8 найкращих фреймворків для розробки блокчейнів

Коли йдеться про вибір ідеальних фреймворків для розробки блокчейнів для вашого проєкту, відповідь аж ніяк не проста. Екосистема блокчейнів постійно зростає, а кількість інструментів і рішень постійно збільшується, що робить процес вибору все більш складним. Правильний фреймворк значною мірою залежить від вимог і цілей вашого проєкту.

Першим фактором, який слід врахувати, є характер вашого проєкту. Якщо ви хочете створити блокчейн-додаток у публічній мережі, то можете розглянути Ethereum, Tezos, EOS та Tron. Кожен з них має різні переваги для задоволення різних потреб у розробці.

Ethereum — одне з найвідоміших і найнадійніших рішень на ринку. Ця відкрита платформа без дозволів дозволяє розробляти децентралізовані додатки і створювати децентралізовані автономні організації. Ethereum першим запровадив механізм смарт-контрактів, який став настільки важливим у розвитку блокчейну та допоміг популяризувати сучасні платформи смарт-контрактів. Віртуальна машина Ethereum — це середовище виконання, необхідне для смарт-контрактів, і кожен вузол має власну копію EVM, яка виконує контракти.

Оригінальна мережа Ethereum використовує алгоритм консенсусу «доказ роботи», як і Bitcoin. Вона використовує токени Ether як засіб оплати транзакцій та децентралізованих сервісів додатків. Незважаючи на те, що Ethereum є другою за ринковою капіталізацією криптовалютою, вона зазнала серйозних проблем із масштабованістю, повільною швидкістю транзакцій та високими комісіями.

Платформа зараз перебуває в процесі революційних змін, переходячи на Ethereum 2.0. Найбільш значущою зміною є перехід від консенсусу «доказ роботи» до консенсусу «доказ частки». Цей перехід відбувається поступово, щоб якомога менше порушити роботу мільйонів смарт-контрактів і додатків, які вже працюють у мережі.

За новою системою доказу частки (proof-of-stake) валідатори вкладають певну суму ETH, щоб брати участь у валідації блоків. Коли новий блок має бути валідований, система випадково вибирає валідатора, який отримує токени як винагороду за успішне створення блоку. Ця нова система забезпечує більшу безпеку, оскільки валідатори ризикують втратити вкладені гроші, якщо спробують скомпрометувати мережу. Крім того, доказ частки не вимагає великої обчислювальної інфраструктури, і для участі в мережі доказу частки достатньо стандартного ноутбука.

Tezos — це децентралізована та самокерована платформа блокчейну, яка має унікальну особливість, що відрізняє її від конкурентів. Мережа може виконувати зміни без необхідності хард-форку, що дозволяє блокчейну безперебійно розвиватися за допомогою методів голосування в ланцюжку. Цей метод дозволяє здійснювати організовані вдосконалення без розколу спільноти користувачів.

Платформа функціонує за допомогою власних токенів, відомих як tez, які не генеруються за допомогою традиційних процесів доказу роботи. Tezos використовує підхід консенсусу на основі ліквідного доказу частки, що відрізняє його від традиційних систем делегованого доказу частки. Власники токенів мають можливість делегувати свої права голосу, не відмовляючись від права власності, і можуть легко скасувати делегування, якщо підозрюють шахрайство або втрачають довіру до обраного делегата. Ця система поєднує аспекти прямого та представницького управління, пропонуючи покращене представництво для міноритарних акціонерів.

Розробка смарт-контрактів на Tezos вимагає розуміння функціональних мов програмування, зокрема Michelson. Функціональні мови програмування часто використовуються в галузях, що вимагають високої точності та надійності, таких як аерокосмічна та ядерна промисловість. У розробці блокчейнів цей метод підвищує безпеку та оптимізує моніторинг змін, забезпечуючи послідовне виконання завдань.

EOS функціонує як фреймворк блокчейну з відкритим кодом, призначений для реалізації децентралізованих додатків за допомогою смарт-контрактів, одночасно надаючи децентралізовані варіанти зберігання даних. Будучи більш новою версією блокчейну, EOS зосереджується на відсутності комісій за транзакції та покращеній масштабованості.

Платформа скасовує традиційні транзакційні комісії, розподіляючи ресурси на основі володіння токенами. Користувачі, які володіють певною кількістю токенів, можуть здійснювати рівну кількість транзакцій. Ця модель забезпечує чіткий і послідовний розподіл ресурсів, що є особливо вигідним для тестування додатків та економічно ефективного розгортання.

EOS вирішує проблеми масштабованості за допомогою делегованої системи консенсусу «доказ частки», пропонуючи одне з найвідоміших рішень для масштабованості блокчейну та дозволяючи здійснювати тисячі транзакцій щосекунди. Власники токенів можуть генерувати блоки відповідно до голосів, які вони збирають від інших користувачів. Цей демократичний метод дозволяє кожному власнику токенів брати участь у процесі затвердження валідації.

Платформа підвищує швидкість роботи завдяки використанню технології паралельної обробки, яка розподіляє завдання між декількома процесорами. Підтримка платформою мови програмування C++ забезпечує суттєві переваги. Таке узгодження дозволяє розробникам створювати складні алгоритми з просунутою логікою додатків, одночасно спрощуючи коригування коду. Функції мови дозволяють швидше та ефективніше виконувати модифікації.

Tron дозволяє розгортати децентралізовані додатки за допомогою смарт-контрактів і складається з трирівневої архітектури, що включає рівні зберігання, ядра та додатків. Платформа використовує метод делегованого консенсусу на основі доказу частки, що гарантує ефективне голосування в режимі реального часу та швидку обробку транзакцій. Ця система консенсусу демонструє високу стійкість до шкідливих атак та шахрайських практик. Підхід Tron до делегованого доказу частки відрізняється від EOS, що забезпечує йому значні конкурентні переваги.

Головною перевагою Tron є його повна сумісність з Ethereum завдяки використанню загальної технології смарт-контрактів. Платформа пропонує привабливу опцію зі зниженими витратами на транзакції та обслуговування порівняно з Ethereum. Протягом тривалого часу вона розглядалася як альтернатива Ethereum з підтвердженням частки, хоча цей статус може змінитися з появою Ethereum 2.0.

Організації, які прагнуть впровадити приватні блокчейн-рішення, можуть використовувати такі фреймворки, як Hyperledger Fabric, R3 Corda, Substrate та Tendermint, які широко вважаються провідними блокчейн-платформами для підприємств і пропонують чудові можливості.

Hyperledger Fabric — одна з шести платформ блокчейну в екосистемі Hyperledger, яка відома як найбільш гнучка. Ця платформа сприяє створенню рішень на основі блокчейну завдяки модульній архітектурі, що дозволяє розробникам додавати окремі функції та налаштовувати платформу відповідно до конкретних потреб. Користувачі можуть створювати власні реєстри, об'єднуючи різні елементи коду для розробки нових версій блокчейну.

Будучи мережею з дозволом, Fabric обмежує доступ виключно авторизованими користувачами. Учасники повинні надати певну суму капіталу для підтвердження своєї особи перед отриманням доступу до системи. Ця необхідність авторизації робить Fabric надзвичайно придатною для розробки корпоративних блокчейнів. У банківській та фінансовій технологіях функції авторизації користувачів та перевірка особи мають вирішальне значення для ефективної роботи. Додаткові елементи безпеки складаються з запитів з ключем та моделей апаратної безпеки.

Відмінною рисою цієї платформи є її модульна мережева структура, що функціонує незалежно від традиційних систем proof-of-work або proof-of-stake. Такий підхід до консенсусу має значні переваги з точки зору масштабованості мережі та ефективності роботи. Відсутність майнерів або валідаторів усуває затримки в підтвердженні транзакцій, а модульність дозволяє адаптувати платформу до конкретних потреб клієнтів.

Corda дозволяє створювати рішення на основі блокчейну і була спеціально розроблена як технологія розподіленого реєстру з особливим акцентом на децентралізованих фінансах. Окрім того, що Corda служить платформою, вона також функціонує як консорціум із понад трьохсот організацій, які співпрацюють для досягнення спільних цілей. Хоча дискусії щодо того, чи є Corda справжнім блокчейном, тривають, компанія, безсумнівно, використовує технологію блокчейну як своє основне рішення.

Середовище, створене R3, пропонує безпечну та зрозумілу платформу для розробки децентралізованих додатків. Спочатку призначена для фінансових технологій, Corda знайшла застосування в багатьох секторах, таких як торговельне фінансування, управління ланцюгами поставок та охорона здоров'я.

Подібно до Hyperledger Fabric, Corda функціонує як мережа з обмеженим доступом, доступ до якої обмежений автентифікованими учасниками. Ця особливість робить її ідеальною для розробки корпоративних блокчейнів, де є потреба у відстеженні та ідентифікації. Важливо, що Corda не підтримує жодних криптовалют і не управляє внутрішніми токенами, що означає, що доступ може бути наданий тільки через авторизацію.

Унікальною особливістю мережі Corda є її структура смарт-контрактів. Смарт-контракти Corda містять як виконуваний код, так і юридичну термінологію, інтегровану в них. Ця конструкція має на меті забезпечити можливість укладення контрактів з конкретними юридичними примітками, встановлюючи автентичність на основі самого коду. Ця конструкція смарт-контрактів, відома як контракти Рікардіана, підкреслює відмінну рису Corda, яка відрізняє її від Fabric.

При оцінці корпоративних блокчейн-рішень Corda та Hyperledger Fabric обидві платформи дозволяють розробникам впроваджувати окремі блокчейн-системи з контрольованим доступом. Ця особливість надає значні переваги для впровадження блокчейну в бізнесі, хоча і викликає дискусії щодо стандартних концепцій відкритості та доступності блокчейну. Критики стверджують, що системи без традиційних механізмів підтвердження роботи можуть бути більш вразливими, а відсутність майнерів зменшує як незалежність, так і анонімність.

Фреймворк для розробки блокчейнів Substrate пропонує інфраструктуру блокчейну, яка полегшує створення різних децентралізованих додатків з використанням технології блокчейну. На відміну від згаданих раніше мереж, Substrate надає розробникам ширший спектр опцій і ресурсів. Фреймворк дозволяє розробникам зосередитися на розробці логіки додатків, а не на створенні унікальної архітектури для кожної функції програми, завдяки вже існуючим інструментам, включеним в екосистему.

Фундаментальна архітектура Substrate має модульну структуру, схожу на структуру Hyperledger Fabric. Ця модульна конструкція сприяє надзвичайно гнучкому та індивідуальному налаштуванню. На відміну від Fabric, Substrate пропонує ширший спектр інструментів і полегшує створення значно більш складних додатків. Використовуючи Rust, програмісти можуть створювати код будь-якою мовою, яку можна скомпілювати в WebAssembly.

Головною метою Substrate є створення зрозумілої та зручної для користувача структури для створення блокчейну. Як результат, вона не вимагає конкретного механізму консенсусу і може адаптуватися до різних методів. Substrate дозволяє розробникам переходити між різними механізмами консенсусу або починати проекти з одним консенсусом і переходити до іншого без необхідності хард-форку, якщо основний рівень залишається незмінним. Фреймворк надає кілька додаткових функцій, таких як можливості легкого клієнта, що покращують та оптимізують процеси розробки.

Пояснення механізму консенсусу Tendermint: Tendermint служить системою для надійного та безпечного дублювання додатків. Його модульна конструкція дозволяє створювати різноманітні типи рішень з відмінними функціями, використовуючи різний метод консенсусу, що захищає від атак подвійної витрати.

Основна структура блокчейну складається з трьох рівнів: мережа, консенсус і додаток. Tendermint дозволяє модифікувати будь-який рівень відповідно до індивідуальних потреб і специфікацій користувача. Що стосується налаштування додатків, така адаптивність є дуже вигідною при виборі між приватними або бездозвільними типами мереж. Розробники можуть визначити тип мережі на початку проекту. У рівні додатків можна включити або налаштувати багато додаткових реалізацій, таких як методи затвердження валідаторів та типи виборів. Tendermint використовує протокол ABCI для забезпечення сумісності з усіма мовами програмування, що спрощує та прискорює процес розробки.

Фреймворк використовує вдосконалений механізм консенсусу Proof-of-Stake, що підтримується протоколом Byzantine Fault-Tolerant. Він використовує стандартну систему Proof-of-Stake, в якій валідатори блокують певну суму капіталу як ставку, що дозволяє їм брати участь у голосуванні за блоки. Tendermint функціонує як частково синхронна система, що означає, що її прогрес залежить від припущень щодо часу, але швидкість цього прогресу визначається фактичною швидкістю мережі, а не конфігурацією системи. Цей метод синхронізації допомагає уникнути розгалужень, якщо система ставить безпеку вище за функціональність.

Важливим аспектом Tendermint є остаточність транзакцій у системі. Остаточність означає стан, коли транзакція, після її виконання, не може бути скасована або анульована. Ця можливість спрямована на вирішення проблем, що спостерігаються в Ethereum і Bitcoin, пов'язаних з остаточним підтвердженням транзакцій і можливим скасуванням під час хард-форків. З Tendermint транзакції остаточно підтверджуються і перевіряються за одну секунду і залишаються захищеними від атак, оскільки алгоритми консенсусу запобігають хард-форкам.

Вибір правильної структури

Сектор блокчейну є надзвичайно конкурентним і постійно розширюється та вдосконалюється. Отже, визначення єдиного оптимального рішення, яке підходить для всіх вимог проекту, було б оманливим. Різноманітність блокчейн-фреймворків виникла через значні відмінності в потребах і вимогах клієнтів. Більш доцільною стратегією є узгодження конкретних платформ з чіткими цілями.

Спочатку клієнти зосереджуються на розумінні мети та масштабованості проекту, визначенні цільової аудиторії та визначенні галузі, в якій буде застосовуватися технологія блокчейн. Ethereum, Tezos або EOS можуть бути ідеальними блокчейн-фреймворками для децентралізованих фінансів та розгортання децентралізованих фінансових додатків. Однак, коли організації оцінюють найкращі блокчейн-фреймворки для корпоративних додатків, особливо для фінансових технологічних рішень та бізнес-екосистем, на увагу заслуговують такі платформи з дозволом на доступ, як Corda або Hyperledger Fabric. Останні альтернативи також можуть бути придатними для впровадження блокчейну в охороні здоров'я, ланцюгах постачання, торговому фінансуванні та різних інших секторах.

Клієнтам, яким потрібні більш складні рішення з розширеними функціями або спеціалізованими інструментами, варто звернути увагу на Tezos, Substrate або Tendermint, які надають ширші можливості для розробки. Tezos сприяє запуску безпечних, дійсно масштабованих блокчейн-мереж із особливими закодованими компонентами та інструментами. Проте, на відміну від двох інших альтернатив, проекти залишаються на платформі Tezos.

Substrate і Tendermint — відносно нові, але сильні конкуренти в галузі блокчейну. Ці фреймворки дозволяють створювати індивідуальні блокчейни, використовуючи певні елементи, пропоновані Substrate або Tendermint для полегшення розробки. Ці фреймворки працюють як модульні компоненти, що дозволяють програмістам створювати нові блокчейни з певними характеристиками.

Вибір правильної платформи для розробки блокчейну та її правильне виконання може становити труднощі навіть для досвідчених розробників. Глибокий аналіз проекту дозволяє запропонувати відповідні платформи для розробки блокчейну, які відповідають усім критеріям.

Що становить основу блокчейну?

Фреймворк блокчейну включає готові до використання інструменти, бібліотеки, модулі та інші засоби розробки блокчейну, які спрощують створення додатків на основі технології блокчейну. Він дозволяє розробникам створювати, запускати та контролювати децентралізовані додатки та смарт-контракти без необхідності будувати базову інфраструктуру з нуля, що економить час і ресурси.

Які є відомі фреймворки блокчейну?

Відомі фреймворки блокчейну складаються з:

• •Ethereum
• •Hyperledger Fabric
• •Corda
• •Кворум
• •Stellar
• •EOSIO
• •Tron
• •Cosmos SDK

Ці фреймворки призначені для різних випадків використання, галузей та вимог до масштабованості, що дозволяє розробникам вибрати рішення, яке найкраще відповідає вимогам їхнього проекту.

Чи можна застосовувати блокчейн-системи в бізнес-додатках?

Блокчейн-фреймворки, безсумнівно, можуть підтримувати корпоративні додатки. Численні фреймворки, такі як Hyperledger Fabric і Corda, розроблені з урахуванням широких потреб підприємств. Ці фреймворки надають такі функції, як мережі з дозволом доступу, конфіденційність даних і масштабованість, що є надзвичайно важливим для застосування технології блокчейн у комерційній сфері.

Чи потрібні програмістам особливі знання або навички для використання блокчейн-фреймворку?

Щоб ефективно використовувати фреймворк блокчейну, розробники повинні добре розуміти основи технології блокчейну, які охоплюють:

• •Децентралізовані мережі
• •Методи досягнення консенсусу
• •Криптографічні методи

Крім того, необхідні знання мов програмування та інструментів, необхідних для конкретних фреймворків, таких як Solidity для Ethereum або Java для Corda.

Для публічних блокчейн-мереж важливими характеристиками є тип мережі, метод консенсусу, модель ціноутворення та сумісні технології. Багато команд також шукають порівняння Ethereum та Hyperledger Fabric, щоб краще зрозуміти різницю між дозволеними та недозволеними блокчейн-мережами, а також між публічними та приватними екосистемами.

Для корпоративних та настроюваних платформ вимоги значно відрізняються.

Щоб правильно вибрати платформу для розробки блокчейну, необхідно ретельно порівняти різні фреймворки блокчейну, що є надзвичайно важливим для успіху проекту. Ретельна оцінка таких елементів, як зручність використання, масштабованість, безпека та підтримка спільноти, дозволяє прийняти обґрунтоване рішення. Розробники можуть вибрати фреймворки блокчейну, які відповідають конкретним потребам їхніх проектів, гарантуючи найкращі результати їхніх зусиль у сфері блокчейну.