Was ist das Internet Computer Protocol (ICP)?

Internet-Computerprotokoll, bekannt unter dem Akronym ICP, ist eine innovative Blockchain-Technologie, die die Funktionalität des traditionellen Internets erweitern soll. Dieses Projekt wurde hauptsächlich von der von Dominic Williams gegründeten Organisation DFINITY entwickelt und zielt darauf ab, das Internet zu dezentralisieren und einen offeneren und autonomeren Cyberspace zu schaffen.

Hierzu ICP Ziel ist es, eine neue Art von Internet und eine dezentrale Computerplattform zu schaffen, die es Entwicklern ermöglicht, Webanwendungen und -dienste sicher und effizient zu erstellen und zu hosten, ohne dass herkömmliche Server oder Cloud-Infrastrukturen erforderlich sind, die von zentralisierten Anbietern verwaltet werden. Auf diese Weise wollen wir eine Alternative schaffen, die im Vergleich zu aktuellen zentralisierten Lösungen resistenter gegen Zensur und Ausfälle ist.

Projektanfänge

Die Entwicklung des Internet Computer Protocol-Projekts begann etwa im Jahr 2016. Seitdem arbeitet DFINITY an der Internet Computer Protocol-Technologie mit dem Ziel, die Funktionalitäten des Internets zu erweitern und eine dezentrale Plattform für Anwendungen und Dienste bereitzustellen.

Mit dieser Vision versucht das Internet Computer Protocol, die folgenden Elemente anzugehen:

• Dezentralisierung. In einer Welt, in der einige Technologiegiganten den Internetraum dominieren, wollte DFINITY ein System schaffen, das eine echte Dezentralisierung ermöglicht und die Macht auf mehrere Parteien verteilt, anstatt sie zu konzentrieren.
• Skalierbarkeit. Lösen Sie das Problem der Skalierbarkeit in Blockchain-Netzwerken und ermöglichen Sie die Ausführung von Anwendungen und Systemen mit Webgeschwindigkeit, ohne Einbußen bei Sicherheit oder Dezentralisierung.
• Kompatibilität. Erleichtern Sie die Erstellung dezentraler Anwendungen (dApps) und traditioneller Webdienste in einer Blockchain-Umgebung und öffnen Sie so die Türen für eine neue Generation von Internetanwendungen.
• kosten~~POS=TRUNC. Bieten Sie eine Alternative zu zentralisierten Cloud-Diensten, die die Infrastrukturkosten für Entwickler und Unternehmen senken könnten.
• Vereinfachung der Smart-Contract-Technologie. Verbessern Sie die Smart-Contract-Technologie, um sie für Entwickler zugänglicher und benutzerfreundlicher zu machen und eine stärkere Akzeptanz und Schaffung dezentraler Dienste zu fördern.
• Datenautonomie. Dadurch erhalten Benutzer und Organisationen die volle Kontrolle über ihre Daten und wirken dem aktuellen Trend großer Unternehmen entgegen, personenbezogene Daten zu sammeln und zu monetarisieren.

Das Internet Computer Protocol zielt darauf ab, eine Umgebung zu schaffen, in der jeder Entwickler auf der Welt Anwendungen erstellen und hosten kann, ohne dass herkömmliche Server erforderlich sind. Dadurch wird die Abhängigkeit von zentralisierten Infrastrukturen beseitigt und eine neue Art der Nutzung des Internets gefördert, die sicherer, privater und effizienter ist . Der offizielle Start des Internet Computer Protocol Mainnets fand im Mai 2021 statt.

Hauptmerkmale von ICP

Was ICP besonders innovativ macht, ist die Einführung einer Reihe verschiedener Funktionen, die es von anderen Blockchain-Lösungen unterscheiden. Unter diesen Innovationen können wir hervorheben:

Netzwerknervensystem (NNS)

Das Network Nervous System (NNS) ist eine der zentralen und innovativen Komponenten des Internet Computer Protocol (ICP). Dieses System fungiert als dezentraler und autonomer Governance-Mechanismus, der das gesamte Netzwerk verwaltet. Daher ist das NNS für eine Vielzahl von Schlüsselfunktionen verantwortlich, die dafür sorgen, dass der Internetcomputer effizient läuft und sich im Laufe der Zeit anpassen und weiterentwickeln kann.

NNS-Hauptfunktionen

• Netzwerk-Governance. Das NNS-System ist für die Verwaltung von Vorschlägen und Abstimmungen innerhalb der ICP zuständig. Dazu können Netzwerkteilnehmer Vorschläge für Änderungen oder Aktualisierungen des Netzwerks einbringen. Über diese Vorschläge wird von ICP-Token-Inhabern abgestimmt, die die Macht haben, die Richtung und Richtlinien des Netzwerks zu beeinflussen. Dieses Abstimmungssystem folgt einem demokratischen Mechanismus, bei dem jeder ICP-Token eine Stimme gewährt und Entscheidungen auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Abstimmungen getroffen werden.
• Resourcenmanagement. NNS spielt auch eine wichtige Rolle bei der Zuweisung von ICP-Knoten und Subnetzen und damit bei der Steuerung der im ICO verfügbaren Ressourcen. Zu diesem Zweck verwaltet das NNS die Konfiguration von Subnetzen und die Zuweisung von Knoten, um die Netzwerkleistung und -kapazität zu optimieren. Auf diese Weise stellt NNS sicher, dass die Ressourcen gleichmäßig verteilt sind, und skaliert das Netzwerk, indem es bei Bedarf Knoten hinzufügt oder entfernt.
• Automatische Updates. Das NNS kann Updates automatisch im Netzwerk bereitstellen, ohne dass ein Fork erforderlich ist, wodurch der Zusammenhalt gewahrt bleibt und Spaltungen in der Community vermieden werden. Darüber hinaus überwacht dieses System auch den Netzwerkstatus und führt Wartungsaufgaben durch, um einen unterbrechungsfreien Betrieb sicherzustellen.
• Netzwerkökonomie. NNS ist auch für die Steuerung der verschiedenen wirtschaftlichen Parameter des Netzwerks verantwortlich. Zu diesen Elementen gehört die Schaffung von Rechenzyklen, die der Einspeisung von Rechenleistung und Speicher innerhalb des Netzwerks dienen. Darüber hinaus ist es auch für die Kontrolle der Belohnungen des Systems und deren Verteilung an Teilnehmer und Validatoren innerhalb des Netzwerks verantwortlich.
• Netzwerküberwachung und -sicherheit. NNS ist außerdem für die kontinuierliche Überwachung des Netzwerks auf bösartiges Verhalten verantwortlich und kann Maßnahmen zur Eindämmung von Angriffen oder Sicherheitsproblemen ergreifen. Dieses System ist beispielsweise dafür verantwortlich, durch einen Verifizierungs- und Authentifizierungsprozess nur vertrauenswürdigen Knoten den Beitritt zum Netzwerk zu ermöglichen.

Wie funktioniert die NNS?

Um all dies zu erreichen, nutzt das NNS-System ein Liquid-Democratic-Wahlsystem, das eine Mischung aus direkter und repräsentativer Demokratie darstellt. In diesem System können ICP-Token-Inhaber direkt über Vorschläge abstimmen oder ihre Stimmen an andere Teilnehmer delegieren, die ihrer Meinung nach besser informiert sind oder ihren Interessen entsprechen.

Damit ein Vorschlag angenommen werden kann, muss er ein bestimmtes Quorum und eine Stimmenmehrheit erreichen. Die Abstimmungsstruktur und die Entscheidungsschwellen können je nach Art des Vorschlags variieren.

Das NNS ist von entscheidender Bedeutung für die Autonomie und den dezentralen Ansatz des Internet Computer Protocol (ICP). Da das Netzwerk bei der Entscheidungsfindung nicht auf eine zentralisierte Autorität angewiesen ist, kann es sich schnell anpassen und auf organischere und demokratischere Weise auf die Bedürfnisse seiner Gemeinschaft reagieren.

Umkehrgasmodell

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Internet Computer Protocol (ICP) ist das sogenannte Inverse Gas Model. Bei diesem Modell handelt es sich um einen Transaktionsgebührenansatz, der erheblich vom „Gas“-Modell abweicht, das von Blockchains wie Ethereum verwendet wird.

Um es zu verstehen, müssen wir uns daran erinnern, wie „Gas“ in Netzwerken wie Ethereum und ähnlichen Netzwerken funktioniert. In diesen Netzwerken müssen Benutzer, die Transaktionen initiieren oder Smart Contracts ausführen, eine Gasgebühr zahlen, um die Rechenkosten zu kompensieren, die ihre Transaktion für das Netzwerk verursacht. Dieser Gastarif schwankt je nach Marktnachfrage und Netzüberlastung, was mitunter zu hohen und unvorhersehbaren Kosten für die Nutzer führen kann.

Wie der Name schon sagt, ist diese Dynamik im ICP Inverse Gas Model jedoch umgekehrt.. Anstatt dass Benutzer für jede Transaktion oder Smart-Contract-Ausführung bezahlen, sind die Entwickler oder Bereitsteller der Anwendungen (dApps) diejenigen, die die Betriebskosten übernehmen. Dies wird erreicht, indem die dApps mit einem Gleichgewicht von „Zyklen“ vorgeladen werden, die verbraucht werden, wenn die Anwendung ausgeführt wird und Transaktionen verarbeitet oder intelligente Vertragslogik ausführt.

Wie funktioniert dieses Modell?

Dieses Modell funktioniert dank einer Reihe von Schritten, darunter:

• Vorfinanzierung von Smart Contracts. An diesem Punkt erwerben Entwickler ICP-Tokens und wandeln sie in Zyklen um. Diese Zyklen werden Kanistern (eine Form von Smart Contracts in ICP) zugeordnet, die die Logik und den Status der dApps hosten.
• Zyklusverbrauch. Wenn ein Kanister Vorgänge wie Transaktionen oder Berechnungen ausführt, verbraucht er Zyklen seines vorfinanzierten Guthabens. Die Rate des Zyklusverbrauchs hängt vom Vorgang ab: Datenspeicherung, Zustandsverwaltung und Computerverarbeitung sind mit zyklischen Kosten verbunden.

Dank dieses Modells haben Endbenutzer große Vorteile, da sie mit dApps interagieren können, ohne sich Gedanken über Transaktionsgebühren machen zu müssen, was ein besseres Benutzererlebnis und möglicherweise eine größere Akzeptanz ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht das Reverse-Gas-Modell auch, dass Transaktionen und Interaktionen mit der dApp für Benutzer vorhersehbar sind, da sie keinen Echtzeit-Gaspreisschwankungen unterliegen.

Auch Entwickler erhalten ihrerseits gewisse Vorteile. Dies lässt sich deutlich daran erkennen, dass dieses Modell es ihnen ermöglicht, die Betriebskosten vorhersehbarer und effizienter zu verwalten, da die Zyklen feste Kosten haben. Dies gibt Entwicklern einen Anreiz, effizienten Code zu schreiben, da saubererer, optimierterer Code weniger Zyklen benötigt und so die Kosten senkt.

Kanister-Smart-Contracts

Kanister sind eine der wichtigsten Innovationen in der Internet Computer Protocol (ICP)-Architektur und stellen eine Weiterentwicklung des Konzepts traditioneller Smart Contracts dar. Dabei handelt es sich um autonome und sichere Softwarecontainer, die sowohl den Code intelligenter Verträge als auch den von ihnen aufrechterhaltenen Zustand kapseln. Die Kanister sind so konzipiert, dass sie auf der dezentralen Infrastruktur von ICP laufen und den Aufbau von Anwendungen und Diensten im Internetmaßstab ermöglichen.

Kanisterfunktionen

Zu den Hauptmerkmalen der Kanister gehören:

• Autonomie. Jeder Kanister ist in der Lage, Code autonom auszuführen und Daten zu verwalten, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist, was ihn ideal für die Erstellung dezentraler Anwendungen (dApps) macht.
• Speicherkapazität. Kanister enthalten nicht nur ausführbaren Code, sondern speichern und verwalten auch ihren eigenen Status. Dies bedeutet, dass sie Informationen zwischen den Läufen behalten können und nicht auf externen Speicher angewiesen sind.
• Zyklusmanagement. Kanister nutzen „Zyklen“, um ihren Betrieb voranzutreiben, einschließlich Rechen-, Speicher- und anderen Netzwerkressourcen. Zyklen sind ein Maß für den Ressourcenverbrauch im ICP-Netzwerk.
• Skalierbarkeit. Die Kanister sind dank der zugrunde liegenden ICP-Netzwerkstruktur, die je nach Bedarf wachsen kann, hochgradig skalierbar.
• Interoperabilität. Kanister können miteinander kommunizieren und interagieren, was den Aufbau komplexer Systeme und die Integration von Diensten erleichtert.
• Fehlertoleranz. Sie laufen in einer fehlertoleranten Umgebung, was bedeutet, dass bei Ausfall eines Knotens im Netzwerk andere Knoten übernehmen können, um die Servicekontinuität sicherzustellen.
• Updates. Im Gegensatz zu einigen herkömmlichen Smart Contracts, die unveränderlich sind, können Kanister mit neuem Code aktualisiert werden, sodass Anwendungen im Laufe der Zeit verbessert und weiterentwickelt werden können.

Kanister im Vergleich zu herkömmlichen Smarts-Verträgen

Internet Computer Protocol (ICP)-Kanister sind das Äquivalent dieses Netzwerks zu herkömmlichen Smart Contracts, wie wir sie auf Ethereum sehen. Sie sind Formen von Programmen, die auf Blockchain-Plattformen ausgeführt werden können, weisen jedoch einige wesentliche Unterschiede in ihrem Design, ihren Fähigkeiten und ihrer zugrunde liegenden Philosophie auf.

Erstens haben Kanister die Möglichkeit, nach ihrer Ausgabe aktualisiert zu werden. Mit dieser Funktion können Entwickler im Laufe der Zeit Fehler beheben und neue Funktionen hinzufügen und so die Herausforderung der Unveränderlichkeit in herkömmlichen Verträgen bewältigen. Dies ist mit herkömmlichen Smart Contracts nicht möglich. Und das alles, ohne auf die Fähigkeit zu verzichten, dezentral zu funktionieren und ohne die Verwaltung durch vertrauenswürdige Dritte.

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Kanistern und herkömmlichen Smart Contracts besteht darin, dass erstere die Fähigkeit haben, ihren eigenen Zustand effizient aufrechtzuerhalten und zu verwalten, was ein integraler Bestandteil ihres Designs ist und komplexere und zustandsbehaftetere Anwendungen ermöglicht. Auf diese Weise können Kanister verwendet werden, um jede Art von Anwendung aufzunehmen, die Sie sich vorstellen können, von DeFi-Anwendungen bis hin zu dezentralen sozialen Netzwerken, Geldbörsen und mehr. Und das bei gleichbleibend hoher Performance durch den Einsatz von WASM als Programmierplattform.

Darüber hinaus sind die Kanister so konzipiert, dass sie unbegrenzt skalierbar sind. Dazu müssen sie lediglich weitere Knoten zum Netzwerk hinzufügen, was möglicherweise zu einer besseren Leistung und niedrigeren Betriebskosten führen kann.

Kurz gesagt erweitern Container das Konzept traditioneller Smart Contracts, indem sie mehr Flexibilität, Skalierbarkeit und direkte Integration mit dem Internet bieten. Sie sollen nicht nur dezentrale Anwendungen unterstützen, sondern auch die Infrastruktur bereitstellen, die für ein dezentrales Internet-Ökosystem erforderlich ist.

Wie funktioniert das Internet Computer Protocol?

Die Betriebsstruktur des Internet Computer Protocol ist recht ausgefeilt und besteht aus einer Reihe von Subsystemen, die zusammen den Betrieb dieses riesigen Blockchain-Netzwerks ermöglichen. Im Allgemeinen beschreiben ICP-Entwickler den Betrieb dieses Netzwerks in den folgenden Teilen:

Knoten und Subnetze

Das Internet Computer Protocol soll als eine Reihe von Netzwerken und Subnetzwerken funktionieren, die miteinander verbunden sind, um die für den Betrieb seiner Anwendungen und Dienste erforderlichen Ressourcen und Konnektivität bereitzustellen. Also haben wir:

• Unabhängige Knoten. Das Netzwerk besteht aus zahlreichen unabhängigen Knotenpunkten, die von verschiedenen Personen und Organisationen auf der ganzen Welt betrieben werden.
• Subnetze. Knoten sind in Subnetzen organisiert, die gleichzeitig und verteilt Transaktionen verarbeiten und Kanister ausführen können, wodurch die Verarbeitungskapazität und Fehlertoleranz erhöht wird.

Kanister

Wie bereits erwähnt, sind Kanister die Räume, in denen ICP-Anwendungen entwickelt und bereitgestellt werden, und sie sind für die Aufrechterhaltung zweier Hauptfunktionen innerhalb von ICP verantwortlich:

• Software-Container. Entwickler stellen Kanister bereit, bei denen es sich um eigenständige Softwarecontainer handelt, die ausführbaren Code und den zugehörigen Status enthalten.
• Rechenzyklen. Kanister verwenden „Zyklen“, um Vorgänge auszuführen, die in anderen Blockchain-Systemen wie Gas wirken, jedoch mit vorhersehbaren Kosten.

Konsens und Abschluss von Transaktionen

ICP verfügt über einen Konsensmechanismus, der es Knoten ermöglicht, sich auf die zu verarbeitenden Nachrichten sowie deren Reihenfolge zu einigen. Dieses System ermöglicht die Kommunikation aller Knoten und Subnetzwerke untereinander und arbeitet koordiniert.

Der Zweck des ICP-Konsensprotokolls besteht also darin, in einer bestimmten Runde an jedem Knoten in einem Subnetz denselben Block geordneter Nachrichten zu generieren, sodass jeder Knoten denselben Zustandsübergang durchführen kann, indem er diese Nachrichten deterministisch ausführt. Darüber hinaus strebt ICP im Gegensatz zu anderen Blockchains eine Transaktionsabschlusszeit an, die den Reaktionszeiten herkömmlicher Webanwendungen ähnelt.

Integration mit dem traditionellen Internet

Schließlich ist ein weiterer wichtiger Teil von ICP, dass es auf Interoperabilität und Skalierbarkeit ausgelegt ist, nicht nur mit anderen Blockchains, sondern auch mit dem traditionellen Internet. Dies bedeutet, dass ICP nicht nur mit den verschiedenen Teilen seines Netzwerks, sondern auch mit anderen Blockchains kommunizieren und eine differenzierte Ressourcennutzung gewährleisten kann.

Ebenso sind Kanister nicht nur in der Lage, Anwendungslogik (Backend) auszuführen, sondern können als dezentrale Webserver auch Inhalte direkt an Benutzer liefern.

Zusammenfassend ist ICP eine Blockchain-Plattform, die darauf abzielt, das aktuelle Internet zu erweitern und zu transformieren, indem sie die sichere, schnelle und dezentrale Erstellung und das Hosten von Software direkt im Netzwerk ermöglicht und eine alternative Infrastruktur zu herkömmlichen Cloud- und Serversystemen bietet.

Natives ICP-Token

Der ICP-Token ist der native Token des Internet Computer Protocol (ICP) und führt mehrere wesentliche Funktionen innerhalb des Netzwerks aus. Nachfolgend sind die Hauptfunktionen und Verwendungsmöglichkeiten des ICP-Tokens aufgeführt.

Token-Funktionen

• Netzwerk-Governance. ICP-Token-Inhaber können Governance-Vorschläge einreichen und darüber abstimmen, die die Richtung und Aktualisierungen des Netzwerks beeinflussen. Darüber hinaus wird der ICP-Token innerhalb des NNS verwendet, um an Entscheidungen teilzunehmen, die sich auf den Betrieb und die Entwicklung des Internetcomputers auswirken.
• Transaktionsvermittler. Obwohl das Reverse-Gas-Modell bedeutet, dass Entwickler Kanister mit Zyklen vorfinanzieren, können ICP-Token verwendet werden, um diese Zyklen zu erwerben, die für die Transaktionsverarbeitung und die Ausführung intelligenter Verträge erforderlich sind.
• Teilnahmeprämien.  Knoten, die Teil des Netzwerks sind und Kanister ausführen, erhalten für ihren Beitrag zur Sicherheit und Verarbeitung des Netzwerks Belohnungen in Form von ICP-Tokens. Das gleiche System gilt auch für NNS, da Benutzer ihre ICP-Tokens in „Neuronen“ „sperren“ können, um an der Governance teilzunehmen, und im Gegenzug Belohnungen in Form zusätzlicher Token für ihre aktive Teilnahme erhalten.
• Umrechnung in Zyklen. ICP-Token können in Zyklen umgewandelt werden, bei denen es sich um die Verbrauchsressource handelt, die die Berechnung und Speicherung in Kanistern antreibt.
• Kostenvorhersehbarkeit. Die feste Konvertierung zwischen ICP und Zyklen ermöglicht Entwicklern eine vorhersehbarere Verwaltung der Betriebskosten ihrer Anwendungen.
• Wirtschaftliche Anreize. Die wirtschaftlichen Anreize des ICP-Tokens sollen die Interessen der verschiedenen Netzwerkteilnehmer mit denen des ordnungsgemäßen Funktionierens und Wachstums des Internetcomputers in Einklang bringen.
• Schaffung von Märkten.  ICP-Token können auf Sekundärmärkten gekauft und verkauft werden, wodurch Liquidität bereitgestellt und Spekulationen sowie Preisfindung ermöglicht werden. In diesem Abschnitt ist es wichtig hervorzuheben, dass die Ausgabe von ICP-Tokens inflationär ist und keine Ausgabebeschränkungen unterliegt.

Der ICP-Token ist daher ein integraler Bestandteil der Internet-Computerökonomie und -Governance und bietet die Möglichkeit, am Netzwerk teilzunehmen, Ressourcen zu verwalten und Belohnungen zu erhalten. Sein Design zielt darauf ab, ein dezentrales und autonomes Ökosystem zu fördern, das eine neue Art der Erstellung und Wartung von Software im Netzwerk ermöglicht.

Fazit

Kurz gesagt, das Internet Computer Protocol (ICP) stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Blockchain-Technologie und einen mutigen Schritt zur Neugestaltung der Internet-Infrastruktur dar. Mit seinem neuartigen Fokus auf Kanister zum Hosten dezentraler Anwendungen verspricht ICP eine Plattform, die nicht nur Finanzanwendungen, sondern ein ganzes Spektrum an Webdiensten auf globaler Ebene unterstützen kann. Die Integration der dezentralen Governance durch das Network Nervous System (NNS) und die innovative Verwendung des ICP-Tokens für das Abstecken und Ressourcenmanagement unterstreichen das Engagement des Projekts für Dezentralisierung und Autonomie.

Die Fähigkeiten von ICP zur Bereitstellung von Kanister-Upgrades, ein Umkehrgasmodell für ein reibungsloses Benutzererlebnis und potenziell unbegrenzte Skalierbarkeit sind ein überzeugendes Argument für Entwickler und Benutzer gleichermaßen. Darüber hinaus könnte die Fähigkeit von ICP, Inhalte direkt an Endbenutzer bereitzustellen, letztendlich das aktuelle Paradigma zentralisierter Server und Cloud-Dienste in Frage stellen.

Da sich die Welt zunehmend auf digitale Lösungen verlässt, entwickelt sich Internet Computer zu einer vielversprechenden Plattform, die darauf abzielt, den Zugang zur Internet-Infrastruktur zu demokratisieren, Zensur zu reduzieren und die Kontinuität von Diensten in einer sicheren und belastbaren Umgebung sicherzustellen. Der langfristige Erfolg von ICP hängt jedoch von der Akzeptanz durch die Entwicklergemeinschaft, der Robustheit seiner Technologie und seiner Fähigkeit ab, ein lebendiges und engagiertes Ökosystem aufrechtzuerhalten. Wie alle Innovationen im Kryptoraum wird ICP vor Herausforderungen und Chancen stehen, aber seine Vision und sein Ehrgeiz machen es zu einem Schlüsselakteur in der weiteren Entwicklung des dezentralen Internets.