Was ist der Zweck der Parachains von Polkadot?

Kernfunktionalität von Parachains

1. Parachains sind souveräne Blockchains, die parallel innerhalb des Polkadot-Ökosystems operieren, wobei jede ihren eigenen Zustand und ihre eigene Logik beibehält und gleichzeitig die gemeinsame Sicherheit der Relay Chain nutzt.

2. Sie ermöglichen spezielle Anwendungsfälle wie DeFi, Identitätsmanagement, Orakel und Spiele, ohne Kompromisse bei der Skalierbarkeit oder Interoperabilität einzugehen.

3. Jede Parachain stellt über einen dedizierten Slot, der durch einen Auktionsmechanismus gesichert ist, eine Verbindung zu Polkadot her und stellt so sicher, dass die Ressourcenzuteilung sowohl wettbewerbsfähig als auch transparent ist.

4. Laufzeit-Upgrades für Parachains werden ohne Hard Forks durchgeführt, was eine nahtlose Weiterentwicklung von Logik und Funktionen ermöglicht und gleichzeitig die Kontinuität des Betriebs gewährleistet.

5. Entwickler stellen benutzerdefinierte WebAssembly-basierte Laufzeiten bereit und gewähren so die volle Kontrolle über Konsensparameter, Transaktionsformate und Governance-Modelle.

Garantien für Datenverfügbarkeit und -gültigkeit

1. Validatoren in der Relay Chain proben regelmäßig Parachain-Blockdaten, um die Verfügbarkeit zu überprüfen und so das böswillige Zurückhalten kritischer Informationen zu verhindern.

2. Jedem Parachain-Block muss vor der Fertigstellung ein Gültigkeitszertifikat beiliegen, das von einer Untergruppe von Relay-Chain-Validatoren unterzeichnet wurde.

3. Streitigkeiten über die Blockgültigkeit lösen ein Slashing-Protokoll aus, bei dem sich schlecht benehmende Prüfer gebundene DOT-Token verlieren, was die ehrliche Teilnahme stärkt.

4. Der Einschlusswarteschlangenmechanismus gewährleistet eine faire Reihenfolge von Parachain-Blöcken basierend auf Prioritäts- und Verfügbarkeitsnachweisen und nicht auf willkürlichen Validatorpräferenzen.

5. Betrugsnachweise werden nicht nativ unterstützt; Stattdessen verlässt sich Polkadot auf die synchrone Gültigkeitsprüfung während der Blockproduktion, um die Korrektheit durchzusetzen.

Cross-Chain Message Passing (XCMP)

1. XCMP ermöglicht eine vertrauensminimierte Kommunikation zwischen Parachains mithilfe horizontal weitergeleiteter Nachrichten, die im Relay-Chain-Konsens verankert sind.

2. Nachrichten werden pro Zielparachain in die Warteschlange gestellt und nach erfolgreicher Validierung und Verfügbarkeitsbestätigung in FIFO-Reihenfolge verarbeitet.

3. Zustellungsgarantien sind probabilistisch, aber stark begrenzt – Nachrichten kommen entweder innerhalb eines bekannten Zeitrahmens an oder werden mit Benachrichtigung verworfen.

4. Die Nachrichtennutzlast ist auf 100 KB begrenzt, um einen vorhersehbaren Verarbeitungsaufwand in heterogenen Parachain-Umgebungen sicherzustellen.

5. Die Routing-Logik basiert vollständig auf der Relay-Kette, sodass keine Parachains zur Aufrechterhaltung direkter Peer-to-Peer-Verbindungen erforderlich sind.

Wirtschaftliche Anreize und Slot-Zuteilung

1. Parachain-Slots werden über Candle-Auktionen vergeben, bei denen Bieter DOT-Tokens für Mietzeiträume von drei bis zwölf Monaten sperren.

2. Zuschlagsberechtigte Bieter behalten für die Dauer ihres Mietvertrags das ausschließliche Nutzungsrecht. Danach müssen sie erneut an der Auktion teilnehmen, andernfalls riskieren sie einen Abbruch der Auktion.

3. Crowdloans ermöglichen es Token-Inhabern, DOT zur Unterstützung von Parachain-Kampagnen beizutragen und Belohnungen zu erhalten, die auf den nativen Token der jeweiligen Parachain lauten.

4. Nicht genutzte Mietzeit kann nicht übertragen oder verkauft werden; Eine vorzeitige Kündigung führt zum Verlust der gesperrten Gelder, sofern dies nicht durch die Parachain-Governance koordiniert wird.

5. DOT, das an Crowdloans beteiligt ist, bleibt bis zum Ende des jeweiligen Leasingzeitraums gesperrt, unabhängig vom Betriebsstatus der Parachain.

Integration von Sicherheitsmodellen

1. Parachains erben Endgültigkeitsgarantien aus dem NPoS-Konsens der Relay Chain, sodass keine unabhängigen Validierungssätze oder ein Bootstrapping für die wirtschaftliche Sicherheit erforderlich sind.

2. Gemeinsame Sicherheit bedeutet, dass keine einzelne Parachain die Integrität anderer gefährden kann – selbst wenn sie gefährdet ist, sind ihre Auswirkungen streng isoliert.

3. Die Rotation des Validators erfolgt in jedem Zeitraum (ca. 24 Stunden), um eine kontinuierliche Neuverteilung der Verantwortlichkeiten sicherzustellen und langfristige Absprachenrisiken zu minimieren.

4. Die Relay Chain führt keine Parachain-Logik aus; Es überprüft nur kryptografische Beweise für die korrekte Ausführung, die von Collatoren bereitgestellt werden.

5. Collators sind für die Zusammenstellung gültiger Parachain-Blöcke und deren Übermittlung an Validatoren verantwortlich, verfügen jedoch selbst über keine Konsensbefugnis.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann eine Parachain ihre Laufzeit ändern, ohne ihren Slot zu verlieren? A: Ja. Laufzeit-Upgrades sind erlaubnislos und haben keinen Einfluss auf den Slot-Besitz, solange die Parachain weiterhin gültige Blöcke unter der aktualisierten Logik übermittelt.

F: Was passiert, wenn eine Parachain mehrere Sitzungen lang keine Blöcke produziert? A: Es kann als inaktiv markiert und vorübergehend aus dem aktiven Satz entfernt werden, bis es die konsistente Blockproduktion wieder aufnimmt und die Gesundheitsprüfungen besteht.

F: Werden Parachain-Blöcke unabhängig oder erst nach Bestätigung durch Relay Chain abgeschlossen? A: Endgültigkeit wird ausschließlich durch die Relay Chain verliehen. Ein Parachain-Block gilt erst dann als irreversibel, wenn er in den Relay-Chain-Status aufgenommen und finalisiert wird.

F: Haben Parachains für Transaktionsgebühren Zugang zu nativem DOT? A: Nein. Jede Parachain definiert ihren eigenen Gebühren-Token und ihr eigenes Wirtschaftsmodell. DOT wird ausschließlich für Einsätze, Governance und Auktionsteilnahme verwendet – nicht als Gas.