Plokiahela arendus: nutilepingute ja detsentraliseeritud rakenduste loomine

Plokiahela tehnoloogia muudab revolutsiooniliselt erinevaid tööstusharusid, alates rahandusest ja tarneahela juhtimisest kuni tervishoiu ja hääletussüsteemideni. Selle revolutsiooni keskmes on võime luua nutilepinguid ja detsentraliseeritud rakendusi (DAppe), mis töötavad turvalisel, läbipaistval ja muutumatul pearaamatul. See juhend pakub põhjalikku ülevaadet plokiahela arendusest, hõlmates põhimõisteid, populaarseid platvorme, arendustööriistu ja parimaid tavasid robustsete ja skaleeritavate plokiahela lahenduste loomiseks.

Mis on plokiahela tehnoloogia?

Plokiahel on sisuliselt jaotatud, detsentraliseeritud, avalik ja muutumatu pearaamat, mis salvestab tehinguid paljudes arvutites. See on plokkide ahel, kus iga plokk sisaldab tehingute paketti ja eelmise ploki krüptograafilist räsi, sidudes need omavahel. See struktuur muudab plokiahelaga manipuleerimise äärmiselt keeruliseks, kuna ühe ploki muutmine nõuaks kõigi järgnevate plokkide muutmist.

Plokiahela tehnoloogia peamised omadused on järgmised:

• Detsentraliseeritus: Ükski üksus ei kontrolli võrku, mis muudab selle vastupidavaks tsensuurile ja üksikutele tõrkepunktidele.
• Muutumatus: Kui tehing on plokiahelasse salvestatud, ei saa seda muuta ega kustutada.
• Läbipaistvus: Kõik tehingud on plokiahelas avalikult nähtavad (kuigi identiteedid võivad olla pseudonüümsed).
• Turvalisus: Krüptograafiline räsistamine ja konsensusmehhanismid tagavad andmete terviklikkuse.

Nutilepingud: DAppide ehituskivid

Nutilepingud on isetäituvad lepingud, mis on kirjutatud koodina ja salvestatud plokiahelasse. Nad jõustavad automaatselt ostjate ja müüjate vahelise kokkuleppe tingimusi ilma vahendajate vajaduseta. Mõelge neist kui digitaalsetest müügiautomaatidest: kui tingimused on täidetud (nt makse on laekunud), täidab leping automaatselt kokkulepitud toimingu (nt väljastab toote).

Kuidas nutilepingud töötavad

Nutilepingud on kirjutatud programmeerimiskeeltes, mis on spetsiaalselt loodud plokiahela platvormidele, näiteks Solidity (Ethereumile) ja Rust (Solanale). Need kompileeritakse baitkoodiks ja paigutatakse plokiahelasse. Kui tehing käivitab lepingu, täidavad kõik võrgu sõlmed koodi ja kontrollivad tulemusi. Kui konsensus saavutatakse, lisatakse tehing plokiahelasse ja lepingu olekut uuendatakse.

Nutilepingute kasutusjuhtude näited

• Detsentraliseeritud rahandus (DeFi): Laenu- ja hoiuseplatvormid, detsentraliseeritud börsid (DEXid) ja stabiilsusrahad toetuvad suuresti nutilepingutele finantstehingute automatiseerimiseks ja usaldusväärsete teenuste pakkumiseks. Näiteks Aave on populaarne DeFi protokoll, mis kasutab nutilepinguid krüptovaluutade laenamise ja laenutamise hõlbustamiseks.
• Tarneahela juhtimine: Nutilepingud saavad jälgida kaupu kogu tarneahela vältel, tagades läbipaistvuse ja vältides pettusi. Kujutage ette ettevõtet, mis jälgib kohviubade päritolu ja käitlemist alates farmist Colombias kuni kohvikuni Tokyos. Nutilepingud saavad igas etapis kontrollida ubade autentsust ja eetilist päritolu.
• Digitaalne identiteet: Nutilepinguid saab kasutada digitaalsete identiteetide loomiseks ja haldamiseks, andes inimestele rohkem kontrolli oma isikuandmete üle. Eesti, digitaalse valitsemise eestvedaja, uurib plokiahelapõhiseid identiteedilahendusi valitsusteenuste sujuvamaks muutmiseks.
• Hääletussüsteemid: Plokiahelapõhised hääletussüsteemid võivad parandada valimiste turvalisust ja läbipaistvust. Voatz, kuigi vastuoluline, püüdis kasutada plokiahelat mobiilseks hääletamiseks Lääne-Virginias.
• Kinnisvara: Nutilepingud saavad automatiseerida kinnisvara ostu- ja müügiprotsessi, vähendades paberimajandust ja kaotades vajaduse tingdeponeerimisteenuste järele. Mitmed pilootprogrammid on käimas sellistes riikides nagu Ameerika Ühendriigid ja Šveits, et tokeniseerida kinnisvara ja hõlbustada osaomandit.

Detsentraliseeritud rakendused (DAppid): tarkvara tulevik

Detsentraliseeritud rakendused (DAppid) on rakendused, mis töötavad detsentraliseeritud võrgus, näiteks plokiahelas. Erinevalt traditsioonilistest rakendustest ei kontrolli DAppe ükski üksus, mis muudab need vastupidavamaks tsensuurile ja üksikutele tõrkepunktidele. Neil on tavaliselt nutilepingutel põhinev taustaprogramm ja esisüsteem, mis suhtleb plokiahelaga.

DAppide peamised omadused

• Avatud lähtekood: DAppide kood on tavaliselt avatud lähtekoodiga, mis võimaldab kõigil arendusprotsessi kontrollida ja sellesse panustada.
• Detsentraliseeritud: Rakendus töötab detsentraliseeritud võrgus, muutes selle vastupidavamaks tsensuurile ja üksikutele tõrkepunktidele.
• Tokeniseeritud: Paljud DAppid kasutavad tokeneid kasutajate motiveerimiseks ja arendajate premeerimiseks.
• Autonoomne: Rakendus töötab autonoomselt nutilepingutes määratletud reeglite alusel.

DAppide kategooriate näited

• Detsentraliseeritud rahandus (DeFi): Nagu varem mainitud, on DeFi platvormid sageli ehitatud DAppidena, pakkudes finantsteenuseid ilma vahendajateta.
• Mitteasendatavad tokenid (NFT-d): DAppe kasutatakse NFT-de loomiseks, ostmiseks ja müümiseks, mis on unikaalsed digitaalsed varad, mis esindavad omandiõigust sellistele esemetele nagu kunstiteosed, muusika või virtuaalne maa. OpenSea on populaarne NFT turg, mis on ehitatud DAppina.
• Mängud: Plokiahelapõhised mängud võimaldavad mängijatel omada oma mängusiseseid varasid ja osaleda mängu majanduses. Axie Infinity on populaarne „mängi-et-teenida” mäng, mis kasutab NFT-sid ja krüptovaluutasid.
• Sotsiaalmeedia: Detsentraliseeritud sotsiaalmeedia platvormid pakuvad kasutajatele rohkem kontrolli oma andmete ja sisu üle. Steemit on näide plokiahelapõhisest blogimisplatvormist.
• Tarneahela juhtimine: DAppid saavad jälgida kaupu kogu tarneahela vältel, tagades läbipaistvuse ja vältides pettusi.

Populaarsed plokiahela platvormid arenduseks

Nutilepingute ja DAppide arendamiseks on saadaval mitu plokiahela platvormi, millest igaühel on oma tugevused ja nõrkused. Siin on mõned kõige populaarsemad:

Ethereum

Ethereum on kõige laialdasemalt kasutatav plokiahela platvorm DAppide arendamiseks. See toetab Solidity programmeerimiskeelt ning sellel on suur ja aktiivne arendajate kogukond. Ethereum on praegu üle minemas panuse tõestuse (PoS) konsensusmehhanismile, et parandada oma energiatõhusust ja skaleeritavust.

Plussid:

• Suur ja aktiivne arendajate kogukond
• Ulatuslikud tööriistad ja teegid
• Laialdaselt kasutusele võetud ja tunnustatud

Miinused:

• Kõrged tehingutasud (gaasitasud), kuigi 2. kihi lahendused tegelevad sellega
• Skaleeritavuse piirangud (millega tegeleb Ethereum 2.0)

Solana

Solana on suure jõudlusega plokiahela platvorm, mis pakub kiireid tehingukiirusi ja madalaid tasusid. See kasutab ainulaadset ajaloo tõestuse (PoH) konsensusmehhanismi koos panuse tõestusega (PoS), et saavutada suurt läbilaskevõimet. Solana kasutab oma peamise programmeerimiskeelena Rusti.

Plussid:

• Kiired tehingukiirused
• Madalad tehingutasud
• Skaleeritav arhitektuur

Miinused:

• Väiksem arendajate kogukond võrreldes Ethereumiga
• Suhteliselt uus platvorm

Cardano

Cardano on kolmanda põlvkonna plokiahela platvorm, mis keskendub turvalisusele ja jätkusuutlikkusele. See kasutab panuse tõestuse (PoS) konsensusmehhanismi nimega Ouroboros ja toetab Plutuse nutilepingute keelt.

Plussid:

• Keskendumine turvalisusele ja jätkusuutlikkusele
• Teaduspõhine arendus
• PoS konsensusmehhanism

Miinused:

• Aeglasem arendusprotsess võrreldes mõne teise platvormiga
• Väiksem arendajate kogukond

Binance Smart Chain (BSC)

Binance Smart Chain (BSC) on plokiahela platvorm, mis ühildub Ethereumi virtuaalmasinaga (EVM). See pakub kiiremaid tehingukiirusi ja madalamaid tasusid võrreldes Ethereumiga. BSC-d kasutatakse sageli DeFi ja NFT rakenduste jaoks.

Plussid:

• Kiired tehingukiirused
• Madalad tehingutasud
• EVM-ühilduvus

Miinused:

• Tsentraliseeritum võrreldes teiste plokiahela platvormidega
• Suhteliselt uus platvorm

Teised märkimisväärsed platvormid

• Polkadot: Mitmeahelaline platvorm, mis võimaldab erinevatel plokiahelatel koostööd teha.
• Avalanche: Suure jõudlusega plokiahela platvorm ainulaadse konsensusmehhanismiga.
• EOSIO: Plokiahela platvorm, mis on loodud suure jõudlusega DAppide jaoks.
• Hyperledger Fabric: Lubadega plokiahela platvorm ettevõtete kasutusjuhtude jaoks.

Plokiahela arendustööriistad ja -tehnoloogiad

Arendajate abistamiseks nutilepingute ja DAppide ehitamisel on saadaval mitmesuguseid tööriistu ja tehnoloogiaid. Siin on mõned kõige olulisemad:

Programmeerimiskeeled

• Solidity: Kõige populaarsem programmeerimiskeel nutilepingute kirjutamiseks Ethereumis.
• Rust: Süsteemide programmeerimiskeel, mida kasutatakse nutilepingute arendamiseks Solanas ja teistes plokiahela platvormides.
• Plutus: Funktsionaalne programmeerimiskeel, mida kasutatakse nutilepingute arendamiseks Cardanos.
• Go: Programmeerimiskeel, mida kasutatakse sageli plokiahela infrastruktuuri ehitamiseks.
• JavaScript: Programmeerimiskeel, mida kasutatakse tavaliselt DAppide esisüsteemi ehitamiseks.

Arenduskeskkonnad

• Remix IDE: Veebipõhine IDE Solidity nutilepingute arendamiseks.
• Truffle Suite: Arendusraamistik nutilepingute ehitamiseks, testimiseks ja paigaldamiseks.
• Hardhat: Teine populaarne arenduskeskkond Ethereumi arenduseks.
• Brownie: Pythonil põhinev arendus- ja testimisraamistik nutilepingutele, mis on suunatud Ethereumi virtuaalmasinale.

Teegid ja raamistikud

• Web3.js: JavaScripti teek Ethereumi plokiahelaga suhtlemiseks.
• Ethers.js: Teine JavaScripti teek Ethereumi plokiahelaga suhtlemiseks.
• OpenZeppelin: Turvaliste ja korduvkasutatavate nutilepingute teek.
• Chainlink: Detsentraliseeritud oraaklivõrk, mis pakub nutilepingutele reaalmaailma andmeid.

Testimisvahendid

• Ganache: Isiklik Ethereumi plokiahel nutilepingute testimiseks.
• Truffle Develop: Truffle Suite'i pakutav arendusplokiahel.
• Jest: JavaScripti testimisraamistik.
• Mocha: JavaScripti testimisraamistik.

Plokiahela arendusprotsess

Nutilepingute ja DAppide arendamine hõlmab mitut olulist sammu:

1. Määratle kasutusjuht: Tehke kindlaks probleem, mida soovite plokiahela tehnoloogiaga lahendada.
2. Kavanda arhitektuur: Määrake oma DAppi komponendid ja kuidas need plokiahelaga suhtlevad.
3. Kirjuta nutilepingud: Rakendage oma DAppi loogika nutilepingute abil.
4. Testi nutilepinguid: Testige oma nutilepinguid põhjalikult, et tagada nende ootuspärane toimimine ja turvalisus.
5. Paigalda nutilepingud: Paigaldage oma nutilepingud plokiahelasse.
6. Ehita esisüsteem: Looge kasutajaliides oma DAppiga suhtlemiseks.
7. Paigalda DApp: Paigaldage oma DApp veebiserverisse või detsentraliseeritud salvestusplatvormile.

Plokiahela arenduse parimad tavad

Turvaliste ja usaldusväärsete nutilepingute ning DAppide arendamine nõuab hoolikat tähelepanu detailidele ja parimate tavade järgimist:

• Turvaauditid: Viige läbi oma nutilepingute põhjalikud turvaauditid enne nende paigaldamist põhivõrku.
• Formaalne verifitseerimine: Kasutage formaalseid verifitseerimistehnikaid oma nutilepingute korrektsuse matemaatiliseks tõestamiseks.
• Gaasi optimeerimine: Optimeerige oma nutilepinguid, et minimeerida gaasikulu ja vähendada tehingutasusid.
• Vigade käsitlemine: Rakendage robustseid vigade käsitlemise mehhanisme, et vältida ootamatut käitumist.
• Uuendatavus: Kujundage oma nutilepingud uuendatavaks, et tegeleda võimalike vigadega või lisada uusi funktsioone. Kaaluge proksimustrite kasutamist.
• Andmete valideerimine: Valideerige kõik kasutaja sisendid, et vältida pahatahtlikke rünnakuid.
• Olge kursis: Hoidke end kursis viimaste turvaaukude ja parimate tavadega plokiahela arendajate kogukonnas.

Plokiahela arenduse tulevik

Plokiahela tehnoloogia areneb kiiresti ja plokiahela arenduse tulevik paistab helge. Mõned olulised suundumused, mida jälgida, on järgmised:

• 2. kihi skaleerimislahendused: Lahendused nagu Optimism, Arbitrum ja zk-rollup'id parandavad Ethereumi ja teiste plokiahela platvormide skaleeritavust.
• Koostalitlusvõime: Projektid nagu Polkadot ja Cosmos võimaldavad erinevatel plokiahelatel koostööd teha, luues ühendatuma ja mitmekülgsema ökosüsteemi.
• Detsentraliseeritud autonoomsed organisatsioonid (DAO-d): DAO-d muudavad revolutsiooniliselt valitsemist ja otsuste tegemist, võimaldades kogukondadel hallata organisatsioone detsentraliseeritud ja läbipaistval viisil.
• Web3: Järgmise põlvkonna internet, mis on ehitatud plokiahela tehnoloogiale, lubab olla detsentraliseeritum, turvalisem ja kasutajakesksem.
• Ettevõtete plokiahela kasutuselevõtt: Üha rohkem ettevõtteid uurib ja võtab kasutusele plokiahela tehnoloogiat erinevateks kasutusjuhtudeks, nagu tarneahela juhtimine, identiteedihaldus ja finantsteenused. Näidetena võib tuua partnerlused suurkorporatsioonide nagu IBM, Walmart ja Maersk vahel, et kasutada plokiahelat tarneahela jälgimiseks.

Kuidas alustada plokiahela arendusega

Kui olete huvitatud plokiahela arendusega alustamisest, on siin mõned ressursid, mis aitavad teil õppida:

• Veebikursused: Platvormid nagu Coursera, Udemy ja edX pakuvad kursusi plokiahela arenduse, nutilepingute ja DAppide kohta.
• Intensiivkursused (Bootcamps): Plokiahela intensiivkursused pakuvad intensiivset koolitust plokiahela arenduses.
• Arendajate kogukonnad: Liituge veebifoorumite, Discordi serverite ja Telegrami gruppidega, et suhelda teiste plokiahela arendajatega ja õppida nende kogemustest. Ka Stack Overflow on kasulik ressurss.
• Dokumentatsioon: Tutvuge kasutatava plokiahela platvormi ja arendustööriistade ametliku dokumentatsiooniga.
• Praktilised projektid: Ehitage oma nutilepinguid ja DAppe, et saada praktilisi kogemusi. Alustage lihtsate projektidega nagu tokenileping või detsentraliseeritud ülesannete nimekiri.

Kokkuvõte

Plokiahela arendus pakub põnevaid võimalusi uuenduslike ja mõjukate rakenduste ehitamiseks. Mõistes plokiahela tehnoloogia põhialuseid, omandades nutilepingute arendamise oskused ja kasutades õigeid tööriistu ja tehnoloogiaid, saavad arendajad panustada detsentraliseeritud veebi kasvu ja kujundada erinevate tööstusharude tulevikku. Kuna tehnoloogia areneb edasi, on kursis püsimine ja uute suundumustega kohanemine selles kiiresti muutuvas valdkonnas edu saavutamiseks ülioluline. Ärge unustage plokiahela lahendusi ehitades seada esikohale turvalisust, skaleeritavust ja kasutajakogemust. Interneti tulevik on detsentraliseeritud ja sina võid olla osa sellest!