كيفية استكشاف إمكانيات سلاسل الكتل Hyperledger Fabric و Sawtooth

يشهد عالم تقنية البلوك تشين تطورًا سريعًا، مع ظهور منصات وأطر عمل متنوعة لتلبية الاحتياجات المختلفة للمؤسسات. في هذا التحليل المعمق لمنصتي Hyperledger Fabric وSawtooth، سنستكشف المفاهيم الأساسية والبنى والميزات الخاصة بهاتين المنصتين البارزتين. بدءًا من نشأة Hyperledger كمنصة بلوك تشين عالمية للمؤسسات، وصولًا إلى التصميم المعياري وقدراتtracالذكية الآمنة في Hyperledger Sawtooth، يقدم هذا الدليل Cryptopolitan رؤى قيّمة حول عالم تقنية البلوك تشين.

مقدمة إلى هايبرليدجر

تأسست منصة هايبرليدجر، وهي منصة عالمية لتقنية البلوك تشين للمؤسسات، من قبل منظمة لينكس في ديسمبر 2015. بدأت المنصة بثلاثين مشاركًا، ثم توسعت لتضم أكثر من 120 عضوًا. تهدف هايبرليدجر إلى إنشاء وصيانة شبكات ومنصات بلوك تشين مفتوحة المصدر لمختلف المؤسسات، وتوفير البنية التحتية والبروتوكولات اللازمة لتطوير أدوات وشبكات البلوك تشين. يدعم هذا التعاون مبادرات البلوك تشين التجارية من خلال توفير مجموعة من المبادئ والقواعد والأساليب عبر هايبرليدجر جرين هاوس، والتي تتضمن أطر عمل وأدوات تدعم تقنية البلوك تشين.

بفضل تنوع المؤسسات الرائدة في مجالات التمويل، والمصارف، وإنترنت الأشياء، وإدارة سلاسل التوريد، والتصنيع والإنتاج، والتكنولوجيا، تتمتع منصة هايبرليدجر بقاعدة عضوية مرموقة. وتشارك شركات مثل بوش، ودايملر، وآي بي إم، وسامسونج، ومايكروسوفت، وهيتاشي، وأمريكان إكسبريس، وجي بي مورغان، وفيزا، بفعالية في صياغة مستقبل تقنية البلوك تشين. إضافةً إلى ذلك، تساهم العديد من الشركات المتخصصة في تقنية البلوك تشين، مثل بلوك فورس وكونسنسيس، في مشروع هايبرليدجر.

ضمن منظومة هايبرليدجر، تعمل مشاريع فرعية متنوعة على تحسين كفاءة وجودة الأنظمة والخدمات عبر شبكة من الحواسيب. تشمل هذه المشاريع الفرعية: هايبرليدجر فابريك، وهايبرليدجر إندي، وهايبرليدجر كاليبر، وهايبرليدجر بورو، وسوثوث، وكومبوزر، وسيلو. قد يكون فهم الفروقات الدقيقة بين هذه المشاريع أمرًا صعبًا، لا سيما بالنسبة للمبتدئين في مجال العملات الرقمية.

هايبرليدجر فابريك: تمكين التطبيقات المعيارية وحلول البلوك تشين الآمنة

تُعدّ منصة Hyperledger Fabric، وهي مبادرة مفتوحة المصدر من شركة Hyperledger، أساسًا متينًا لبناء تطبيقات معيارية ودفع عجلة الابتكار في مجال تقنية البلوك تشين. وباعتبارها منصة بلوك تشين، فإنها تُمكّن الشركات الخاصة من إنشاء منتجات وتطبيقات قائمة على تقنية البلوك تشين من خلال الاستفادة من مكونات سهلة الاستخدام. ضمن منصة Hyperledger، تعمل السجلات والمعايير والبروتوكولاتtracالذكية بتناغم تام لتوفير حلول بلوك تشين فعّالة وآمنة.

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لمنصة Hyperledger Fabric في قدرتها على تسهيل فصل البيانات وتسريع المعاملات. وباعتبارها منصة خاصة، فإنها تعمل وفق مبدأ حقوق الوصول، مما يضمن أن المستخدمين المصرح لهم فقط هم من يمكنهم الاتصال بالشبكة. ومن خلال تقييد الوصول للموظفين الداخليين، تستطيع الشركات تحصين بنيتها التحتية ضد الجهات غير المصرح لها وإنشاء نظام شبكة حصري.

صُممت منصة Hyperledger Fabric خصيصًا للتغلب على القيود الشائعة المرتبطة بحلول البلوك تشين التقليدية، مثل منصات التداول الخاصةtracdent. توفر هذه المنصة بيئة مرنة وآمنة لتقديم خدمات بلوك تشين عالية الجودة. يتضمن إطار العمل قواعد صارمة لتخزين معلومات مستخدمي الشبكة وصلاحيات الوصول الخاصة بهم، مما يضمن تحكمًا دقيقًا في البيانات. بالإضافة إلى ذلك، تدعم Hyperledger Fabric العضوية المُرخصة، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لقطاعات مثل التمويل والرعاية الصحية وغيرها، حيث تُعد الخصوصية والامتثال التنظيمي من الاعتبارات الأساسية.

بنية هايبرليدجر فابريك

طبقة الإجماع

تضمن طبقة الإجماع الاتفاق على ترتيب المعاملات وتتحقق من دقة قاعدة بيانات المعاملات داخل الكتلة. وتتواصل مع العملاء ونظرائهم في الشبكة عبر طبقة الاتصال. ومن خلال الالتزام بسياسات الموافقة والإجماع، تؤكد صحة المعاملات في الكتلة المقترحة. كما تتعاون مع طبقةtracالذكية للتحقق من دقة قاعدة بيانات المعاملات المرتبة، مما يساهم في مزامنة البيانات واتساق المعاملات عبر الشبكة.

طبقةtracالذكي

تتحقق طبقةtracالذكية من صحة المعاملات استنادًا إلى السياساتtrac، مما يضمن تضمين المعاملات الصحيحة فقط في الكتل. وهي تتألف من نوعين:tracذكية مثبتة لمنطق الأعمال قبل الإطلاق،tracذكية على السلسلة لقواعد الأعمال المُطبقة من خلال المعاملات الملتزمة. في Hyperledger Fabric، تُطوَّرtracالذكية، التي تُسمى Chaincode، باستخدام لغات مثل Go وJavaScript (Node.js)، وربما Java. يعمل Chaincode بشكل آمن في حاوية Docker منفصلة عن عملية النظير المُصدِّق.

طبقة الاتصال

تُمكّن طبقة الاتصال من نقل الرسائل بين العُقد في سجل مشترك. وهي تُسهّل التواصل بين طبقة الإجماع والعملاء ونظراء الشبكة. تُنفّذ المعاملات بشكل ذري ومتسلسل، مع معاملة النظام كعقدة واحدة. يضمن الاتصال الناجح استلام جميع العُقد السليمة للمعاملات المُرسلة. يضمن بروتوكول أمان طبقة النقل (TLS) اتصالاً آمناً في Hyperledger Fabric، ويدعم المصادقة أحادية الاتجاه وثنائية الاتجاه.

tracمخزن البيانات

يُتيحtracمخزن البيانات للوحدات استخدام مخازن بيانات مختلفة. في Hyperledger Fabric، تُخزَّن البيانات الخاصة في قاعدة بيانات مُخصصة على عُقد النظراء المُصرَّح لهم، ويتم الوصول إليها عبر الكود البرمجي. يُسجَّل تجزئة البيانات السرية في سجلات جميع نظراء القناة. يدعم Hyperledger Fabric كلاً من LevelDB وCouchDB كقواعد بيانات للحالة. يخزن LevelDB بيانات الكود البرمجي على شكل أزواج مفتاح-قيمة، مُدمجة في نشاط النظراء. أما CouchDB، وهي قاعدة بيانات خارجية اختيارية، فتُمكّن من إجراء استعلامات JSON مُفصَّلة عندما تُمثَّل بيانات الكود البرمجي بتنسيق JSON. يُثبِّت النشر الناجح الكود البرمجي على سلسلة الكتل.

tracالرقمي

تتيح تقنيةtracفي مجال التشفير استخدام تقنيات أو وحدات تشفير مختلفة دون التأثير على المكونات الأخرى. يُقدّم الإصدار 2.0 من Hyperledger Fabric عملة Fabtoken، مما يُتيح إنشاء عملات مشفرة أصلية. أما Hyperledger Besu، المبني على Ethereum، فهو تطبيق مفتوح المصدر وعام Ethereum متوافق مع المنصات المفتوحة وشبكة Ethereum . يدعم Hyperledger Besu تعدين وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات، مع استخدام Ethminer لاختبار تعدين وحدات معالجة الرسومات. تجدر الإشارة إلى أن Hyperledger Fabric لا يدعم العملات المشفرة مثل Bitcoin، بل يركز على توفير البنية التحتية والمعايير للتطبيقات والأنظمة الصناعية القائمة على تقنية البلوك تشين.

خدمةdent

تُنشئ خدمةdentجذرًا موثوقًا، وتُدير تسجيلdent، وتُسهّل التغييرات في مثيل سلسلة الكتل. كما تُعنى بالمصادقة والأذونات، وتستخدمها طبقةtracالذكية لمصادقة الكيانات وتفويضها أثناء معالجة المعاملات. يوفر Hyperledger Fabric خدمةdentشخصية لإدارة معرّفات المستخدمين ومصادقة المشاركين في الشبكة، مما يُتيح الشبكات المُرخّصة. تُضيف قوائم التحكم في الوصول طبقات من الأذونات من خلال تخويل إجراءات شبكية مُحدّدة. وتتولى هيئات إصدار الشهادات، مثل هيئة إصدار شهادات Hyperledger Fabric، إدارة الشهادات.

خدمة السياسات

تتولى خدمة السياسات إدارة سياسات النظام، مثل المصادقة والتوافق وإدارة المجموعات. وتتعاون مع وحدات أخرى لتطبيق هذه السياسات بفعالية. في Hyperledger Fabric، تحكم السياسات عملية الموافقة أو الرفض لتغييرات الشبكة والمساراتtracالذكية. تُنشأ هذه السياسات أثناء الإعداد الأولي للقناة، ويمكن تعديلها مع تطور القناة. وتميز السياسات Hyperledger Fabric بضمان إنشاء المعاملات وتأكيدها من قِبل عُقد الشبكة المعتمدة.

واجهة برمجة التطبيقات (API)

تُمكّن وحدة واجهة برمجة التطبيقات (API) العملاء والتطبيقات من التفاعل مع سلاسل الكتل. وهي تتألف من ثلاثة أنواع من واجهات برمجة التطبيقات في هايبرليدجر. تُدير واجهة برمجة تطبيقات الإدارة عمليات مثل التثبيت والتحديث والاختبار. وتصل واجهة برمجة التطبيقات العامة إلى معلومات حول شبكة الأعمال المتصلة، وتُسهّل إنشاء الأصول والمشاركين والمعاملات والأحداث. أما واجهة برمجة تطبيقات وقت التشغيل، فتُمكّن وظائف المعاملات من الاستعلام وإصدار الأحداث واسترجاع السجلات والوصول إلى معلومات المشاركين وتسلسل كائنات جافا سكريبت. كما تدعم استدعاءات REST عبر بروتوكول HTTP.

التشغيل البيني

تُمكّن خاصية التشغيل البيني من التواصل والتفاعل بين مثيلات البلوك تشين المنفصلة. وتعتمد هذه الخاصية على معايير شاملة للبيانات والمعاملات لإطلاق الإمكانات الكاملة لتقنية البلوك تشين. وقد استفادت قطاعات مثل سلامة الأغذية من معايير البيانات لتعزيز شفافية المنتجات. ومع ذلك، لا يزال تحقيق التشغيل البيني والتكامل يُمثل تحديًا كبيرًا في قطاع البلوك تشين، مما يستلزم بذل جهود متواصلة لإرساء تواصل وتعاون سلس بين شبكات البلوك تشين المتنوعة.

ميزات هايبرليدجر فابريك

يوفر Hyperledger Fabric مجموعة من الميزات الأساسية، بما في ذلك:

• بنية معيارية للغاية ومُرخصة.
• آلية توافق سهلة الاستخدام.
• نموذجtracذكي مفتوح لتنفيذ مرن.
• زمن استجابة منخفض لإتمام/تأكيد المعاملة.
• دعم EVM و Solidity.
• بيانات قابلة للاستعلام باستخدام استعلامات تعتمد على المفاتيح واستعلامات JSON.
• دعمtracالذكية متعددة اللغات (Go، Java، JavaScript).
• خصوصية البيانات المرنة من خلال القنوات ومجموعات البيانات الخاصة.
• نموذج اعتماد مرن لتحقيق التوافق بين المنظمات.
• عمليات سلسة، بما في ذلك التحديثات المتدرجة ودعم الإصدارات غير المتماثلة.

ما هو برنامج Hyperledger Sawtooth؟

هايبرليدجر سوثوث هي منصة بلوك تشين مؤسسية تُسهّل إنشاء وتشغيل شبكات وتطبيقات السجلات الموزعة. وهي تُعطي الأولويةtracالذكية الآمنة لحالات استخدام المؤسسات، وتتبع نموذج بلوك تشين كخدمة (BaaS).

تتميز منصة Hyperledger Sawtooth بتصميمها المعياري، مما يسمح للمؤسسات والتحالفات بوضع سياسات مصممة خصيصًا لمجالاتها. ويمكن للتطبيقات اختيار خوارزميات المعاملات، ومنح الصلاحيات، والإجماع التي تتوافق مع متطلبات أعمالها الفريدة، مما يعزز المرونة مقارنةً بأنظمة البلوك تشين التقليدية حيث توجد الوظائف الأساسية ووظائف التطبيقات على نفس المنصة، مما قد يؤثر على الأمان والأداء.

باعتبارها منصة مفتوحة المصدر لخدمات تقنية سلسلة الكتل (البلوك تشين) للمؤسسات، تُمكّن منصة Hyperledger Sawtooth من تنفيذtracذكية مُخصصة دون الحاجة إلى معرفة مُعمقة بتصميم النظام الأساسي. تدعم المنصة خوارزميات توافق آراء مُتعددة، بما في ذلك PBFT وPoET، وتُقدم تصميمًا سهل الاستخدام مُحسّنًا للاستخدام المؤسسي. بالإضافة إلى ذلك، تضمن Sawtooth نظام أذونات مُنفصل، مما يُعززdentمن خلال إلغاء الخدمات المركزية التي قد تُعرّض المعلومات الحساسة للخطر.

تُمكّن منصة Hyperledger Sawtooth، التي تعمل كمنصة معيارية، من تطوير ونشر وتشغيل سجلات البيانات الموزعة. وهي تتضمن خوارزمية الإجماع المبتكرة "إثبات الوقت المنقضي" (PoET)، التي تستخدم بيئات التنفيذ الموثوقة (TEEs) لتحقيق إجماع عادل وفعّال. وبفضل خوارزميات الإجماع القابلة للتوصيل ودعمها للشبكات المُرخّصة وغير المُرخّصة، توفر Sawtooth سجل بيانات موزعًا يُسجّل المعاملات وتنفيذ العقود الذكية عبر عُقد الشبكة.tracالمعاملات بالتوازي لتحسين الأداء.

لتبسيط نشر وتنفيذtracالذكية، تقدم Sawtooth محرك Sawtooth Laketracالذكية. توفر المنصة واجهة برمجة تطبيقات RESTful للتفاعل السلس مع سجل المعاملات وإرسالها. يتميز Hyperledger Sawtooth بقابلية التوسع، حيث يدعم الشبكات التي تضم آلاف العقد ويعالج ملايين المعاملات في الثانية.

هايبرليدجر سوثوث منصة مرنة وقوية لبناء ونشر سجلات موزعة. تلبي احتياجات تطبيقات متنوعة مثل إدارة سلاسل التوريد، tracالأصول الرقمية، وأنظمة التصويت. من خلال فصل نظام السجل الأساسي عن بيئات التطبيقات الخاصة، تُبسط سوثوث عملية تطوير التطبيقات مع الحفاظ على أمان النظام. يتيح هذا النهج للمطورين defiقواعد العمل الخاصة بتطبيقاتهم، مما يُسهل الاستضافة والإدارة والاستخدام بلغة البرمجة المفضلة لديهم، حتى خارج شبكة البلوك تشين الأساسية.

بنية هايبرليدجر سوثوث

دعونا نلقي نظرة مفصلة على المكونات ووظائف Hyperledger Sawtooth:

مخطط بنية Hyperledger Sawtooth (المصدر: sawtooth.hyperledger.org/docs/1.2/architecture/) 

العملاء

يتبع Hyperledger Sawtooth نمط العميل/الخادم غير المتزامن. يرسل العملاء طلبات إلى الخادم، ويستجيب الخادم بصفر أو أكثر من الردود. يمكن للعملاء إرسال طلبات متعددة دون انتظار الردود، ويمكن للخوادم إرسال ردود متعددة دون انتظار طلبات جديدة.

واجهة برمجة تطبيقات REST

يوفر Hyperledger Sawtooth واجهة برمجة تطبيقاتmatic عملية تُمكّن العملاء من التفاعل مع المُدقّق باستخدام معايير JSON/HTTP الشائعة. تعمل واجهة برمجة تطبيقات REST كعملية منفصلة لإرسال المعاملات وقراءة الكتل، مع واجهة محايدة لغوياً. وهي موثقة بشكل شامل باستخدام مواصفات OpenAPI، مما يضمن الوضوح وسهولة الوصول لكل من الأنظمة والبشر. تدعم واجهة برمجة تطبيقات REST رموز حالة HTTP الشائعة لتحسين الجودة، مثل 404 لـ "غير موجود" و503 لـ "الخدمة غير متاحة". تستخدم واجهة برمجة التطبيقات مغلف JSON لإرسال البيانات الوصفية إلى العملاء، وتوفر معالجة الأخطاء باستخدام خصائص الرمز والعنوان والرسالة. كما تدعم معلمات الاستعلام لتحديد تكوين الطلب، وتوفر نقاط النهاية مراجع للموارد في سجل Sawtooth، بما في ذلك الكتل والمعاملات والبيانات الوصفية.

معالجات المعاملات

تُعنى معالجات المعاملات بالتحقق من صحة منطق الأعمال الخاص بالمعاملات ومعالجته، وتحديد ما إذا كان سيتم تضمينها في الحالة. كما تُطبّق تغييرات المعاملات وتضيفها إلى الكتلة التالية. وتضمن عقد التحقق صحة توقيعات المعاملات. ويمكن إضافة منطق إضافي إلى معالجات المعاملات لتلبية متطلبات محددة. وتتضمن معالجات المعاملات، المُضافة لمعالجة المعاملات، وظائف التطبيق والمساعدة. يوفر صنف المعالج، المُقدم من حزمة تطوير البرمجيات (SDK)، وظائف عامة، بينما يحتوي صنف المعالج على منطق أعمال خاص بالتطبيق. ويرتبط صنف معالج المعاملات بصنفي التحقق والمعالج.

محرك الإجماع

أُعيد تصميم واجهة برمجة تطبيقات الإجماع ونُقلت إلى عملية منفصلة تُسمى "محرك الإجماع". يوفر هذا المحرك واجهة لخوارزميات الإجماعdent عن اللغة، مما يُوسع خيارات الإجماع لشبكة Sawtooth. يعمل محرك الإجماع كعملية منفصلة إلى جانب واجهة برمجة تطبيقات REST ومعالجات المعاملات. ويتضمن ثلاثة معالجات: BlockPublisher لإنشاء الكتل المرشحة، وBlockVerifier للتحقق من الامتثال لقواعد الإجماع، وForkResolver لاختيار الكتلة التالية لتكون رأس السلسلة.

مدقق

في Hyperledger Sawtooth، تقوم العقد المعتمدة بالتحقق من صحة الكتل والدفعات بنفس الطريقة. يشمل التحقق من صحة الكتل فحص أذونات المعاملات على السلسلة وتطبيق قواعد التحقق من صحة الكتل على السلسلة. تُرسل الدفعات إلى مُجدول المعاملات. تُسهّل طبقة الشبكة التواصل بين المُدقّقين، وواجهة برمجة تطبيقات REST، ومعالجات المعاملات، والعملاء. وهي تتولى اكتشاف النظراء، ومعالجة المعاملات، وإدارة الكتل، وتدعم محركات الإجماع. يدعم Sawtooth كلاً من الجدولة التسلسلية والمتوازية للمعاملات، ويتعامل بكفاءة مع المعاملات التي تُعدّل عناوين الحالة نفسها. تتكون عملية التحقق من مُتحكّم السلسلة، المسؤول عن الحفاظ على آخر كتلة في السلسلة الحالية وتحديد تحديثات رأس السلسلة، ومدير الكتل والناشر، المسؤولين عن إنشاء كتل مرشحة جديدة وإضافة معاملات صالحة إليها.

ميزات هايبرليدجر سوثوث

فيما يلي بعض الميزات الفريدة لـ Hyperledger Sawtooth:

• الفصل بين مستوى التطبيق والنظام الأساسي
• الشبكات الخاصة المزودة بميزات منح الأذونات المتدرجة
• تنفيذ المعاملات بالتوازي من خلال جدولة متوازية متقدمة
• دعم إنشاء وبث الأحداث
• توافقtracEthereum الذكي EVM مع سيث
• توافق ديناميكي
• نماذج لعائلات المعاملات

خاتمة 

مع استمرار نمو تبني تقنية البلوك تشين، تلعب منصات مثل هايبرليدجر فابريك وهايبرليدجر سوثوث دورًا محوريًا في تمكين المؤسسات من بناء حلول آمنة وقابلة للتوسع تعتمد على البلوك تشين. يساهم نهج هايبرليدجر التعاوني وقاعدة أعضائها الواسعة في تطوير وتوحيد أدوات وشبكات البلوك تشين. بفضل بنيتها المعيارية، وآليات الإجماع القوية، ودعمهاtracالذكية، توفر هايبرليدجر فابريك وهايبرليدجر سوثوث أساسًا متينًا للمؤسسات التي تتطلع إلى الاستفادة من مزايا تقنية البلوك تشين. ومع تطور مشهد البلوك تشين، تبقى هايبرليدجر في الطليعة، تقود الابتكار وتُحدث تحولًا في مختلف الصناعات حول العالم.