Warum der beste Tech-Stack für Blockchain-Entwickler entscheidend für die Anwendungsentwicklung ist

Ein Tech-Stack, oft auch als Technologie-Stack bezeichnet, ist eine Kombination aus Software-Tools, Frameworks und Technologien, die zum Erstellen und Ausführen einer digitalen Anwendung oder Website verwendet werden. Er ist vergleichbar mit dem Fundament und den Bausteinen einer Struktur, wobei jede Komponente eine spezifische Rolle bei der Sicherstellung der Funktionalität und Leistung der Anwendung spielt.

In der Welt der Blockchain-Entwicklung wird der Tech-Stack noch komplexer und umfasst Blockchain-Plattformen, Smart-Contract-Sprachen, dezentrale Speicherlösungen und mehr. Da sich die digitale Landschaft weiterhin entwickelt, bleibt das Verständnis und die Auswahl des geeigneten Tech-Stacks ein entscheidender Aspekt für die erfolgreiche Anwendungsentwicklung.

Komponenten eines Tech-Stacks

Im Kern teilt sich ein Tech-Stack in zwei Hauptkomponenten auf: das Frontend (oder Client-seitig) und das Backend (oder Server-seitig).

Frontend: Dies ist der sichtbare Teil der Anwendung, mit dem Benutzer direkt interagieren. Er umfasst alles, was der Benutzer direkt erlebt: Textfarben und -stile, Schaltflächen, Bilder, Schieberegler und andere Elemente. Zu den im Frontend häufig verwendeten Technologien gehören HTML, CSS und JavaScript sowie Frameworks wie React, Angular und Vue.js.

Backend: Dies ist der Teil der Anwendung, der im Hintergrund abläuft und für die Speicherung und Organisation von Daten verantwortlich ist, sicherstellt, dass alles im Frontend reibungslos läuft, und die gesamte Logik der Anwendung verwaltet. Es besteht aus einem Server, einer Anwendung und einer Datenbank. Beliebte Backend-Technologien umfassen Serverumgebungen wie Node.js oder Ruby on Rails sowie Datenbanken wie PostgreSQL, MongoDB und MySQL.

Die Wahl des richtigen Tech-Stacks ist entscheidend für den Erfolg einer Anwendung. Die Entscheidung hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Anforderungen des Projekts, der Expertise des Teams, der Skalierbarkeitsbedürfnisse und der Budgetbeschränkungen. Ein gut gewählter Tech-Stack kann Entwicklungsprozesse optimieren, die Benutzererfahrung verbessern und die langfristige Lebensfähigkeit der Anwendung sicherstellen.

Es ist wichtig zu beachten, dass Trends in der Technologie kommen und gehen, aber das primäre Ziel bleibt dasselbe: eine robuste, effiziente und benutzerfreundliche Anwendung zu erstellen. Daher ist es ratsam, bei der Auswahl eines Tech-Stacks die spezifischen Bedürfnisse des Projekts über beliebte Branchentrends zu stellen.

Schichten des Blockchain-Tech-Stacks

Um die komplexen Schichten des Blockchain-Tech-Stacks zu verstehen, ist es wichtig, seine Struktur zu visualisieren. An seiner Basis zeigt die Grafik verschiedene programmierbare Chains, die häufig als Layer-1 (L1) Blockchains bezeichnet werden. Interessanterweise sind auch Layer-2 (L2) Blockchains Teil dieser grundlegenden Schicht im Tech-Stack für Blockchain-Entwickler. Diese Chains fungieren als Rückgrat und bieten die Netzwerke, Protokolle und Datenbanken, die das dezentrale Internet ermöglichen.

Aufsteigend von den Blockchain-Netzwerken umfassen die nächsten Schichten Knoten (Nodes), APIs, eine Mischung aus Web3- und Web2-Entwicklungstools sowie Plattformen. An der Spitze finden wir dApps. Zusammen repräsentieren diese Komponenten den zeitgenössischen Tech-Stack, der für die Blockchain-Entwicklung unerlässlich ist. Für diejenigen, die sich auf die dApp-Entwicklung spezialisieren möchten, ist jedoch nicht jede Schicht von direkter Relevanz. Und obwohl die visuelle Darstellung entscheidend ist, ist es vorteilhaft, ihren Kern beizubehalten, während wir das Thema erkunden.

Welche Schicht Ihrer Meinung nach die meiste Aufmerksamkeit von Nutzern auf sich zieht? Wenn „dApps“ Ihre Vermutung war, haben Sie richtig gelegen. Es ist wichtig, sich dies zu merken, denn ohne nutzerzentrierte dApps riskiert die Blockchain-Technologie, eine unterausgenutzte Innovation zu bleiben. 

Daher ist die Meisterschaft der Kunst der dApp-Erstellung entscheidend für das weitere Wachstum und die Relevanz von Web3. Das ultimative Ziel ist es, Endnutzer auf die effizienteste und effektivste Weise einzubinden.

Verständnis des Blockchain-Entwicklungs-Tech-Stacks

Nachdem wir den vorläufigen Überblick verstanden haben, ist es an der Zeit, in die einzelnen Schichten des Blockchain-Tech-Stacks einzutauchen. Wir beginnen unsere Erkundung von der grundlegenden Schicht aus und steigen nach oben. Indem Sie jede Schicht des Blockchain-Entwickler-Tech-Stacks verstehen, sind Sie in der Lage, die Blockchain-Landschaft mit Sicherheit zu navigieren.

Blockchain-Netzwerke

Diese grundlegende Schicht ist für die Welt der Blockchain-Entwicklung und das Aufkommen von Web3 von entscheidender Bedeutung. Ohne sie wären wir auf zentralisierte Systeme beschränkt. Vorherrschend bleibt das Ethereum-Netzwerk ein Vorreiter im Bereich der programmierbaren Blockchains und behält seine Position als weit verbreitete dezentrale Plattform bei. Sein Pioniergeist verschaffte ihm einen First-Mover-Vorteil, was zur Entstehung der Ethereum Virtual Machine (EVM) führte. Herausforderungen wie hohe Transaktionskosten und Netzwerkengpässe auf Ethereum katalysierten jedoch das Aufkommen alternativer Chains, die das Ökosystem mit vielfältigen Optionen bereicherten.

Entwicklungsorientierte Blockchains können grob in zwei Segmente unterteilt werden: 

EVM-kompatible Chains und nicht-EVM-kompatible Chains. Wie der Name andeutet, richten sich die ersteren nach der virtuellen Umgebung von Ethereum und ermöglichen es Entwicklern, die Mehrheit der für Ethereum entwickelten Tools zu verwenden. Im Gegensatz dazu operieren nicht-EVM-kompatible Chains auf ihren eigenen virtuellen Plattformen. Hier ist ein Überblick über renommierte Blockchains aus beiden Kategorien:

Layer-1 Blockchains umfassen:

• Ethereum
• Avalanche
• Cronos
• Fantom
• BNB Chain
• Solana
• NEAR
• Flow

Layer-2 Blockchains umfassen:

• Polygon
• Arbitrum
• Optimism
• Hermez

Verständnis von Nodes

Im Kern verbinden sich Nodes mit ihren Gegenstücken innerhalb derselben Blockchain. Jeder Full Node beherbergt unter anderem eine umfassende Replik des aktuellen Zustands der Blockchain. Die Verteilung und Verbreitung von Nodes innerhalb eines bestimmten Blockchain-Netzwerks spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des Grades der Dezentralisierung des Netzwerks. 

Die Interaktion mit Nodes ist entscheidend, da sie als Gateway zur Kommunikation mit der Blockchain und zum Abrufen ihrer Daten fungieren. Ein Vergleich mit der traditionellen Web-Entwicklung zeigt: Da man in Web2-Anwendungen nicht direkt mit der CPU interagiert, ist es logisch, in Web3 nicht direkt mit einer Blockchain zu interagieren.

Theoretisch kann zwar jeder einen Node betreiben, aber die praktischen Gegebenheiten sind komplexer. Der Betrieb eines Nodes erfordert oft dedizierte Aufmerksamkeit, was ein Team für die Wartung, regelmäßige Backups und die Bewältigung anderer technischer Aspekte notwendig macht. 

Angesichts dieser Komplexitäten ist es unvernünftig, von jedem Web3-Entwickler zu erwarten, seinen eigenen Node zu verwalten. Der Vorteil hier ist das Vorhandensein spezialisierter Node-Anbieter, die es Entwicklern ersparen, eigene Nodes zu betreiben. Diese Anbieter bilden das Rückgrat dieser Schicht im Tech-Stack für Blockchain-Entwickler. Renommierte Namen im Bereich der Node-Anbieter sind Infura, Alchemy, Chainstack, Getblock, Pocket Network, QuickNode und RunNode.

Es gibt jedoch inhärente Einschränkungen bei Nodes. Ein einzelner Node ist typischerweise auf eine bestimmte Blockchain beschränkt und erstreckt seine Reichweite nicht auf mehrere Smart Contracts, die mit Kryptowährungstokens verbunden sind. Darüber hinaus sind die Daten, die ein Node bereitstellt, roh und werden direkt aus der Blockchain extrahiert, ohne jegliche Verfeinerung.

Die Rolle von APIs

Für diejenigen, die mit Informatik vertraut sind, ist das Konzept von APIs (Application Programming Interfaces) keine Fremdwort. Diese sind strukturierte Sätze von Definitionen und Protokollen, die darauf ausgelegt sind, die Erstellung und Integration von Softwareanwendungen zu erleichtern. Im Kontext der Blockchain spielen Web3-APIs eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung dezentraler Anwendungen (dApps).

Im Wesentlichen bieten APIs einen strukturierten Mechanismus, der es verschiedenen Softwarekomponenten ermöglicht, nahtlos zu kommunizieren. Hochwertige APIs stellen sicher, dass Entwickler konsistent in einer stabilen Umgebung codieren können. Das Blockchain-Ökosystem verfügt über mehrere angesehene Web3-API-Anbieter. Zu den bemerkenswerten gehören Covalent, QuickNode, The Graph, Bitquery, Alchemy und Biconomy.

Es ist auch erwähnenswert, dass diese API-Angebote von umfassenden Dokumentationen begleitet werden. Zum Beispiel ist die Dokumentation von Moralis mit praktischen Use-Case-Beispielen angereichert, die sich über ihre umfangreiche Reihe von Endpunkten erstrecken. Dies gibt Entwicklern die Möglichkeit, eine Vielzahl von Anfragen mit kurzen Code-Segmenten zu bearbeiten.

Web3- und Web2-Entwicklungstools und -Plattformen

Obwohl es logisch erscheinen mag, die dritte und vierte Schicht des Blockchain-Tech-Stacks zu integrieren, da APIs inhärent Entwicklungstools sind, rechtfertigt ihre Bedeutung eine eigenständige Anerkennung.

Diese Schicht umfasst Software-Abstraktionen der höheren Ebene und Frontend-Bibliotheken, die oft als Präsentationsschicht bezeichnet werden. Sie umfasst Web3-spezifische Bibliotheken, Entwicklungsumgebungen und dezentrale Speicherlösungen wie IPFS. 

Darüber hinaus integriert diese Schicht des Blockchain-Tech-Stacks traditionelle Plattformen zur Anwendungsentwicklung. Durch die Nutzung robuster plattformübergreifender APIs, wie sie von Moralis bereitgestellt werden, können Entwickler renommierte Plattformen wie Firebase, Supabase und PlayFab nutzen, um herausragende dApps zu erstellen.

dApps

Am Gipfel des Blockchain-Entwickler-Tech-Stacks angekommen, begegnen wir dApps oder dezentralen Anwendungen. Diese Anwendungen manifestieren sich in einer Vielzahl von Formen, von DeFi-Plattformen und DEXs bis hin zu dApps zur Identitätsverifizierung, NFT-Marktplätzen und datenzentrierten dApps. Es ist wichtig zu erkennen, dass die Vitalität der zugrunde liegenden Schichten in dieser obersten Schicht gipfelt. Für den durchschnittlichen Web3-Nutzer besteht die Interaktion hauptsächlich mit dieser Schicht. 

Während der Hauptfokus eines Web3-Entwicklers auf der Erstellung von dApps liegt, nutzt er auch bestehende dApps, um Prozesse zu optimieren. Zum Beispiel werden Web3-Wallets wie MetaMask bei der Verwaltung der Transaktionskosten während der Bereitstellung von Smart Contracts und des dApp-Testings unverzichtbar.

Diese Schicht bietet eine Leinwand für Innovation und Kreativität. Die Verantwortung liegt bei den Entwicklern, eine fesselnde Benutzeroberfläche (UI) zu präsentieren und ein unübertroffenes Nutzererlebnis (UX) zu gewährleisten. Diese Aspekte spielen eine entscheidende Rolle bei der Etablierung der Blockchain-Technologie im Mainstream.

Top Web3-Entwicklungsumgebungen

Für Web3-Entwickler, die die Reise der dApp-Erstellung beginnen, ist die Wahl des Blockchain-Netzwerks entscheidend. Ein wesentliches Kriterium ist das Angebot und die Qualität der verfügbaren Entwicklungstools. 

Der Vorteil für diejenigen, die sich für EVM-kompatible Chains entscheiden, ist das reiche Erbe der Entwicklungsgeschichte von Ethereum, das eine Fülle erprobter und bewährter Entwicklungsumgebungen bietet.

Hardhat

Diese JavaScript-zentrierte Entwicklungsumgebung ist ein Segen für Entwickler, die darauf abzielen, Ethereum-Anwendungen zu kompilieren, zu testen, bereitzustellen und zu debuggen. Hardhats Erweiterbarkeit durch Plugins ermöglicht maßgeschneiderte lokale Blockchain-Entwicklungsumgebungen. Darüber hinaus hilft die umfassende Dokumentation bei nahtlosem Debugging und Problemlösung.

Truffle Suite

Bestehend aus einem Trio von JavaScript-orientierten Entwickler-Tools – Truffle, Ganache und Drizzle – ist diese Suite ein umfassendes Toolkit für die EVM-Entwicklung.

• Truffle: Dient als Hauptentwicklungsplattform 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 verbinden.

Brownie

Als Gegenstück zu Hardhat und Truffle positioniert, ist Brownie ein Python-getriebenes Framework, das für die EVM-Entwicklung maßgeschneidert ist. Es bietet eine umfassende Reihe von Web3-Entwickler-Utilities, die hauptsächlich das web3.py-Paket für die Kompilierung, das Testen und die Bereitstellung von dApps nutzen.

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-Chains oft dafür, zu stark an das Framework von Ethereum gebunden zu sein, und plädieren für Innovation durch neue Architekturen. Typischerweise priorisieren nicht-EVM-Blockchains die Daten- und Transaktionsskalierbarkeit und gewährleisten beeindruckende Transaktionsraten.

Beispiele für nicht-EVM-Blockchains umfassen:

• Solana: Eine Layer-1-Plattform, die Rust für die Entwicklung von Smart Contracts nutzt.
• NEAR: Eine weitere Layer-1-Plattform, die Rust oder Assembly Script für die Erstellung von Smart Contracts bevorzugt.
• Astar: Ein Parachain, der das Polkadot-Ökosystem mit führenden Layer-1-Blockchains verbindet.

Während Entwicklungsumgebungen für nicht-EVM-Chains möglicherweise nicht so ausgereift sind, sind bestimmte Netzwerke Pioniere bei der Entwicklung von Tools, die auf ihre Plattformen zugeschnitten sind.

Zum Beispiel bietet Flow Entwicklern Tools zur Überprüfung von Cadence-Smart-Contracts auf potenzielle Probleme, wobei eine native Erweiterung für Visual Studio Code genutzt wird – eine der gefragtesten Integrated Development Environments (IDEs).

Eine weitere bemerkenswerte nicht-EVM-Entwicklungsumgebung ist Anchor, die für die Solana-Vertragsentwicklung konzipiert ist. Sie bietet eine Benutzererfahrung, die an Solidity und Truffle erinnert, und macht den Übergang zur Rust- und Solana-Entwicklung für Entwickler zugänglicher.

Fazit

Der Blockchain-Tech-Stack ist ein vielschichtiges Ökosystem, in dem jede Schicht eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Bereitstellung dezentraler Anwendungen spielt. Ob man ein erfahrener Entwickler oder ein Neuling im Blockchain-Bereich ist, das Verständnis dieser Schichten und der darin enthaltenen Tools ist unerlässlich. Da sich die digitale Landschaft weiterhin ausdehnt, wird es entscheidend sein, informiert zu bleiben und die richtigen Tools zu nutzen, um das volle Potenzial der Blockchain-Technologie zu erschließen.