloud-Computer aus, der auf sich ändernde Anforderungen reagiert.
Der Sicherheits- und Betriebsrahmen von Polkadot 1.0 für Parachains dreht sich um das Konzept des Leasings. Das Design sieht vor, dass die Parachains Slots über eine wettbewerbsorientierte Auktion erwerben und ihren Slot bis zu zwei Jahre lang mit erheblichen DOT-Sicherheiten absichern müssen.
Dieses Paradigma gewährleistet zwar die Sicherheit und Kontinuität des Betriebs, bringt jedoch hohe Eintrittsbarrieren für kleinere Projekte mit sich und führt zu einer ineffizienten Ressourcenzuweisung. Wenn beispielsweise ein standardmäßiges Blockgenerierungsintervall von zwölf Sekunden für alle Parachains implementiert wird, werden in Zeiten geringer Aktivität Ressourcen durch die Erstellung ungenutzter Blöcke verschwendet, und Zeiten mit hoher Aktivität führen zu Überlastungen, da die Fähigkeit zur Verarbeitung von Transaktionen eingeschränkt ist.
Agile Kernzeit
Agile Coretime behebt diese Ineffizienzen durch eine ausführbare, dynamische Zuweisung von Rechenleistung auf eine Weise, die die Ressourcenverfügbarkeit näher an den tatsächlichen Netzwerkbedarf heranführt. Diese adaptive Methode stellt sicher, dass Ressourcen effizienter genutzt und somit einem breiteren Spektrum von Initiativen zur Verfügung gestellt werden, bietet Skalierbarkeit und Agilität und ermöglicht es neuen Entwicklern, kostengünstig auf Polkadot aufzubauen und gleichzeitig Sicherheit und Dezentralisierung aufrechtzuerhalten.
Agile Coretime-Architekturelemente
Agile Coretime gewährleistet ein hohes Maß an Effizienz durch mehrere seiner unverzichtbaren Bestandteile:
Kern
Ein Kern stellt eine virtuelle Recheneinheit in der Polkadot-Kette dar, die den Datenverkehr verarbeitet und Parachain-spezifische Smart Contracts ausführt.
Die Kernzeit misst die Zeit, während der eine Parachain innerhalb eines Polkadot-Chain-Kerns aktiv ist. Dies ist die Zeit, die für die Verarbeitung von Transaktionen und die Ausführung der Funktionen einer Blockchain erforderlich ist. Dies ist ein sehr wichtiger Teil der Verfügbarkeit, damit genügend Rechenleistung vorhanden ist, um das ordnungsgemäße und kontinuierliche Funktionieren von Parachains sicherzustellen.
Kernzeitkette
Coretime Chain ist eine spezialisierte System-Parachain in Polkadot, die für die Zuweisung und Verwaltung der Kernzeit verantwortlich ist. Sie arbeitet mit allen verbundenen Transaktionen, angefangen von Erstkäufen bis hin zu Erneuerungen und Umverteilungen, und verwendet leistungsstarke Algorithmen, um Rechenaufträge optimal auf die verfügbaren Kerne des Netzwerks zu verteilen.
Die Polkadot-Kette (auch als Relay-Kette bezeichnet) ist die zentrale Kette im Polkadot-Netzwerk. Sie ist für Sicherheit, Konsens und kettenübergreifende Interoperabilität verantwortlich. Sie ist der Kern des Agile Coretime-Systems, da sie dynamisch zugewiesene Kerne hostet, die Konsens, Validierung und Ausführung für Parachains handhaben.
Seine Funktionalität unterstreicht das kontrollierende Design der gesamten Kernzuweisung, um sicherzustellen, dass die Kernzeit effizient und fair auf die Parachains verteilt wird.
Coretime kaufen
Agile Coretime bietet zwei Kaufmethoden für Kernzeit: über die Coretime-Kette und über Sekundärmärkte.
On-Demand-Kauf von Coretime
Dies ist eine großartige Strategie für neue Projekte mit geringer oder variabler Nachfrage, wie z. B. Entwicklungstests oder variable Anwendungsaktivität, da sie es ihnen ermöglichen, Blockspace nach Bedarf zu kaufen. Bei dieser On-Demand-Strategie ist die Coretime-Preisgestaltung dynamisch und ändert sich in Echtzeit aufgrund der Nachfrage und der verfügbaren Netzwerkressourcen, um Kosteneffizienz und effiziente Ressourcennutzung zu gewährleisten.
Coretime-Masseneinkauf
Die Massenkernzeit ist auf Anwendungen ausgerichtet, die relativ konstante Rechenleistungsanforderungen haben. Sie soll den Benutzern die Zuverlässigkeit der Ressourcenzuweisung gewährleisten. Massenkernzeit wird buchstäblich an Tagen gekauft, im Voraus theoretisch berechnet und als NFT konkretisiert. Dies trägt zur Betriebsstabilität und wirtschaftlichen Vorhersehbarkeit bei.
Transaktionen werden durchgeführt, wenn geplante Verkaufsperioden im Coretime Head die Möglichkeit bieten, Ressourcen zu einem Festpreis zu erwerben, und während der Preisfindung über holländische Auktionen. Die Erneuerungspreise sind begrenzt, um die Vorhersehbarkeit der Ressourcen zu ermöglichen. Erneuerungszeiträume sollen es Parachains ermöglichen, ihre Zuteilungen zu erweitern und die Ressourcenkontinuität aufrechtzuerhalten, anstatt häufig auf den Markt zurückkehren zu müssen, um Ressourcen zu kaufen.
Elastische Skalierung
Elastic Scaling behebt die Einschränkungen der Single-Core-Architektur in Bezug auf die Agile Coretime und versucht lediglich, das rechnerische Ressourcenmanagement von Polkadot weiterzuentwickeln.
Elastic Scaling ermöglicht es Parachains, mehrere Kerne zusammen im selben Block der Polkadot-Kette zu verwenden, wodurch der Netzwerkdurchsatz und die Transaktionsabwicklung erhöht werden. Obwohl Agile Coretime eine dynamische Ressourcenzuweisung als Reaktion auf die empfangene Netzwerknachfrage ermöglicht, verbessert Elastic Scaling diesen Prozess mithilfe der parallelen Verarbeitung. Dadurch wird sichergestellt, dass Projekte bei steigenden Anforderungen reibungslos skaliert werden und gleichzeitig Leistungsengpässe vermieden werden.
Mehrkernnutzung
Durch die elastische Skalierung können Parachains mehrere Kerne innerhalb eines einzigen Blocks der Polkadot-Kette nutzen und so ihre Transaktionsverarbeitungskapazität erhöhen. Jeder Kern fungiert als virtueller Server, der Blöcke von vielen Parachains verarbeitet und validiert. Durch die Verteilung der Rechenaufgaben auf mehrere Kerne stellt die elastische Skalierung sicher, dass das Netzwerk größere Transaktionsvolumina ohne Engpässe verarbeiten kann.
Parablock-Validierung und -Einbeziehung
Es verarbeitet mehrere Parablocks gleichzeitig, um die Netzwerkleistung zu verbessern. Dies sind Blöcke, die von den Parachains von Polkadot generiert werden. Während sie in die Polkadot-Kette aufgenommen werden, werden sie validiert und auf ihre Ausrichtung am Statusstamm überprüft. Daher akzeptiert die Polkadot-Kette eine Abfolge von Blöcken von Parachains auf unterschiedlichen Kernen und behandelt sie während der Sicherung, Verfügbarkeit und Genehmigung als unverbunden. Auf diese Weise wird eine parallele Verarbeitung erreicht.
Collator-Infrastruktur und Durchsatz
Dies bedeutet einfach, dass der Gesamtdurchsatz einer Parachain durch die Fähigkeit der Collator-Infrastruktur bestimmt wird, in diesem Zeitraum mehrere Parablocks zu produzieren. Collatoren müssten aufgrund verbesserter Verarbeitungskapazitäten auf der Polkadot-Kette ihre Leistung steigern. Dies würde Änderungen der technischen Spezifikationen der Collatoren erfordern, um ihre Fähigkeit zu gewährleisten, viele Blöcke in schneller Folge zu generieren und zu übermitteln.
Phasenweise Implementierung
Dies ist die erste Implementierungs-Runway, die sich auf Parachains mit einem vertrauenswürdigen oder Berechtigungs-Collator-Set konzentriert. Viele Kerne können verwendet werden, ohne die Prozesse zu beeinträchtigen, die mit dem Kandidatenempfang verbunden sind. Dies öffnet die Tür für zukünftige Verbesserungen und stellt gleichzeitig sicher, dass das System stabil und zuverlässig ist.
In späteren Phasen werden Architekturänderungen an Cumulus erforderlich sein, damit nicht vertrauenswürdige oder erlaubnisfreie Collator-Sets verwendet werden können. Dieses Framework enthält die Architektur, die für den Betrieb von Parachains im Polkadot-Netzwerk erforderlich ist.
Durch Abschluss dieses Schritts wird die Integration mit Cumulus abgeschlossen, sodass Parachains ständigen Zugriff auf viele Kerne genießen und gleichzeitig in vollem Umfang von Elastic Scaling profitieren können.
Technische Überlegungen und Herausforderungen
Die Polkadot-Kette sollte effizient genug sein, um die zusätzliche Verarbeitungskomplexität mehrerer Blöcke gleichzeitig auszugleichen und die Zeitrahmen für Validierung, Verfügbarkeit und Genehmigung sicherzustellen. Die Anwendung von Elastic Scaling umfasst technologische Überlegungen und Herausforderungen wie die Aufrüstung der Infrastruktur von Kollatoren, damit diese eine höhere Produktionskapazität erreichen.
Die schrittweise Implementierung reduziert die potenziellen Risiken durch die schrittweise Bereitstellung von Änderungen und ermöglicht so umfassende Tests und Optimierungen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich das Netzwerk an das neue System anpassen kann, während Integrität und Leistung gewährleistet bleiben.
Asynchrone Unterstützung
Dies macht Parablocks effizienter und erhöht ihren Durchsatz, wodurch die Blockproduktion und der Verifizierungsprozess optimiert werden. Es reduziert die Blockzeit von zwölf auf sechs Sekunden, ermöglicht eine parallele Transaktionsvalidierung und Blockproduktion und bietet einen bis zu zehnmal höheren Durchsatz für den Parachain-Konsensalgorithmus von Polkadot und speichert viermal mehr Daten pro Block. Schnellere und effizientere Transaktionen, niedrigere Gebühren, eine höhere Kapazität zum Ausführen komplexerer und datenintensiverer Anwendungen – dies ermöglicht neue Benutzer und Entwickler im Netzwerk.
Parablock-Generierung und -Unterstützung
Die Kollatoren auf Parachain-Ebene erstellen Parablocks und senden sie anschließend zur Überprüfung an Validatoren auf der Polkadot-Kette. Die Unterstützung erfolgt durch die Überprüfung dieser Parablocks mit einer Teilmenge von Validatoren oder Unterstützungsgruppen, die eine anfängliche Zensurresistenz für die besagten Parablocks gewährleisten.
Die Gültigkeit gesicherter Parablöcke kann jedoch nicht garantiert werden, da sie einer weiteren Validierung bedürfen. Sobald diese Parablöcke gesichert sind, werden sie an andere Validierer zur Aufnahme in die Polkadot-Kette weiterverteilt. Einfach ausgedrückt enthalten Relay-Blöcke Kandidatenbelege und keine ganzen Parablöcke.
Durch die Aufteilung der komplexen Aufgabe der Blockvalidierung in Erstellung, Unterstützung und Einbeziehung wird sichergestellt, dass Blöcke immer wieder auf Zensurresistenz und Gültigkeit geprüft werden. Dieser mehrstufige Verifizierungsansatz verringert die Möglichkeit, dass ungültige Transaktionen in die Polkadot-Kette gelangen, und sichert sowohl die Integrität als auch die Stabilität dieses bestimmten Netzwerks.
Darüber hinaus verringern Kandidatenbelege im Vergleich zu ganzen Parablöcken die Datenlast der Polkadot-Kette – sie verbessern die Speicher- und Verarbeitungskapazitäten, was für die Skalierung des Netzwerks zur Aufnahme von mehr Transaktionen von entscheidender Bedeutung ist.
Asynchroner Sicherungsmechanismus
Asynchrones Backing befreit die Parablock-Produktion von den Zeitbeschränkungen des synchronen Backings und ermöglicht eine Parablock-Produktion alle sechs Sekunden, um den Durchsatz des synchronen Backings zu verdreifachen und Verzögerungen zu reduzieren. Dadurch können Collatoren bis zu zwei Sekunden Ausführungszeit pro Parablock voll ausnutzen, was sehr praktisch ist, um die in jedem Block enthaltenen Daten zu erhöhen. Dadurch können Collatoren einen Parablock lange im Voraus vorschlagen und zusätzlichen Kontext aus dem nicht eingeschlossenen Segment verwenden, wodurch die Gesamteffizienz der Blockerstellung erhöht wird.
Pipelining und Mehrkernnutzung
Asynchrones Backing führt Pipelining ein, wodurch viele Parablocks parallel von Collatoren in der Kette erstellt werden können. Tatsächlich können Parablocks somit in einem einzigen Polkadot-Chain-Block gesichert und enthalten sein, aber parallele Verarbeitung ermöglichen. Bei dieser Technik erfolgt die Überprüfung und Verifizierung der State-Root-Alignment zum Zeitpunkt der Aufnahme in die Polkadot-Kette, um den Netzwerkdurchsatz zu verbessern. In einem einzigen Block der Polkadot-Kette können mehrere Kerne verwendet werden; daher erhöht es die Transaktionsverarbeitungskapazität von Polkadot.
Abschließende Zusammenfassung
Durch eine Auktionsstruktur für die Slots von Parachains und massives DOT-Locking hat Polkadot seine früheren Probleme mit hohen Eintrittsbarrieren für kleinere Projekte endlich überwunden. Es ist üblich, dass größere Initiativen für Slots mehr bieten als kleinere und deren Aufnahme als Priorität darstellen. Die feste Blockproduktionszeit von 12 Sekunden hatte einen weiteren Nebeneffekt: Ressourcen wurden nicht effizient genutzt, wodurch in Zeiten mit geringem Verkehr leere Blöcke und in Zeiten mit hohem Verkehr Staus entstanden. Diese Herausforderungen werden in Polkadot 2.0 mit Agile Coretime, Elastic Scaling und Asynchronous Backing überwunden. Änderungen, die eine Blockzeit von sechs Sekunden, On-Demand- und Massenkauf von Coretime, Optimierung der Multi-Core-Auslastung und Ausgleich der Wettbewerbsfelder zwischen den Parachains betreffen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Polkadot 2.0 und wie unterscheidet es sich von Polkadot 1.0?
Polkadot 2.0 stellt eine neue Generation des Polkadot-Netzwerks dar, die die Mängel seines Vorgängers Polkadot 1.0 beheben soll. Es führt notwendige Überarbeitungen in Agile Coretime, Elastic Scaling und Asynchronous Backing ein, um die Effizienz, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz der Ressourcenzuweisung weiter zu steigern.
Wie funktioniert das Agile Coretime-System?
Agile Coretime ist ein System, das die dynamische Zuweisung von Rechenleistung entsprechend der tatsächlichen Nachfrage ermöglicht; dadurch werden Ressourcen sinnvoller genutzt. Projekte können so Kernzeit erhalten, wenn Bedarf besteht, was die Eintrittsbarrieren für kleinere Unternehmen senkt und die Effizienz der Ressourcen in Zeiten geringer und hoher Auslastung erhöht.
Was ist asynchrones Backing und wie verhindert es die Produktion?
Asynchronous Backing verbessert die Blockerstellung, indem es die Erstellung sogenannter Parablocks oder Parachute-Chain-Blöcke alle sechs Sekunden ermöglicht, im Gegensatz zu 12 Sekunden in Polkadot 1.0. Ein erhöhter Transaktionsdurchsatz bedeutet geringere Blockverzögerungen und eine erhöhte Kapazität zur parallelen Transaktionsvalidierung. Dies senkt auch die Kosten und macht das Netzwerk besser geeignet für komplexe, datenintensive Anwendungen.
