Hyperledger Sawtooth в блокчейне

Hyperledger Sawtooth — это корпоративная блокчейн-платформа, которая создает сети и приложения распределенного реестра. Философия проектирования сосредоточена на обслуживании распределенных реестров и обеспечении безопасности смарт-контрактов, особенно для корпоративных приложений. Sawtooth использует технологию блокчейн как услугу (BaaS). Sawtooth также очень модульный. Эта модульность позволяет компаниям и консорциумам определять политику в своих соответствующих областях компетенции. Приложения могут выбирать транзакционные, разрешения и алгоритмы согласования, которые лучше всего соответствуют их уникальным бизнес-требованиям, благодаря фундаментальному дизайну Sawtooth. Большинство существующих сегодня блокчейн-систем хостят и выполняют как свои основные функции, так и свои приложения на одной и той же платформе, что может повлиять как на безопасность, так и на производительность.## Что такое Hyperledger Sawtooth?Hyperledger sawtooth - это платформа для предоставления блокчейн-сервисов для предприятий с открытым исходным кодом, которая может запускать настраиваемые смарт-контракты, не зная основного дизайна ядра системы.

• Он поддерживает различные алгоритмы консенсуса, включая PBFT и PoET.- Его дружелюбный дизайн обеспечивает безупречную производительность для предприятий.- Он поддерживает отдельное разрешение, т.е. нет централизованной службы, которая может раскрывать конфиденциальную информацию.## Как работает Hyperledger Sawtooth?Hyperledger Sawtooth - модульная платформа для создания, развертывания и управления распределенными реестрами (также называемыми блокчейнами). Она включает в себя новый алгоритм консенсуса под названием «Proof of Elapsed Time» (PoET), который использует доверенные среды выполнения (TEEs) для обеспечения достижения консенсуса честным и эффективным способом. Sawtooth также имеет модульную структуру, которая позволяет использовать различные алгоритмы консенсуса и поддерживает как разрешенные, так и неразрешенные сети.

• Основным компонентом Sawtooth является распределенный реестр, который записывает журнал всех транзакций и выполнение смарт-контрактов. Реестр реплицируется на всех узлах сети, а транзакции обрабатываются параллельно для повышения производительности.- Sawtooth также включает механизм смарт-контрактов под названием "Sawtooth Lake", который обеспечивает простое развертывание и выполнение смарт-контрактов. Платформа также предоставляет RESTful API для взаимодействия с регистром и отправки транзакций.- Sawtooth разработан для обеспечения высокой масштабируемости и может поддерживать сети с тысячами узлов и миллионами транзакций в секунду.- В целом, Hyperledger Sawtooth - это гибкая, мощная платформа для создания и развертывания распределенных регистров, которые могут использоваться для широкого спектра приложений, таких как управление цепочкой поставок, отслеживание цифровых активов и системы голосования.- Hyperledger Sawtooth делает процесс разработки приложений проще, сохраняя при этом безопасность системы путем разделения основной системы учета от среды, важной для каждого приложения.- Разработчики приложений могут описать бизнес-правила, соответствующие их приложению, не будучи знакомыми с базовой архитектурой ядра системы. Этот дизайн позволяет разработчикам создавать приложения, которые могут быть размещены, управляемы и использованы за пределами основной сети блокчейна на их любимом языке программирования.## Алгоритмы консенсуса Hyperledger SawtoothHyperledger Sawtooth включает модульный дизайн, который позволяет использовать подключаемые алгоритмы консенсуса. Некоторые из алгоритмов консенсуса, поддерживаемых Sawtooth, включают:

Пропустить

• PoET (Proof of Elapsed Time): Это алгоритм консенсуса по умолчанию в Sawtooth. Он использует доверенные исполнительные среды (TEEs), чтобы обеспечить достижение консенсуса справедливым и эффективным способом. PoET использует процесс случайного выбора лидера и время ожидания, чтобы гарантировать, что у всех участников есть равные шансы быть выбранными в качестве лидера.- PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance): Это классический алгоритм консенсуса, который широко используется в распределенных системах. Он использует процесс голосования реплик для обеспечения достижения сетью консенсуса. PBFT подходит для разрешенных сетей с известным набором участников.- Raft: Разработанный для распределенных систем с высоким темпом изменений, Raft - это алгоритм согласования. Он использует методологию на основе лидеров и обеспечивает быстрое восстановление разделения сети.- Devmode: Этот простой метод достижения консенсуса предназначен для тестирования и разработки. Без необходимости достижения консенсуса, он позволяет параллельную обработку транзакций.Более продвинутые алгоритмы консенсуса, такие как PoA (Proof of Authority), PoS (Proof of Stake) и т. д., также могут быть использованы с Sawtooth, установив соответствующий движок консенсуса. \ В целом модульное проектирование Sawtooth позволяет использовать различные алгоритмы консенсуса в зависимости от конкретных требований приложения, таких как производительность, безопасность и модель доверия.## Особенности Hyperledger Sawtooth### 1. Разделение между уровнем приложения и основной системойSawtooth отделяет уровень приложений от уровня ядра системы, что упрощает проектирование и развертывание программ. Разработчики приложений могут проектировать логику договоров на любом выбранном ими языке с помощью Sawtooth. Sawtooth предлагает абстракцию для смарт-контрактов. Приложения включают встроенную бизнес-логику или виртуальные машины для смарт-контрактов. Фактически, одна цепочка блоков может поддерживать оба типа приложений. Эти архитектурные варианты становятся возможными благодаря Sawtooth на уровне обработки транзакций, обеспечивая сосуществование нескольких типов приложений в одном экземпляре сети блокчейн.

2. Возможности разрешения Sawtooth в частных сетяхSawtooth был создан для решения проблем, связанных с лицензированными (частными) сетями. Кластеры узлов Sawtooth могут быть легко развернуты с независимым лицензированием. Не существует централизованной службы, которая могла бы случайно раскрыть транзакционные шаблоны или другие частные данные. Роли и идентификаторы являются параметрами, определяющими разрешения, хранящиеся в блокчейне, чтобы каждый, использующий сеть, мог получить к ним доступ.

3. Параллельное выполнение транзакцийБольшинство блокчейнов требуют последовательной обработки транзакций для обеспечения однородного порядка на каждом узле сети. Самый современный параллельный планировщик в Sawtooth разделяет транзакции на параллельные потоки. Sawtooth изолирует выполнение транзакций друг от друга, сохраняя контекстуальные изменения на основе местоположений в состоянии, к которым обращается транзакция. Хотя это выполнимо, транзакции выполняются параллельно, чтобы избежать двойных трат, даже когда одно и то же состояние изменяется более одного раза. Параллельное планирование предлагает значительный потенциальный прирост скорости по сравнению с последовательным выполнением.

4. Совместимость контрактов Ethereum с SethПлатформа Sawtooth теперь совместима с Ethereum благодаря проекту интеграции Sawtooth-Ethereum, Seth. Семейство транзакций Seth позволяет развертывать умные контракты EVM (Ethereum Virtual Machine) на Sawtooth.

5. Динамическое согласованиеСогласование в блокчейне означает достижение понимания среди участников сети. Для достижения согласия с произвольными дефектами алгоритмы обычно голосуют среди заранее определенной группы участников. Как Накамото-стиль согласия, так и вариации традиционных алгоритмов Byzantine Fault Tolerance (BFT) используют многочисленные раунды явного голосования для достижения согласия. Первый выбирает лидера с помощью своеобразной системы лотереи. Sawtooth разделяет согласование от семантики транзакций и абстрагирует фундаментальные идеи за согласованием. Как движки согласования, которые общаются с валидатором через API согласования, интерфейс согласования Sawtooth позволяет подключать различные реализации согласования.

6. Примеры семейств транзакцийСемейство транзакций, которое работает в качестве процессора транзакций на узле Sawtooth, реализует модель данных и язык транзакций в приложении Sawtooth. Sawtooth включает в себя множество основных семейств транзакций в качестве моделей, в то время как большинство разработчиков приложений создают индивидуальные семейства транзакций, чтобы соответствовать конкретным потребностям их регистров:

• Для тестирования развернутых реестров разработчики используют целочисленный ключ.- Настройки конфигурации on-chain могут быть сохранены с использованием предоставленной референсной реализации Settings.- Identity-Управляет разрешениями on-chain для ключей транзакций и валидаторов для упрощения обработки идентификаторов для коллекций списков открытых ключей.- Система событий: События могут быть созданы и переданы с использованием Hyperledger Sawtooth. Это позволяет приложениям: Получайте уведомления о событиях, связанных с блокчейном, таких как фиксация нового блока или вилка.- Подписаться на события, специфические для приложения и определенные семейством транзакций.- Информировать клиентов о том, как была проведена транзакция, не сохраняя детали в состоянии.- Через сокет ZMQ подписки отправляются и поддерживаются.## Элементы архитектуры Hyperledger Sawtooth

Давайте обсудим основные элементы архитектуры Hyperledger Sawtooth:

1. Система мероприятийГлядя на любой пример Hyperledger Sawtooth, вы можете заметить, что система событий в первую очередь гарантирует создание событий без проблем и их передачу узлам. В результате, используя систему событий, вы можете создать приложение, которое подписывается на события и автоматически получает новую информацию. Эти вещи обычно делают платформу Sawtooth более плавной. Помощь узлам в сборе информации, необходимой им из событий, способствует поддержанию полного консенсуса.

2. Проект интеграции Sawtooth-Ethereum (Seth)Это одна из основных характеристик Sawtooth. Вам нужно быть знакомым с этой функциональностью, если вы хотите понять Hyperledger Sawtooth. Он появляется в каждом примере Hyperledger Sawtooth, который включает функции Ethereum. Но что именно он делает? Какие приложения у них есть для свойств Ethereum? Таким образом, этот незначительный компонент помогает сократить разрыв между двумя платформами. В результате этот элемент можно использовать для достижения совместимости между этими двумя платформами. У вас есть представление, сколько возможностей может представить Сет? Это фантастическое дополнение к дизайну Hyperledger Sawtooth, поэтому используйте его, если ваш коммерческий проект этого требует.

3. Подключаемые алгоритмы консенсусаВключение подключаемых алгоритмов консенсуса в архитектуру Hyperledger Sawtooth - еще одна захватывающая особенность. Подключаемый механизм консенсуса - фантастическое новшество для сектора блокчейна. Он позволяет выбирать механизм консенсуса, необходимый вашей платформе. Естественно, не всегда подходит какой-то один консенсус для всех ситуаций использования. Для создания продукта на основе бизнес-блокчейна вам необходима гибкость. Именно поэтому подключаемый консенсус Sawtooth выдвигает динамичность на первый план.

4. Модели семейства транзакцийСемейства транзакций предоставляют различные операции, включая предоставление вашему смарт-контракту функциональности. Вы не можете использовать систему Hyperledger Sawtooth без использования семейств транзакций, как это видно на примере.

• Семья транзакций Block Info: Семья транзакций Block Info позволяет вам сохранять информацию, связанную с блоками.- Семейство небольших банковских транзакций: На практике это семейство лучше всего подходит для оценки и тестирования жизнеспособности вашей компании.- Настройка транзакционной семьи: Вы можете хранить ончейн установки с помощью семьи настроек, которая также дает вам образец для выполнения этого.- Семейство транзакций реестра валидаторов: используйте это, чтобы расширить валидаторы системы, добавив новых участников. Вы не можете добавить каких-либо валидаторов без использования этого. Поэтому это абсолютно необходимо.- Семейство транзакций Integer Key: одно из лучших семейств транзакций, позволяющее проводить тестирование всех развернутых реестров без затрат ресурсов.- Семейство транзакций XO: Это более забавное толкование всей сети. В Sawtooth также была включена игра в крестики-нолики, потому что создатели сети захотели добавить ей немного дополнительного блеска. Таким образом, вы можете играть с любым узлом, используя это.- Семейство транзакций идентификации: это в основном для сохранения данных. Конкретно, это данные, к которым допускаются валидаторы. Более важно то, что оно отслеживает детали о узлах, включая их открытые ключи и другие вещи.На системе также есть две дополнительные семьи транзакций. Они являются относительно недавними добавлениями:

• Семейство транзакций Сет: Благодаря семейству транзакций Сет вы можете использовать приложения, созданные для блокчейна Ethereum, в сети. Это означает, что вы можете использовать смарт-контракты, созданные на Solidity, или другие приложения.- Семья транзакций Sabre: Семья транзакций Sabre - еще один метод использования смарт-контрактов. Это можно использовать для запуска смарт-контрактов на WASM или виртуальных машинах WebAssembly. Это также позволяет выполнять смарт-контракты на цепи.## Применения Hyperledger Sawtooth- X O: Играет в крестики-нолики, чтобы показать, как создавать простые транзакции. Команды конструкции и выполнения транзакций в семействе транзакций X O предоставляют команду X O, позволяющую двум игрокам играть в игру. Вы можете проверить семейство транзакций X O для дополнительной информации.- Блокчейн Sawtooth: Цепочка поставок Sawtooth показывает, как отслеживать происхождение и другие соответствующие контекстные данные любого товара. Цепочка поставок предлагает образец приложения, которое включает веб-приложение, индивидуальный REST API и обработчик транзакций. Это пример приложения показывает, как синхронизировать состояние блокчейна с локальной базой данных для сложных запросов, а также децентрализованный способ подписи транзакций в браузере.- Рынок Sawtooth: На блокчейне рынок Sawtooth инструктирует пользователей, как обменивать определенные количества специализированных активов. С помощью валидатора Sawtooth и нескольких других компонентов это примерное приложение будет запускать блокчейн Sawtooth и предлагать простой RESTful API для взаимодействия с ним.## Поддерживаемые языки для процесса транзакцииHyperledger Sawtooth поддерживает использование нескольких языков программирования для процесса транзакции. Некоторые из поддерживаемых языков включают в себя:

• Python: Sawtooth предоставляет библиотеку на Python, называемую “Sawtooth SDK”, которая позволяет разработчикам взаимодействовать с реестром и отправлять транзакции.- JavaScript: Sawtooth поддерживает JavaScript с помощью «Sawtooth JavaScript SDK», который предоставляет набор API для взаимодействия с реестром.- Go: Sawtooth также предоставляет поддержку для Go через "Sawtooth Go SDK", который позволяет легко интегрироваться с приложениями, основанными на Go.- C++: Sawtooth также предоставляет поддержку для C++, с помощью «Sawtooth C++ SDK», который предоставляет API на C++ для взаимодействия с регистром.Другие языки, такие как Java, Rust, Shell и т. д., также могут быть использованы с помощью предоставляемого Sawtooth RESTful API. Поддержка Sawtooth для нескольких языков программирования упрощает интеграцию с существующими системами и позволяет использовать широкий спектр сценариев использования.

Архитектура разработки Hyperledger SawtoothМодульная архитектура Hyperledger Sawtooth позволяет разделять ответственность между различными компонентами системы. Основные компоненты архитектуры Sawtooth:

• Распределенная книга учета: Этот компонент отвечает за ведение журнала всех транзакций и выполнение смарт-контрактов. Книга учета реплицируется на всех узлах сети, и транзакции обрабатываются параллельно для повышения производительности.- Процессор транзакций: Этот компонент отвечает за обработку транзакций и обновление состояния регистра. Он также включает в себя движок смарт-контрактов под названием "Sawtooth Lake", который позволяет легко развертывать и выполнять смарт-контракты.- Алгоритм согласования: Этот компонент отвечает за обеспечение достижения согласия в сети относительно состояния регистра. Sawtooth поддерживает несколько алгоритмов согласования, включая PoET, PBFT, Raft и Devmode.- REST API: Этот компонент предоставляет RESTful API для взаимодействия с регистром и отправки транзакций. Он позволяет легко интегрироваться с существующими системами и поддерживает несколько языков программирования.- Валидатор: Этот компонент отвечает за проверку транзакций и блоков перед их добавлением в реестр. Он обеспечивает, что транзакции хорошо структурированы и соответствуют правилам смарт-контракта.- Планировщик транзакций: Этот компонент отвечает за планирование порядка обработки транзакций сетью. Он гарантирует, что конфликтующие транзакции обрабатываются таким образом, чтобы избежать конфликтов и поддерживать согласованность в реестре.- Движок консенсуса: У каждого алгоритма консенсуса есть свой собственный движок, который запускает протокол консенсуса и взаимодействует с другими компонентами системы.## Hyperledger Sawtooth на работеHyperledger Sawtooth можно использовать для создания различных приложений распределенного реестра. Некоторые примеры того, как Sawtooth можно использовать в различных отраслях, включают в себя:

• Управление цепочкой поставок: Sawtooth можно использовать для создания неподдельной и прозрачной системы управления цепочкой поставок. Его можно использовать для отслеживания перемещения товаров от места происхождения до конечного пункта назначения, обеспечивая видимость и ответственность для всех вовлеченных сторон.- Финансовые услуги: Sawtooth можно использовать для создания безопасной и эффективной системы для финансовых транзакций и ведения записей. Его можно использовать для таких деятельностей, как торговое финансирование, управление цифровыми активами и отчетность по соблюдению законодательства- Здравоохранение: Sawtooth можно использовать для создания безопасной и конфиденциальной системы обмена медицинскими записями среди учреждений здравоохранения. Его можно использовать для обеспечения доступа к данным пациентов только авторизованным лицам, обеспечивая при этом эффективный способ обмена данными между врачами, больницами и страховыми компаниями- Управление идентификацией: Sawtooth можно использовать для создания децентрализованной и надежной системы управления идентификацией. Его можно использовать для хранения и проверки идентификационных данных и учетных данных, а также для обеспечения безопасного и конфиденциального доступа к услугам и ресурсам.- Управление энергией: Sawtooth можно использовать для создания системы управления и отслеживания производства, распределения и потребления энергии. Его можно использовать для обеспечения торговли энергией между равными, отслеживания и проверки кредитов на возобновляемую энергию и управления распределением энергии от микросетей.Это всего лишь несколько примеров, и Sawtooth достаточно гибок, чтобы использоваться в широком спектре других отраслей и приложений. Модульная архитектура Sawtooth и поддержка различных алгоритмов консенсуса делают его мощной платформой для создания и развертывания распределенных реестров, которые могут использоваться для широкого спектра случаев использования.

Лето наступило, и пришло время повышать свои навыки! Более 5 000 учащихся сейчас завершили свой путь от основ DSA до программ развития на продвинутом уровне, таких как Full-Stack, Backend Development, Data Science.
И зачем идти куда-либо еще, когда наш DSA to Development: Руководство по кодированию поможет вам освоить все это за несколько месяцев! Подайте заявку сейчас на наш DSA в программу развитияи наши консультанты свяжутся с вами для дальнейшего руководства & поддержки.### Отказ от ответственности：- Эта статья взята из [гиксфоргикс]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [geeksforgeeks]. Если есть возражения против этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманды, и они незамедлительно решат эту проблему.- Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно точкой зрения автора и не являются инвестиционной рекомендацией.- Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.