Was ist NEAR Protocol (NEAR) und wie funktioniert das Netzwerk?

Was ist NEAR Protocol (NEAR)?

NEAR Protocol ist eine öffentliche Layer-1-Blockchain. Entwickler können darauf dezentrale Apps und Smart Contracts aufbauen. Eine Layer 1 ist einfach gesagt ein eigenständiges Blockchain-Netzwerk mit eigenen Regeln, eigener Sicherheit und einem eigenen Token.

Der native Token des Netzwerks heißt NEAR. Du nutzt NEAR unter anderem, um Transaktionskosten und Speicher auf der Blockchain zu bezahlen. Validatoren und Delegatoren können NEAR auch festlegen, also staken, um zur Sicherheit des Netzwerks beizutragen. Validatoren sind Teilnehmer, die Transaktionen und neue Blöcke bei der Verarbeitung unterstützen. Delegatoren setzen ihr NEAR über einen Validator ein.

Ein Smart Contract ist Code, der auf der Blockchain läuft. Auf NEAR kann so ein Contract mit einem Account verknüpft sein. Der Contract kann dadurch eigene Daten verwalten und Aktionen gemäß den Regeln ausführen, die im Code festgelegt sind.

NEAR Protocol arbeitet außerdem an Chain Abstraction. Das ist zusätzliche Infrastruktur, die Interaktionen mit mehreren Blockchains für Nutzer und Entwickler einfacher machen soll. Es ist also etwas anderes als die NEAR Layer 1 selbst.

Wichtigste Erkenntnisse

• NEAR Protocol ist eine Layer-1-Blockchain für Apps und Smart Contracts.
• NEAR ist der Token für Fees, Speicher und Staking.
• Das Netzwerk kombiniert Proof of Stake mit Nightshade-Sharding und Doomslug.
• Sharding verteilt Arbeit und Daten auf mehrere Shards.
• NEAR hat kein festes maximales Token-Angebot und entwickelt sich durch Upgrades weiter.

Wie funktioniert NEAR Protocol?

NEAR Protocol nutzt Proof of Stake. Dabei legen Validatoren NEAR fest, um an der Sicherheit des Netzwerks sowie an der Produktion von Blöcken und Chunks mitzuwirken. Ein Block ist ein Bündel mit Informationen, das zur Blockchain hinzugefügt wird.

Die Technik hinter dem Netzwerk besteht aus zwei wichtigen Bestandteilen: Nightshade und Doomslug. Nightshade ist das Sharding-Design von NEAR. Sharding verteilt die Verarbeitung auf mehrere Teile des Netzwerks, die Shards genannt werden. Doomslug hilft bei der Blockproduktion und bei der Finality. Finality bedeutet, dass eine Transaktion oder ein Block als endgültig gilt und nicht mehr einfach rückgängig gemacht werden kann.

Ein Block enthält Chunk-Header. Ein Chunk ist der Teil, in dem Transaktionen und Datenänderungen für einen bestimmten Shard enthalten sind. Du kannst dir das als mehrere Arbeitsgruppen vorstellen, die gemeinsam in einem Block koordiniert werden.

Eine Transaktion auf NEAR kann aus mehreren Aktionen bestehen. Dazu gehören etwa NEAR senden, einen Account anlegen, einen Zugriffsschlüssel hinzufügen, NEAR staken oder einen Smart Contract aufrufen.

Die Ausführung einer solchen Transaktion kann Receipts erzeugen. Ein Receipt ist ein Auftrag, der später weiterverarbeitet wird. Vor allem bei Smart Contracts und Aktionen zwischen verschiedenen Shards kann eine einzelne Handlung also aus mehreren Schritten bestehen.

NEAR Protocol (NEAR) Überblick

Wie funktioniert Sharding bei NEAR Protocol?

Beim Sharding werden Verarbeitung und Speicherung von Daten auf mehrere Shards verteilt. Dadurch muss nicht jeder Validator alle Transaktionen und alle Daten des gesamten Netzwerks selbst verarbeiten.

Innerhalb von Nightshade erstellt ein Chunk Producer einen Chunk für einen Shard. Der Block Producer nimmt anschließend die Chunk-Header in die Mainchain auf. Die Shards sind also keine getrennten, unabhängigen Blockchains. Sie gehören zum selben NEAR Protocol und werden gemeinsam koordiniert.

Die Idee dahinter ist horizontales Skalieren. Wenn zusätzliche Shards vorhanden sind, kann das grundsätzlich zusätzliche Verarbeitungskapazität bringen. Das Netzwerk verteilt die Arbeit dann auf mehr Teile, statt alle exakt dieselbe Arbeit erledigen zu lassen.

NEAR nutzt außerdem stateless validation. Dabei müssen Validatoren nicht alle Daten jedes Shards lokal speichern. Sie können Chunks mit den benötigten kryptografischen Beweisen prüfen. Das kann die Menge an Shard-Daten verringern, die ein Validator selbst vorhalten muss.

Eine Aktion zwischen Accounts oder Smart Contracts auf verschiedenen Shards läuft über Cross-Shard-Receipts. Das geschieht nicht als direkte lokale Ausführung innerhalb desselben Shards. Deshalb kann sie mehrere einzelne Schritte umfassen.

Wie funktionieren Accounts und Transaktionen bei NEAR Protocol?

NEAR nutzt ein Account-Modell. Ein Account kann ein Guthaben, Zugriffsschlüssel, gespeicherte Daten und gegebenenfalls Smart-Contract-Code enthalten. Ein Account ist also mehr als nur eine Adresse, auf der NEAR liegt.

NEAR unterstützt lesbare und hierarchische Account-Namen. Außerdem gibt es implizite Accounts, die aus einem öffentlichen Schlüssel oder einer Ethereum-Adresse abgeleitet werden. Ein Smart Contract wird auf einem NEAR-Account deployed. Ein solcher Contract-Account kann daher Code ausführen, Daten speichern und Assets verwalten.

Ein Account kann mehrere Zugriffsschlüssel haben. Es gibt Full-Access-Keys mit weitreichenden Rechten für den Account und Function-Call-Keys. Function-Call-Keys geben Zugriff auf einen bestimmten Contract. Du kannst sie außerdem auf bestimmte Funktionen und ein maximales Budget in NEAR für Gas-Kosten begrenzen.

Gas misst, wie viele Netzwerkressourcen eine Transaktion oder ein Smart Contract verbraucht. Ein Gas-Limit begrenzt, wie viel davon eine Ausführung maximal nutzen darf. Das verhindert, dass eine Aktion unbegrenzt viel Arbeit vom Netzwerk verlangt. Die genauen Rechte eines Function-Call-Keys hängen davon ab, wie dieser Schlüssel eingerichtet ist. Ein eingeschränkter Schlüssel ist also nicht automatisch für jede Anwendung sicher.

Eine signierte Transaktion enthält eine oder mehrere Aktionen. Während der Ausführung können daraus wiederum Receipts entstehen, die separat verarbeitet werden. Außerdem zahlen Accounts für den Speicherplatz, den ihre Daten auf der Blockchain belegen. Speicher hat also neben Transaktionsgas auch wirtschaftliche Kosten.

Was ist der Unterschied zwischen NEAR Protocol und Bitcoin?

NEAR Protocol und Bitcoin sind beide öffentliche Blockchains mit einem eigenen nativen Asset. Ihr Ziel und ihr technischer Aufbau unterscheiden sich jedoch deutlich.

• Ziel: NEAR ist als programmierbare Plattform für Apps und Smart Contracts konzipiert. Bitcoin ist in erster Linie ein Peer-to-Peer-Netzwerk für elektronisches Geld.
• Sicherheit: NEAR nutzt Proof of Stake, wobei Validatoren NEAR staken. Bitcoin nutzt Proof of Work, bei dem Miner Rechenarbeit leisten, um Blöcke zu produzieren.
• Transaktionsmodell: NEAR arbeitet mit Accounts, die Guthaben, Schlüssel, Speicher und Smart-Contract-Code enthalten können. Bitcoin verwendet ein UTXO-Modell. Dabei gibt eine Transaktion frühere, noch nicht ausgegebene Outputs aus.
• Programmiermöglichkeiten: Auf NEAR können allgemeine Smart Contracts auf Accounts deployed und ausgeführt werden. Bitcoin hat Script für Bedingungen rund um das Ausgeben von Bitcoin-Outputs, aber dieses System ist eingeschränkter als die allgemeine Smart-Contract-Plattform von NEAR.
• Angebot: Bitcoin hat laut den Konsensregeln ein maximales Angebot von 21 Millionen Bitcoin. NEAR hat kein festes maximales Gesamtangebot. Die maximale jährliche Inflation liegt derzeit bei 2,5 %.
• Skalierung: NEAR nutzt Sharding, um Verarbeitung und Daten über Shards zu verteilen. Bitcoin führt ein gemeinsames UTXO-Register und verwendet auf der Basisschicht kein Protokoll-Sharding.

Wie ist NEAR Protocol entstanden?

Illia Polosukhin und Alexander Skidanov gründeten NEAR Protocol im Jahr 2018. Ihr Ziel war es, eine skalierbare und benutzerfreundliche Blockchain zu bauen.

Zu Beginn untersuchten sie KI-bezogene Anwendungen. Danach konzentrierten sie sich auf Blockchain-Infrastruktur, weil sie Probleme bei grenzüberschreitenden Zahlungen und bei der Skalierbarkeit sahen.

Vor dem Start des Mainnets entwickelte NEAR eine öffentliche Testnet-Infrastruktur. Die Genesis des NEAR-Mainnets fand am 22. April 2020 statt. Das war der Beginn des Netzwerks, aber noch nicht sofort eines vollständig offenen und von der Community verwalteten Mainnets.

Die erste Phase nutzte vorübergehend Proof of Authority. Im September 2020 stellte die NEAR Foundation den Betrieb eigener Mainnet-Nodes ein. Ab diesem Zeitpunkt wurde das Netzwerk von der Community verwaltet.

Was sind die Vorteile von NEAR Protocol?

Ein wichtiges Merkmal von NEAR ist Nightshade-Sharding. Indem Verarbeitung und Daten auf Shards verteilt werden, muss nicht jeder Teilnehmer jede Transaktion verarbeiten. Das gibt dem Protokoll Raum für horizontales Skalieren.

Stateless Validation kann dabei helfen. Validatoren müssen dann weniger Shard-Status lokal speichern, während sie Chunks weiterhin mit kryptografischen Beweisen prüfen können.

Auch das Account-Modell bietet praktische Möglichkeiten. NEAR unterstützt lesbare Account-Namen, Subaccounts und mehrere Zugriffsschlüssel. Mit Function-Call-Keys können Apps Rechte feiner festlegen, etwa indem der Zugriff auf einen Contract, bestimmte Funktionen und ein maximales Budget in NEAR für Gas-Kosten begrenzt wird.

Außerdem können Entwickler Smart Contracts auf NEAR-Accounts deployen. Diese Contracts können eigene Logik und Daten auf der Blockchain verwalten.

NEAR Intents ist zusätzliche Infrastruktur für Interaktionen zwischen unterstützten Blockchains. Dabei kann ein Nutzer angeben, welches finanzielle Ergebnis gewünscht ist, ohne selbst alle einzelnen Schritte ausführen zu müssen. Das gehört nicht zu jeder normalen NEAR-Transaktion.

Was sind die Nachteile von NEAR Protocol?

Sharding macht das Netzwerk technisch komplexer. Vor allem Aktionen zwischen Shards können über Receipts laufen und aus mehreren asynchronen Schritten bestehen. Asynchron bedeutet hier, dass nicht jeder Schritt direkt in einer einzigen Ausführung abgeschlossen wird.

Bei hoher Auslastung können sich Receipts ansammeln. Dadurch kann mehr Zeit zwischen dem Einreichen einer Transaktion und ihrer endgültigen Ausführung liegen. NEAR hat deshalb Mechanismen für Congestion Control, die mit solcher Überlastung umgehen sollen.

NEAR hat kein festes maximales Gesamtangebot. Die aktuelle maximale jährliche Inflation von 2,5 % kann das Angebot erhöhen. Gleichzeitig werden Fees verbrannt. Ob die Gesamtmenge an NEAR netto steigt oder sinkt, hängt vom Verhältnis zwischen neuer Ausgabe und verbrannten Fees ab.

Validatoren können Transaktionen in der Mempool sehen, bevor sie ausgeführt wurden. Die Mempool ist der Warteraum für Transaktionen. Entwickler von Smart Contracts müssen deshalb Front-Running berücksichtigen: Jemand kann versuchen, einer sichtbaren Transaktion zuvorzukommen. Das bedeutet nicht, dass jede NEAR-Transaktion gefront-runt wird.

Schließlich verändern sich das Protokoll und die Tokenomics durch Upgrades weiter. Technische Details und wirtschaftliche Parameter solltest du deshalb nicht als dauerhafte Eigenschaften sehen.

Fazit

NEAR Protocol ist eine Layer-1-Blockchain, auf der Entwickler Apps und Smart Contracts aufbauen können. Den nativen Token NEAR nutzt du unter anderem für Transaktionskosten, Speicher und Staking.

Technisch kombiniert das Netzwerk Proof of Stake mit Nightshade-Sharding und Doomslug. Sharding verteilt Verarbeitung und Daten auf Shards, sodass nicht jeder Validator alles verarbeiten muss. Das bringt auch zusätzliche Komplexität mit sich, vor allem wenn Aktionen zwischen Shards über Receipts laufen.

Außerdem bietet NEAR ein Account-Modell mit mehreren Arten von Zugriffsschlüsseln und Raum für Smart Contracts. Gleichzeitig hat NEAR kein festes maximales Angebot, und Technik sowie Tokenomics können sich durch Upgrades weiter verändern. Das sind wichtige Punkte, wenn du verstehen willst, wie NEAR Protocol funktioniert.