Como explorar as capacidades das blockchains Hyperledger Fabric e Sawtooth

O mundo da tecnologia blockchain está evoluindo rapidamente, com diversas plataformas e frameworks surgindo para atender às variadas necessidades das organizações. Nesta análise aprofundada das blockchains Hyperledger Fabric e Sawtooth, exploraremos os conceitos fundamentais, as arquiteturas e os recursos dessas duas importantes plataformas blockchain. Desde a concepção da Hyperledger como uma plataforma blockchain empresarial global até o design modular e os recursos detracinteligentes seguros da Hyperledger Sawtooth, este guia Cryptopolitan oferece informações valiosas sobre o mundo da tecnologia blockchain.

Uma Introdução ao Hyperledger

A Hyperledger, uma plataforma global de blockchain empresarial, foi fundada pela The Linux Organization em dezembro de 2015. Inicialmente composta por 30 participantes, cresceu e agora conta com mais de 120 membros. A Hyperledger tem como objetivo criar e manter redes e plataformas de blockchain de código aberto para diversas organizações, fornecendo a infraestrutura e os protocolos necessários para o desenvolvimento de ferramentas e redes de blockchain. A colaboração fomenta iniciativas comerciais de blockchain, oferecendo um conjunto de princípios, regras e métodos por meio do Hyperledger Greenhouse, que inclui frameworks e ferramentas que dão suporte à tecnologia blockchain.

Com uma gama diversificada de organizações líderes nos setores financeiro, bancário, de IoT, de gestão da cadeia de suprimentos, de manufatura e produção e de tecnologia, o Hyperledger possui uma base de membros notável. Empresas como Bosch, Daimler, IBM, Samsung, Microsoft, Hitachi, American Express, JP Morgan e Visa estão ativamente envolvidas na construção do futuro da tecnologia blockchain. Além disso, diversas empresas baseadas em blockchain, como Blockforce e ConsenSys, contribuem para o projeto Hyperledger.

Dentro do ecossistema Hyperledger, vários subprojetos operam para aprimorar a eficiência e a qualidade de sistemas e serviços em uma rede de computadores. Esses subprojetos incluem Hyperledger Fabric, Hyperledger Indy, Hyperledger Caliper, Hyperledger Burrow, Sawtooth, Composer e Cello. Compreender as nuances e diferenças entre esses projetos pode ser um desafio, principalmente para quem está começando no universo das criptomoedas.

Hyperledger Fabric: Potencializando Aplicativos Modulares e Soluções Seguras em Blockchain

O Hyperledger Fabric, uma iniciativa de código aberto da Hyperledger Corporation, serve como uma base sólida para a construção de aplicações modulares e impulsiona a inovação no campo da tecnologia blockchain. Posicionado como uma plataforma blockchain, ele permite que empresas privadas criem produtos e aplicações baseados em blockchain, aproveitando componentes plug-and-play. Dentro da plataforma Hyperledger, registros, padrões, protocolos etracinteligentes trabalham em harmonia para viabilizar soluções blockchain eficientes e seguras.

Uma das principais vantagens do Hyperledger Fabric reside na sua capacidade de facilitar a segregação de dados e agilizar as transações. Como plataforma privada, opera com base no princípio de direitos de acesso, garantindo que apenas usuários autorizados possam se conectar à rede. Ao restringir o acesso à equipe interna, as empresas podem fortalecer sua infraestrutura contra entidades não autorizadas e estabelecer um sistema de rede exclusivo.

O Hyperledger Fabric foi projetado especificamente para superar as limitações comuns associadas às soluções tradicionais de blockchain, como exchanges privadas etracdent. Ele oferece uma plataforma flexível e segura para a entrega de serviços de blockchain de nível industrial. A estrutura incorpora regras robustas para o armazenamento de informações sobre os usuários da rede e seus privilégios de acesso, garantindo controle granular sobre os dados. Além disso, o Hyperledger Fabric suporta associação com permissão, tornando-o uma escolha ideal para setores como finanças, saúde e outros, onde a privacidade e a conformidade regulatória são considerações críticas.

Arquitetura do Hyperledger Fabric

Camada de consenso

A camada de consenso garante a concordância sobre a ordem das transações e valida a precisão do banco de dados de transações dentro de um bloco. Ela se comunica com clientes e pares da rede por meio da camada de comunicação. Ao aderir às políticas de aprovação e consenso, confirma a correção das transações em um bloco proposto. Também colabora com a camada detracinteligentes para validar a precisão do banco de dados de transações ordenado, contribuindo para a sincronização de dados e a consistência das transações em toda a rede.

Camada detracInteligente

A camadatracinteligentes valida a validade das transações com base em políticas etrac, garantindo que apenas transações válidas sejam incluídas nos blocos. Ela compreende dois tipos:tracinteligentes instalados para lógica de negócios pré-lançamento etracinteligentes on-chain para regras de negócios implementadas por meio de transações confirmadas. No Hyperledger Fabric, ostracinteligentes, chamados de chaincode, são desenvolvidos usando linguagens como Go, JavaScript (Node.js) e, potencialmente, Java. O chaincode é executado com segurança em um contêiner Docker separado do processo peer que o endossa.

Camada de comunicação

A camada de comunicação permite a transferência de mensagens ponto a ponto entre nós em um livro-razão compartilhado. Ela facilita a comunicação entre a camada de consenso, os clientes e os pares da rede. As transações são executadas de forma atômica e sequencial, tratando o sistema como um único nó. A comunicação bem-sucedida garante que todos os nós não defeituosos recebam as transações enviadas. O Transport Layer Security (TLS) garante a segurança da comunicação no Hyperledger Fabric, suportando autenticação unidirecional e bidirecional.

tracde armazenamento de dados

Atracdo armazenamento de dados permite que os módulos usem diferentes armazenamentos de dados. No Hyperledger Fabric, os dados privados são armazenados em um banco de dados dedicado em nós pares autorizados, acessados ​​por meio do chaincode. Um hash dos dados secretos é registrado nos livros-razão de todos os pares do canal. O Hyperledger Fabric suporta LevelDB e CouchDB como bancos de dados de estado. O LevelDB armazena os dados do chaincode como pares chave-valor, integrados à atividade dos pares. O CouchDB, um banco de dados externo opcional, permite consultas JSON avançadas quando os dados do chaincode são representados em formato JSON. Uma implantação bem-sucedida instala o chaincode "na" blockchain.

tracde Criptomoedas

Atraccriptográfica permite o uso de diferentes técnicas ou módulos criptográficos sem afetar outros componentes. A versão 2.0 do Hyperledger Fabric introduz o Fabtoken, possibilitando a criação de criptomoedas nativas. O Hyperledger Besu, baseado no Ethereum, é uma implementação pública de código aberto Ethereum , compatível com plataformas sem permissão e com a rede Ethereum . O Hyperledger Besu suporta mineração por CPU e GPU, com o Ethminer sendo usado para testes de mineração por GPU. É importante ressaltar que o Hyperledger Fabric não suporta criptomoedas como Bitcoin, mas se concentra em fornecer infraestrutura e padrões para aplicações e sistemas industriais baseados em blockchain.

Serviço dedent

O serviço dedentestabelece uma raiz confiável, gerencia a inscrição e o registro dedente facilita alterações em uma instância de blockchain. Ele lida com autenticação e permissões, e é utilizado pela camada detracinteligentes para autenticar e autorizar entidades durante o processamento de transações. O Hyperledger Fabric fornece um serviço dedentpessoal para gerenciar IDs de usuário e autenticar participantes da rede, possibilitando redes permissionadas. Listas de controle de acesso adicionam camadas de permissão, autorizando ações específicas na rede. Autoridades de Certificação (CAs), como a CA do Hyperledger Fabric, gerenciam certificados.

Serviço de Políticas

O serviço de políticas gerencia políticas do sistema, como endossos, consenso e gerenciamento de grupos. Ele colabora com outros módulos para aplicar essas políticas de forma eficaz. No Hyperledger Fabric, as políticas regem o processo de aprovação ou rejeição de alterações na rede, rotas etracinteligentes. Elas são estabelecidas durante a configuração inicial do canal e podem ser modificadas à medida que o canal evolui. As políticas distinguem o Hyperledger Fabric por garantirem que as transações sejam geradas e confirmadas por nós de rede aprovados.

API

O módulo API permite a interação do cliente e do aplicativo com blockchains. Ele consiste em três tipos de APIs no Hyperledger. A API de administração gerencia operações como instalação do ambiente de execução, atualização e ping. A API comum acessa informações sobre a Rede de Negócios conectada e facilita a criação de ativos, participantes, transações e eventos. A API de tempo de execução permite que as funções de transação consultem, emitam eventos, recuperem registros, acessem informações de participantes e serializem objetos JavaScript. Ela também oferece suporte a chamadas HTTP REST.

Interoperabilidade

A interoperabilidade permite a comunicação e a interação entre instâncias distintas de blockchain. Ela depende de padrões abrangentes de dados e transações para desbloquear todo o potencial da tecnologia blockchain. Setores como o de segurança alimentar têm se beneficiado de padrões de dados para aprimorar a visibilidade dos produtos. No entanto, alcançar a interoperabilidade e a integração continua sendo um desafio significativo no setor de blockchain, exigindo esforços contínuos para estabelecer comunicação e colaboração perfeitas entre diversas redes blockchain.

Características do Hyperledger Fabric

O Hyperledger Fabric oferece uma gama de funcionalidades essenciais, incluindo:

• Arquitetura altamente modular e com permissões definidas.
• Mecanismo de consenso plug-and-play.
• Modelo detracinteligente aberto para implementação flexível.
• Baixa latência para finalização/confirmação da transação.
• Suporte para EVM e Solidity.
• Dados consultáveis ​​com consultas baseadas em chaves e em JSON.
• Suporte atracinteligentes em vários idiomas (Go, Java, JavaScript).
• Privacidade de dados flexível por meio de canais e coleta de dados privados.
• Modelo de endosso flexível para consenso entre organizações.
• Operações perfeitas, incluindo atualizações contínuas e suporte a versões assimétricas.

O que é Hyperledger Sawtooth?

Hyperledger Sawtooth é uma plataforma blockchain empresarial que facilita a criação e operação de redes e aplicações de registro distribuído. Ela priorizatracinteligentes seguros para casos de uso empresariais e segue um modelo de blockchain como serviço (BaaS).

O Hyperledger Sawtooth se destaca por seu design modular, permitindo que organizações e consórcios estabeleçam políticas personalizadas para seus domínios específicos. Os aplicativos podem selecionar algoritmos transacionais, de permissão e de consenso que se alinhem com seus requisitos de negócios exclusivos, aumentando a flexibilidade em comparação com os sistemas blockchain tradicionais, onde as funcionalidades principais e do aplicativo residem na mesma plataforma, o que pode impactar a segurança e o desempenho.

Como uma plataforma de blockchain como serviço (BaaS) empresarial de código aberto, o Hyperledger Sawtooth permite a execução detracinteligentes personalizados sem a necessidade de conhecimento profundo do design do sistema central subjacente. Ele suporta diversos algoritmos de consenso, incluindo PBFT e PoET, e oferece um design amigável e otimizado para uso empresarial. Além disso, o Sawtooth garante permissões separadas, assegurando adentao eliminar serviços centralizados que poderiam expor informações sensíveis.

Funcionando como uma plataforma modular, o Hyperledger Sawtooth permite o desenvolvimento, a implementação e a operação de livros-razão distribuídos. Ele incorpora o inovador algoritmo de consenso "Prova de Tempo Decorrido" (PoET), utilizando ambientes de execução confiáveis ​​(TEEs) para um consenso justo e eficiente. Com seus algoritmos de consenso plugáveis ​​e suporte para redes com e sem permissão, o Sawtooth fornece um livro-razão distribuído que registra transações e a execução detracinteligentes em todos os nós da rede. As transações são processadas em paralelo para otimizar o desempenho.

Para simplificar a implementação e a execução detracinteligentes, a Sawtooth oferece o mecanismo detracinteligentes Sawtooth Lake. A plataforma fornece uma API RESTful para interação perfeita com o livro-razão e envio de transações. O Hyperledger Sawtooth se destaca pela escalabilidade, sendo capaz de suportar redes com milhares de nós e processar milhões de transações por segundo.

O Hyperledger Sawtooth é uma plataforma flexível e poderosa para construir e implantar registros distribuídos. Ele atende a diversas aplicações, como gerenciamento da cadeia de suprimentos, tracde ativos digitais e sistemas de votação. Ao separar o sistema de registro principal dos ambientes específicos de cada aplicação, o Sawtooth simplifica o desenvolvimento de aplicativos, mantendo a segurança do sistema. Essa abordagem permite que os desenvolvedores defiregras de negócios específicas para suas aplicações, possibilitando fácil hospedagem, gerenciamento e uso em sua linguagem de programação preferida, mesmo fora da rede blockchain principal.

Arquitetura do Hyperledger Sawtooth

Vamos analisar detalhadamente os componentes e as funções do Hyperledger Sawtooth:

Diagrama da arquitetura Sawtooth do Hyperledger (fonte: sawtooth.hyperledger.org/docs/1.2/architecture/) 

Clientes

O Hyperledger Sawtooth segue um padrão cliente/servidor assíncrono. Os clientes enviam solicitações ao servidor, e o servidor responde com zero ou mais respostas. Os clientes podem enviar várias solicitações sem esperar por respostas, e os servidores podem enviar várias respostas sem esperar por novas solicitações.

API REST

O Hyperledger Sawtooth oferece uma API RESTmatic que permite aos clientes interagir com um validador usando padrões comuns de JSON/HTTP. A API REST funciona como um processo separado para o envio de transações e leitura de blocos, com uma interface independente de linguagem. Ela é amplamente documentada usando a especificação OpenAPI, garantindo clareza e acessibilidade tanto para máquinas quanto para humanos. A API REST suporta códigos de status HTTP comuns para melhoria da qualidade, como 404 para "Não encontrado" e 503 para "Serviço indisponível". Ela utiliza um envelope JSON para enviar metadados de volta aos clientes e oferece tratamento de erros com propriedades de código, título e mensagem. Parâmetros de consulta são suportados para especificar a formação da requisição, e os endpoints oferecem referências a recursos no livro-razão Sawtooth, incluindo blocos, transações e metadados.

Processadores de transações

Os processadores de transações validam e gerenciam a lógica de negócios das transações, decidindo se devem ser incluídas no estado. Eles aplicam as alterações da transação e as adicionam ao próximo bloco. Os nós validadores garantem a validade das assinaturas das transações. Lógica adicional pode ser adicionada aos processadores de transações para atender a requisitos específicos. Os manipuladores de transações, adicionados para processar as transações, incluem funções de aplicação e funções auxiliares. A classe do processador, fornecida pelo Kit de Desenvolvimento de Software (SDK), oferece funcionalidade de propósito geral, enquanto a classe do manipulador contém a lógica de negócios específica da aplicação. A classe do processador de transações se conecta com o validador e com a classe do manipulador.

Motor de consenso

A API de consenso foi redesenhada e movida para um processo separado chamado "mecanismo de consenso". Ela fornece uma interface para algoritmos de consensodent de linguagem, expandindo as opções de consenso para o Sawtooth. O mecanismo de consenso opera como um processo separado, em paralelo com a API REST e os processadores de transação. Ele inclui três processadores: BlockPublisher para criar blocos candidatos, BlockVerifier para verificar a conformidade com as regras de consenso e ForkResolver para selecionar o próximo bloco a ser o bloco inicial da cadeia.

Validador

No Hyperledger Sawtooth, os nós autorizados validam blocos e lotes de forma semelhante. A validação de blocos inclui a verificação das permissões de transação na blockchain e a aplicação das regras de validação de blocos na blockchain. Os lotes são enviados ao agendador de transações. A camada de rede facilita a comunicação entre validadores, API REST, processadores de transações e clientes. Ela lida com a descoberta de pares, o processamento de transações, o gerenciamento de blocos e oferece suporte a mecanismos de consenso. O Sawtooth suporta o agendamento serial e paralelo de transações e lida de forma eficiente com transações que modificam os mesmos endereços de estado. O processo de validação consiste no controlador da cadeia, responsável por manter o último bloco da cadeia atual e determinar as atualizações do cabeçalho da cadeia, e no gerenciador e publicador de blocos, responsáveis ​​por criar novos blocos candidatos e adicionar transações válidas a eles.

Características do Hyperledger Sawtooth

Aqui estão algumas das características únicas do Hyperledger Sawtooth:

• Separação entre a camada de aplicação e o sistema central
• Redes privadas com recursos de permissão em dente de serra
• Execução paralela de transações através do agendador paralelo avançado
• Apoiar a criação e a transmissão de eventos
• Compatibilidade detracinteligentes da EVM Ethereum com Seth
• Consenso dinâmico
• Exemplos de famílias de transações

Conclusão 

Com a crescente adoção da tecnologia blockchain, plataformas como Hyperledger Fabric e Hyperledger Sawtooth desempenham um papel crucial, permitindo que organizações criem soluções seguras e escaláveis ​​baseadas em blockchain. A abordagem colaborativa e a ampla base de membros da Hyperledger contribuem para o desenvolvimento e a padronização de ferramentas e redes blockchain. Com suas arquiteturas modulares, mecanismos de consenso robustos e suporte atracinteligentes, o Hyperledger Fabric e o Hyperledger Sawtooth fornecem uma base sólida para organizações que buscam aproveitar os benefícios da tecnologia blockchain. À medida que o cenário blockchain evolui, a Hyperledger permanece na vanguarda, impulsionando a inovação e transformando setores em todo o mundo.