Polkadot und Cosmos, zwei innovative Blockchain-Protokolle, haben ein gemeinsames Endziel, beschreiten aber unterschiedliche und faszinierende Wege, um es zu erreichen. Beide Protokolle ermöglichen die Kommunikation zwischen verschiedenen Zustandsmaschinen über eine Schnittstelle und zeigen so ihr einzigartiges und zukunftsweisendes Design.

Die Entwicklung von Polkadot und Cosmos beruhte auf der Erkenntnis, dass die Zukunft der Blockchain mehrere miteinander verbundene Ketten erfordern wird, wobei die Bedeutung der Interoperabilität gegenüber der Isolation hervorgehoben wurde.

Polkadot vs. Cosmos: Sharded-Modell vs. horizontale Skalierbarkeit

Sehen wir uns zunächst an, wie jedes Protokoll Skalierbarkeit erreicht, beginnend mit Polkadot. Polkadot verwendet ein Shard-Modell, wobei jeder Shard eine abstrakte Zustandsübergangsfunktion (STF) hat. Es verwendet Web Assembly (WASM) als Metaprotokoll. Shards auf Polkadot werden als Parachains bezeichnet. Immer wenn eine Parachain einen Zustandsübergang durchführt, muss sie einen Block zusammen mit einem Zustandsnachweis übermitteln. Dieser Zustandsnachweis wird von Polkadot-Validatoren überprüft und dann für die Relay Chain, die primäre Kette von Polkadot, finalisiert. Alle Polkadot-Parachains übermitteln und teilen ihren Zustand mit dem gesamten System, was bedeutet, dass jede Neuorganisation einer einzelnen Parachain auch eine Neuorganisation aller Parachains und der Relay Chain erfordern würde.

Cosmos hingegen nutzt horizontale Skalierbarkeit, die durch App-Chains ermöglicht wird. Das Cosmos-Netzwerk umfasst über 100 über das Inter Blockchain Communication Protocol (IBC) verbundene Chains. Dazu gehören Osmosis, Celestia, dYdX, v4 Chain, Injective und der Cosmos Hub. Jede Chain ist dafür verantwortlich, die Chain mit einem ausreichend abgesteckten und dezentralisierten Validator-Set zu sichern. Sie können jedoch auch die gemeinsame Sicherheit des Cosmos Hub nutzen. Chains auf Cosmos verwenden das Inter Blockchain Communication Protocol. Chains auf Cosmos teilen keinen Status, was bedeutet, dass die Neuorganisation einer einzelnen Chain nicht zur Neuorganisation anderer Chains auf dem Protokoll führt.

Polkadot vs. Cosmos: Architektur

Die Relay Chain ist die primäre Kette im Polkadot-Ökosystem und alle Validatoren im Polkadot-Ökosystem basieren darauf. Parachains haben Collatoren, die für die Konstruktion und Vorschlagung von Blöcken an Validatoren verantwortlich sind. Sie können alle sechs Sekunden einen einzelnen Parachain-Block für jeden Relay Chain-Block übermitteln. Sobald ein Block übermittelt wurde, führen Validatoren Verfügbarkeits- und Gültigkeitsprüfungen durch, bevor sie ihn an die Hauptkette übermitteln.

Polkadot hat eine begrenzte Anzahl an Parachain-Slots. Parachain-Kandidaten müssen an einer Auktion teilnehmen. Im Erfolgsfall können sie einen Parachain-Slot für bis zu zwei Jahre reservieren.

Cosmos verwendet CometBFT als Konsens-Engine, Cosmos SDK als VM und das IBC-Protokoll, das die Interoperabilität zwischen Ketten erleichtert.

Polkadot vs. Cosmos: Konsens

Polkadot verwendet ein hybrides Konsensprotokoll in Kombination mit zwei Unterprotokollen: BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) und GRANDPA (GHOST-based Recursive Ancestor Deriving Prefix Agreement). BABE verwendet eine verifizierbare Zufallsfunktion (VRF), um Slots den Validierern zuzuweisen und garantiert so, dass jeder Slot einen Autor hat. GRANDPA stimmt über Ketten ab, nicht über einzelne Blöcke.

Cosmos verwendet Tendermint, um sofortige Endgültigkeit zu erreichen. Blockproduktion und Blockfinalisierung erfolgen auf demselben Pfad, sodass Cosmos jeweils einen Block produzieren und finalisieren kann.

Polkadot vs. Cosmos: Staking-Mechanismen

Die Staking-Mechanismen von Polkadot und Cosmos sind recht unterschiedlich. Polkadot verwendet Nominated Proof-of-Stake (NPoS), um Validatoren mithilfe des sequentiellen Phragmen-Algorithmus auszuwählen. Die Größe des Validator-Sets wird durch Governance-Mechanismen festgelegt. Staker, die keine Validator-Knoten betreiben möchten, können bis zu 16 Validatoren nominieren.

Cosmos verwendet inzwischen eine Variante des Delegated Proof-of-Stake namens Bonded Proof-of-Stake, um Validierer auszuwählen. Staker auf Cosmos müssen Gelder binden und für jeden Validierer und die Anzahl der Token, die sie delegieren möchten, eine Delegiertentransaktion einreichen. Cosmos plant, bis zu 300 Validierer zu unterstützen, während Polkadot 1000 Validierer plant.

Polkadot vs. Cosmos: Interoperabilität hat Priorität

Polkadot basiert auf dem Prinzip, dass Skalierbarkeit und Interoperabilität eine gemeinsame Validierungslogik erfordern, um eine vertrauensfreie Umgebung zu schaffen. Da immer mehr Blockchains erstellt werden, muss ihre Sicherheit kooperativ statt wettbewerbsorientiert sein. Polkadot bietet gemeinsame Sicherheit und Validierung über alle Ketten hinweg, sodass diese frei interagieren können.

Cosmos nutzt inzwischen den IBC, um Ketten mit unabhängigen Sicherheitsgarantien zu verbinden. Wenn Daten zwischen Ketten gesendet werden, muss die empfangende Kette der Kette vertrauen, die die Daten sendet. Jede Blockchain im Cosmos-Ökosystem verfügt über ihre eigenen Sicherheitsmechanismen. Sie haben jedoch auch die Möglichkeit, die Sicherheit des Cosmos Hub zu nutzen.

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