Ein Tech-Stack, oft auch Technologie-Stack genannt, ist eine Kombination aus Software-Tools, Frameworks und Technologien, die zum Erstellen und Betreiben einer digitalen Anwendung oder Website verwendet werden. Er ist vergleichbar mit dem Fundament und den Bausteinen eines Gebäudes, wobei jede Komponente eine spezifische Rolle für die Funktionalität und Leistung der Anwendung spielt.
In der Welt der Blockchain-Entwicklung wird der Technologie-Stack immer komplexer und umfasst Blockchain-Plattformen, intelligentetrac, dezentrale Speicherlösungen und vieles mehr. Da sich die digitale Landschaft stetig weiterentwickelt, bleibt das Verständnis und die Auswahl des passenden Technologie-Stacks ein entscheidender Aspekt für eine erfolgreiche Anwendungsentwicklung.
Komponenten eines Technologie-Stacks
Im Kern ist ein Technologie-Stack in zwei Hauptkomponenten unterteilt: das Frontend (oder die Client-Seite) und das Backend (oder die Server-Seite).
Frontend : Dies ist der sichtbare Teil der Anwendung, mit dem Benutzer direkt interagieren. Er umfasst alles, was der Benutzer unmittelbar wahrnimmt: Textfarben und -stile, Schaltflächen, Bilder, Schieberegler und alle anderen Elemente. Gängige Technologien im Frontend sind HTML, CSS und JavaScript sowie Frameworks wie React, Angular und Vue.js.
Backend : Dies ist der im Hintergrund laufende Teil der Anwendung. Er ist verantwortlich für die Speicherung und Organisation von Daten, den reibungslosen Betrieb des Frontends und die Verwaltung der gesamten Anwendungslogik. Er besteht aus einem Server, der Anwendung selbst und einer Datenbank. Gängige Backend-Technologien sind Serverumgebungen wie Node.js oder Ruby on Rails sowie Datenbanken wie PostgreSQL, MongoDB und MySQL.
Die Wahl des richtigen Technologie-Stacks ist entscheidend für den Erfolg einer Anwendung. Die Entscheidung hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Projektanforderungen, die Expertise des Teams, Skalierbarkeitsanforderungen und Budgetbeschränkungen. Ein gut gewählter Technologie-Stack kann Entwicklungsprozesse optimieren, die Benutzerfreundlichkeit verbessern und die langfristige Lebensfähigkeit der Anwendung sicherstellen.
Es ist wichtig zu bedenken, dass Technologietrends zwar kommen und gehen, das Hauptziel aber dasselbe bleibt: die Entwicklung einer robusten, effizienten und benutzerfreundlichen Anwendung. Daher empfiehlt es sich bei der Auswahl des Technologie-Stacks, die spezifischen Projektanforderungen über populäre Branchentrends zu stellen.
Schichten des Blockchain-Technologie-Stacks
Um die komplexen Schichten des Blockchain-Technologie-Stacks zu verstehen, ist es unerlässlich, dessen Struktur zu visualisieren. Die Grafik zeigt im Kern verschiedene programmierbare Ketten, die gemeinhin als Layer-1-Blockchains (L1-Blockchains) bezeichnet werden. Interessanterweise sind auch Layer-2-Blockchains (L2-Blockchains) Teil dieser grundlegenden Schicht im Technologie-Stack von Blockchain-Entwicklern. Diese Ketten bilden das Rückgrat und stellen die Netzwerke, Protokolle und Datenbanken bereit, die das dezentrale Internet ermöglichen.
Aufbauend auf den Blockchain-Netzwerken umfassen die nächsten Ebenen Knoten, APIs, eine Mischung aus Web3- und Web2-Entwicklungstools sowie Plattformen. An der Spitze stehen dezentrale Anwendungen (dApps). Zusammen bilden diese Komponenten den modernen Technologie-Stack, der für die Blockchain-Entwicklung unerlässlich ist. Für diejenigen, die sich auf die dApp-Entwicklung spezialisieren möchten, ist jedoch nicht jede Ebene direkt relevant. Und obwohl die visuelle Darstellung wichtig ist, ist es hilfreich, deren Kern bei der weiteren Erforschung des Themas zu berücksichtigen.
Welche Ebene zieht Ihrer Meinung nach die größte Aufmerksamkeit der Nutzer auf sich? Wenn Sie auf „dApps“ getippt haben, liegen Sie goldrichtig. Das ist wichtig zu wissen, denn ohne nutzerzentrierte dApps läuft die Blockchain-Technologie Gefahr, zu einer ungenutzten Innovation zu werden.
Daher ist die Beherrschung der Kunst, dApps zu entwickeln, entscheidend für das weitere Wachstum und die Relevanz von Web3. Das oberste Ziel ist es, Endnutzer auf die effizienteste und effektivste Weise einzubinden.
Blockchain-Entwicklungstechnologie verstehen
Nachdem wir uns einen ersten Überblick verschafft haben, tauchen wir nun in die einzelnen Ebenen des Blockchain-Technologie-Stacks ein. Wir beginnen unsere Erkundung bei der Basisebene und arbeiten uns schrittweise nach oben. Wenn Sie jede Ebene des Blockchain-Entwickler-Technologie-Stacks verstehen, sind Sie bestens gerüstet, sich souverän in der Blockchain-Landschaft zu bewegen.
Blockchain-Netzwerke
Diese grundlegende Schicht ist entscheidend für die Blockchain-Entwicklung und das Aufkommen von Web3. Ohne sie wären wir auf zentralisierte Systeme beschränkt. Das Ethereum Netzwerk ist nach wie vor führend im Bereich programmierbarer Blockchains und behauptet seine Position als weit verbreitete dezentrale Plattform. Seine Pionierrolle verschaffte ihm einen frühen Vorsprung und führte zur Entwicklung der Ethereum Virtual Machine (EVM). Herausforderungen wie hohe Transaktionskosten und Netzwerkengpässe bei Ethereum beschleunigten jedoch die Entstehung alternativer Blockchains und bereicherten das Ökosystem um vielfältige Optionen.
Entwicklungsorientierte Blockchains lassen sich grob in zwei Segmente unterteilen:
Es gibt EVM-kompatible und nicht-EVM-kompatible Blockchains. Erstere sind, wie der Name schon sagt, mit der virtuellen Umgebung von Ethereumkompatibel und ermöglichen Entwicklern die Nutzung der meisten für Ethereumentwickelten Tools. Nicht-EVM-kompatible Blockchains hingegen basieren auf eigenen virtuellen Plattformen. Hier ein Überblick über bekannte Blockchains beider Kategorien:
Zu den Layer-1-Blockchains gehören:
- Ethereum
- Avalanche
- Cronos
- Fantom
- BNB -Kette
- Solana
- NAHE
- Fließen
Layer-2-Blockchains umfassen:
- Polygon
- Arbitrum
- Optimismus
- Hermez
Knoten verstehen
Im Kern verbinden sich Knoten mit ihren Gegenstücken innerhalb derselben Blockchain. Jeder vollständige Knoten (Full Node) enthält, neben anderen Knotentypen, eine umfassende Nachbildung des aktuellen Zustands der Blockchain. Die Verteilung und Verbreitung der Knoten innerhalb eines bestimmten Blockchain-Netzwerks spielen eine entscheidende Rolle für den Grad der Dezentralisierung des Netzwerks.
Die Interaktion mit den Knoten ist entscheidend, da diese als Schnittstelle zur Kommunikation mit der Blockchain und zum Abrufen ihrer Daten dienen. Analog zur traditionellen Webentwicklung, wo man in Web2-Anwendungen nicht direkt mit der CPU interagiert, ist es logisch, im Kontext von Web3 nicht direkt mit einer Blockchain zu interagieren.
Theoretisch kann zwar jeder einen Knoten betreiben, in der Praxis ist die Umsetzung jedoch deutlich komplexer. Der Betrieb eines Knotens erfordert oft besondere Aufmerksamkeit und ein Team für die Wartung, regelmäßige Datensicherung und die Bewältigung weiterer technischer Details.
Angesichts dieser Komplexität ist es unrealistisch, von jedem Web3-Entwickler die Verwaltung seines eigenen Nodes zu erwarten. Glücklicherweise gibt es spezialisierte Node-Anbieter, die es Entwicklern ermöglichen, ihren eigenen Node zu betreiben. Diese Anbieter bilden das Rückgrat dieser Schicht im Technologie-Stack von Blockchain-Entwicklern. Zu den namhaften Node-Anbietern zählen Infura, Alchemy, Chainstack, Getblock, Pocket Network, QuickNode und RunNode.
Allerdings weisen Nodes systembedingte Einschränkungen auf. Ein einzelner Node ist typischerweise auf eine bestimmte Blockchain beschränkt und kann nicht auf mehrere Smarttraczugreifen, die mit Kryptowährungstoken verknüpft sind. Zudem sind die von einem Node bereitgestellten Daten roh und werden ohne jegliche Aufbereitung direkt aus der Blockchaintrac.
Die Rolle von APIs
Für Informatiker ist der Begriff API (Programmierschnittstelle) wohlbekannt. Dabei handelt es sich um strukturierte defiund Protokolle, die die Entwicklung und Integration von Softwareanwendungen erleichtern. Im Kontext der Blockchain spielen Web3-APIs eine zentrale Rolle bei der Entwicklung dezentraler Anwendungen (dApps).
APIs bieten im Kern einen strukturierten Mechanismus, der die nahtlose Kommunikation zwischen verschiedenen Softwarekomponenten ermöglicht. Hochwertige APIs gewährleisten, dass Entwickler in einer stabilen Umgebung konsistent programmieren können. Das Blockchain-Ökosystem verfügt über mehreresteemWeb3-API-Anbieter. Zu den bekanntesten gehören Covalent, QuickNode, The Graph, Bitquery, Alchemy und Biconomy.
Es ist außerdem wichtig hervorzuheben, dass diese API-Angebote von einer umfassenden Dokumentation begleitet werden. So enthält beispielsweise die Dokumentation von Moralis zahlreiche praktische Anwendungsbeispiele, die das breite Spektrum der Endpunkte abdecken. Dies ermöglicht Entwicklern, eine Vielzahl von Anfragen mit prägnanten Codeabschnitten zu beantworten.
Web3- und Web2-Entwicklungstools und -Plattformen
Auch wenn es logisch erscheinen mag, die dritte und vierte Schicht des Blockchain-Technologie-Stacks zu integrieren, so verdient ihre Bedeutung angesichts der Tatsache, dass APIs von Natur aus Entwicklungswerkzeuge sind, besondere Beachtung.
Diese Schicht kapselt übergeordnetetracund Frontend-Bibliotheken und wird oft als Präsentationsschicht bezeichnet. Sie umfasst Web3-spezifische Bibliotheken, Entwicklungsumgebungen und dezentrale Speicherlösungen wie IPFS.
Darüber hinaus integriert diese Ebene des Blockchain-Technologie-Stacks traditionelle Anwendungsentwicklungsplattformen. Durch die Nutzung robuster plattformübergreifender APIs, wie sie beispielsweise von Moralis bereitgestellt werden, können Entwickler renommierte Plattformen wie Firebase, Supabase und PlayFab nutzen, um herausragende dApps zu erstellen.
dApps
An der Spitze des Blockchain-Entwicklungs-Stacks stoßen wir auf dApps (dezentrale Anwendungen). Diese Anwendungen treten in vielfältigen Formen auf, von DeFi Plattformen und DEXs über Identitätsverifizierungs-dApps und NFT- dent zu datenzentrierten dApps. Es ist entscheidend zu verstehen, dass die Dynamik der darunterliegenden Schichten in dieser obersten Schicht gipfelt. Für den durchschnittlichen Web3-Nutzer findet die Interaktion hauptsächlich mit dieser Schicht statt.
Während die Hauptaufgabe von Web3-Entwicklern die Erstellung dezentraler Anwendungen (dApps) ist, nutzen sie auch bestehende dApps, um Prozesse zu optimieren. Beispielsweise spielen Web3-Wallets wie MetaMask eine entscheidende Rolle bei der Verwaltung von Transaktionskosten während der Implementierung intelligentertracund beim Testen von dApps.
Diese Ebene bietet Raum für Innovation und Kreativität. Die Verantwortung liegt bei den Entwicklern, eine ansprechende Benutzeroberfläche (UI) zu gestalten und ein unvergleichliches Nutzererlebnis (UX) zu gewährleisten. Diese Aspekte spielen eine entscheidende Rolle dabei, die Blockchain-Technologie im Mainstream zu etablieren.
Die besten Web3-Entwicklungsumgebungen
Für Web3-Entwickler, die sich auf die Entwicklung dezentraler Anwendungen (dApps) begeben, ist die Wahl des Blockchain-Netzwerks von entscheidender Bedeutung. Ein wesentliches Kriterium ist die Vielfalt und Qualität der verfügbaren Entwicklerwerkzeuge.
Der positive Aspekt für diejenigen, die sich für EVM-kompatible Blockchains entscheiden, ist das reiche Erbe der Entwicklungsgeschichte von Ethereum, das eine Fülle von bewährten Entwicklungsumgebungen bietet.
Schutzhelm
Diese JavaScript-zentrierte Entwicklungsumgebung ist ein Segen für Entwickler, die Ethereum Anwendungen kompilieren, testen, bereitstellen und Fehler beheben möchten. Die Erweiterbarkeit von Hardhat durch Plugins ermöglicht maßgeschneiderte lokale Blockchain-Entwicklungsumgebungen. Darüber hinaus unterstützt die umfassende Dokumentation ein reibungsloses Debugging und die Problemlösung.
Trüffel-Suite
Diese Suite besteht aus drei JavaScript-orientierten Entwicklertools – Truffle, Ganache und Drizzle – und ist ein umfassendes Toolkit für die EVM-Entwicklung.
- Truffle: Dient als zentrale Entwicklungsplattform und bietet Test- und Bereitstellungsfunktionen.
- Ganache: Ermöglicht die schnelle Einrichtung einer lokalen Blockchain.
- Drizzle: Bietet eine Sammlung von Frontend-Bibliotheken, die Frontend-Elemente mit zugrunde liegenden Smart Contracts trac .
Brownie
Brownie, positioniert als Gegenstück zu Hardhat und Truffle, ist ein Python-basiertes Framework, das speziell für die EVM-Entwicklung entwickelt wurde. Es bietet eine umfassende Palette an Web3-Entwickler-Tools und nutzt dabei hauptsächlich das web3.py-Paket für die Kompilierung, das Testen und die Bereitstellung dezentraler Anwendungen.
Entwicklungsumgebungen für Nicht-EVM-Blockchains
Ein aktueller Trend im Blockchain-Bereich ist der Anstieg der dApp-Entwicklung auf Nicht-EVM-Blockchains.
Befürworter dieser Netzwerke kritisieren EVM-Blockchains häufig wegen ihrer zu starken Anbindung an Ethereum-Framework und plädieren für Innovationen durch neuartige Architekturen. Nicht-EVM-Blockchains priorisieren typischerweise Daten- und Transaktionsskalierbarkeit und gewährleisten so beeindruckende Transaktionsraten.
Beispiele für Nicht-EVM-Blockchains sind:
- Solana : Eine Layer-1-Plattform, die Rust für die intelligente Vertragsentwicklung trac .
- NEAR: Eine weitere Layer-1-Plattform, die Rust oder Assembly Script für die intelligente Vertragserstellung trac .
- Astar: Eine Parachain, die das Polkadot-Ökosystem mit führenden Layer-1-Blockchains verbindet.
Während die Entwicklungsumgebungen für Nicht-EVM-Chains möglicherweise noch nicht so ausgereift sind, leisten bestimmte Netzwerke Pionierarbeit bei der Entwicklung von Entwicklerwerkzeugen, die auf ihre Plattformen zugeschnitten sind.
Flow stattet Entwickler beispielsweise mit Werkzeugen aus, um Cadence Smarttracauf potenzielle Probleme zu überprüfen, und nutzt dafür eine native Erweiterung für Visual Studio Code – eine der gefragtesten integrierten Entwicklungsumgebungen (IDEs).
Eine weitere bemerkenswerte Entwicklungsumgebung außerhalb der EVM ist Anchor, die für Solana -trackonzipiert wurde. Sie bietet eine Benutzererfahrung, die an Solidity und Truffle erinnert und erleichtert Entwicklern den Umstieg auf die Rust- und Solana -Entwicklung.
Abschluss
Die Blockchain-Technologie bildet ein vielschichtiges Ökosystem, in dem jede Ebene eine zentrale Rolle bei der Entwicklung und dem Einsatz dezentraler Anwendungen spielt. Ob erfahrener Entwickler oder Blockchain-Neuling – das Verständnis dieser Ebenen und der dazugehörigen Werkzeuge ist unerlässlich. Angesichts der stetig wachsenden digitalen Landschaft ist es entscheidend, informiert zu bleiben und die richtigen Werkzeuge einzusetzen, um das volle Potenzial der Blockchain-Technologie auszuschöpfen.
