Cosmos Blockchain - Beginners Guide -

blockliv3
10. Juli 2022
5 Min. Lesezeit

Ein leistungsstarkes Ökosystem verbundener Blockchains

Cosmos präsentiert der Blockchain-Branche eine alternative Sichtweise darauf, wie Blockchains funktionieren sollten und was der beste Weg zum Erfolg sein könnte, wenn Skalierbarkeit, Geschwindigkeit und Sicherheit nebeneinander existieren. Technisch gesehen ist Cosmos keine Blockchain, sondern ein dezentrales Netzwerk einzelner Blockchains, die jeweils von Algorithmen wie dem Tendermint-Konsens angetrieben werden.

Cosmos ist ein Ökosystem von Blockchains, die in der Lage sind, zusammenzuarbeiten, um zu skalieren und miteinander zu interagieren, da traditionelle Blockchains isoliert wurden und nicht kommunizieren können. Infolgedessen konnten sie nur eine geringe Anzahl von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Cosmos versucht, diese Probleme mit einer neuen Technologievision zu lösen.

Beachten Sie, dass Cosmos ein Open-Source-Community-Projekt ist, das ursprünglich vom Tendermint-Team erstellt wurde. Jeder ist willkommen, zusätzliche Tools zu erstellen, um das Entwickler-Ökosystem zu bereichern.

TLDR

Geschichte ist wichtig

Um besser zu verstehen, wie Cosmos in das gesamte Blockchain-Ökosystem passt, müssen wir zum Anfang zurückgehen. Die erste Blockchain war Bitcoin, eine digitale Peer-to-Peer-Währung, die 2008 geschaffen wurde und einen Konsensmechanismus verwendet, der als Proof-of-Work (PoW) bekannt ist. Damals gab es nur zwei Möglichkeiten, dezentrale Anwendungen zu entwickeln: Den Bitcoin-Code forken oder darauf aufbauen.

Die Bitcoin-Codebasis war jedoch sehr inkonsistent mit allen drei Schichten – Netzwerk, Konsens und Anwendung vermischt. Außerdem war die Programmiersprache Bitcoin begrenzt und nicht benutzerfreundlich. Es wurden Werkzeuge benötigt, um die Dinge voranzutreiben und dezentralen Anwendungen das Gedeihen zu ermöglichen.

Im Jahr 2014 kam Ethereum mit einer neuen Idee zum Bau von Dapps herein. Es gäbe eine Blockchain, in der Menschen jede Art von Programm einsetzen könnten. Ethereum erreichte dies, indem es die Anwendungsschicht in eine virtuelle Maschine namens Ethereum Virtual Machine (EVM) verwandelte.

Diese virtuelle Maschine war in der Lage, Programme namens Smart Contracts zu verarbeiten, die jeder Entwickler ohne Genehmigung in der Ethereum-Blockchain bereitstellen konnte. Dieser neue Ansatz ermöglichte es Tausenden von Entwicklern, mit der Entwicklung dezentralisierter Anwendungen (dapps) zu beginnen. Einschränkungen in Bezug auf Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit wurden jedoch bald offensichtlich und bestehen bis heute fort.

Geben Sie Kosmos ein

Die Vision von Cosmos ist es, Entwicklern das Erstellen von Blockchains zu erleichtern und die Barrieren zwischen ihnen niederzureißen. Dies würde es diesen verschiedenen Blockchains ermöglichen, miteinander Geschäfte zu tätigen und ein Internet der Blockchains zu schaffen. Dies ist eine Vision, die durch eine Reihe von Open-Source-Tools in Tendermint, dem Cosmos SDK und dem Inter-Blockchain Communication Protocol (IBC) verwirklicht wurde und darauf ausgelegt ist, Menschen das schnelle Erstellen benutzerdefinierter, sicherer, skalierbarer und interoperabler Blockchain-Anwendungen zu ermöglichen.

Internet der Blockchains

Die Verbindung zwischen Blockchains wird durch ein Protokoll namens Inter-Blockchain Communication Protocol (IBC) hergestellt. IBC nutzt die Eigenschaft der sofortigen Endgültigkeit des Tendermint-Konsenses, um es inkompatiblen Ketten zu ermöglichen, Werte (d. h. Token) oder Daten aneinander zu übertragen.

Inkompatible Ketten haben unterschiedliche Schichten, was bedeutet, dass sie sich darin unterscheiden können, wie sie die Netzwerk-, Konsens- und Anwendungsteile implementieren. Um mit IBC kompatibel zu sein, muss eine Blockchain nur wenige Anforderungen erfüllen, von denen die wichtigste darin besteht, dass die Konsensschicht eine schnelle Endgültigkeit haben muss. Proof-of-Work-Ketten wie Bitcoin und Ethereum fallen nicht in diese Kategorie. Ethereum 2.0 wird Stapel von Blöcken nach Zeiträumen fertigstellen, die als „Epochen“ bezeichnet werden. Der aktuelle Plan sieht vor, 32 Blöcke pro Epoche zu haben und sie alle in einer Runde fertigzustellen, was bedeutet, dass Ethereum 2.0 kompatibel wäre, sobald es voll funktionsfähig wäre.

IBC ermöglicht es inkompatiblen Blockchains, Token und Daten miteinander zu übertragen, was bedeutet, dass Blockchains mit unterschiedlichen Anwendungen und Validator-Sets interoperabel sind. Aber selbst bei diesem Schritt nach vorne bleibt die Frage, wie man ein Netzwerk von Blockchains schafft.

Eine Idee ist, jede Blockchain im Netzwerk über direkte IBC-Verbindungen miteinander zu verbinden. Das Hauptproblem bei diesem Ansatz ist, dass die Anzahl der Verbindungen im Netzwerk quadratisch mit der Anzahl der Blockchains wächst und schnell eskaliert. Um dies zu lösen, schlägt Cosmos eine modulare Architektur mit zwei Blockchain-Klassen vor: Hubs und Zonen.

Zonen sind reguläre heterogene Blockchains und Hubs sind Blockchains, die speziell dafür entwickelt wurden, Zonen miteinander zu verbinden.

Wenn eine Zone eine IBC-Verbindung mit einem Hub herstellt, kann sie automatisch auf jede andere mit ihr verbundene Zone zugreifen (d. h. an sie senden und von ihr empfangen). Infolgedessen muss jede Zone nur eine begrenzte Anzahl von Verbindungen mit einer begrenzten Anzahl von Hubs herstellen. Hubs verhindern auch doppelte Ausgaben zwischen Zonen. Das bedeutet, dass eine Zone, wenn sie ein Token von einem Hub erhält, nur der Ursprungszone dieses Tokens und dem Hub vertrauen muss.

Der erste im Cosmos Network gestartete Hub ist der Cosmos Hub. Der Cosmos Hub ist eine öffentliche Proof-of-Stake-Blockchain, deren natives Staking-Token ATOM genannt wird und bei der Transaktionsgebühren in mehreren Token zu zahlen sind. Der Start des Hubs markiert auch den Start des Cosmos-Netzwerks.

Skalierbarkeit lösen

Cosmos nutzt zwei Arten der Skalierbarkeit und hat seit der Markteinführung im März 2019 die vertikale Skalierbarkeit genutzt und später, sobald das IBC-Modul fertig ist, die horizontale Skalierung hinzugefügt.

Vertikale Skalierbarkeit: Dies umfasst die Methoden zur Skalierung der Blockchain selbst. Durch die Abkehr vom Proof-of-Work und die Optimierung seiner Komponenten kann Tendermint BFT Tausende von Transaktionen pro Sekunde erreichen. Der Flaschenhalsfaktor ist die Anwendung selbst. Beispielsweise wird eine Anwendung wie eine virtuelle Maschine (z. B. die Ethereum Virtual Machine) eine viel niedrigere Grenze für den Transaktionsdurchsatz auferlegen als eine Anwendung, in der Transaktionstypen und Statusübergangsfunktionen direkt eingebettet sind (z. B. eine standardmäßige Cosmos SDK-Anwendung).

Horizontale Skalierbarkeit: Auch wenn die Konsens-Engine und die Anwendung hochoptimiert sind, stößt der Transaktionsdurchsatz einer einzelnen Kette irgendwann zwangsläufig an eine Wand. Das ist die Grenze der vertikalen Skalierung. Um darüber hinauszugehen, besteht die Lösung darin, auf Multi-Chain-Architekturen umzusteigen. Die Idee ist, mehrere parallele Ketten zu haben, die dieselbe Anwendung ausführen und von einem gemeinsamen Validator-Set betrieben werden, wodurch Blockchains theoretisch unendlich skalierbar werden. Weitere Details zur horizontalen Skalierbarkeit sind ziemlich komplex und hier verfügbar.

Weitere ausführliche technische Details speziell für Entwickler sind am Ende dieses Artikels verlinkt.

Zusammenfassend

Cosmos macht Blockchains leistungsstark und mit Tendermint BFT und der Modularität des Cosmos SDK gleichzeitig einfach zu entwickeln. Es ermöglicht Blockchains auch, Werte untereinander durch IBC und Peg-Zonen zu transferieren, während sie ihre Souveränität behalten. Schließlich ermöglicht die Cosmos-Lösung die Skalierung von Blockchain-Anwendungen für Millionen von Benutzern durch horizontale und später vertikale Skalierbarkeitslösungen.

Cosmos kann eher als ein Ökosystem betrachtet werden, das auf einer Reihe modularer, anpassbarer und austauschbarer Tools als auf einem einzelnen Produkt basiert. Entwickler werden ermutigt, sich den Bemühungen anzuschließen, vorhandene Tools zu verbessern und neue zu erstellen.

blockliv3 – die Lösung

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