Componentes principais da Lisk

Núcleo Lisk

O Lisk Core gere todas as operações da blockchain, incluindo o processamento de transações, a criação de blocos e a sincronização da rede. Garante a integridade e segurança da blockchain. Os módulos principais incluem o módulo de rede para conexões peer-to-peer, o módulo de consenso para acordo sobre o estado da blockchain e o módulo de API para interação com a blockchain.

O Core corre em nós operados pelos participantes da rede que validam transações e garantem a segurança da rede. O software é atualizado regularmente para incluir novas funcionalidades e melhorias. É escrito em JavaScript e TypeScript, alinhando-se com o objetivo da Lisk de tornar o desenvolvimento de blockchain acessível a um público mais amplo. A mudança para TypeScript melhora a manutenção do código e reduz a probabilidade de erros. O core inclui vários subsistemas-chave:

• Pool de Transações: Gerencia transações pendentes antes de serem incluídas num bloco.
• Bloco de Pool: Manipula blocos que foram recebidos, mas ainda não processados.
• Forger: O módulo responsável pela criação de novos blocos. No Lisk, a criação de blocos é delegada a um conjunto de delegados eleitos.
• Consensus: Garante que todos os nós na rede concordem com o estado da blockchain.
  O processo de atualização do Lisk Core envolve lançamentos regulares que incorporam melhorias de protocolo, patches de segurança e aprimoramentos de desempenho, que são minuciosamente testados em ambientes de testnet antes de serem implementados na mainnet.

Lisk SDK

O Lisk SDK (Software Development Kit) é um conjunto de ferramentas para construir aplicações de blockchain personalizadas. O SDK permite aos desenvolvedores criar sidechains, que são blockchains independentes ligados à blockchain principal do Lisk. Estas sidechains podem ser personalizadas para casos de uso específicos e operam de forma independente sem afetar o desempenho da rede principal.

Estrutura Lisk

Ele fornece uma arquitetura modular que os desenvolvedores podem estender através de plugins e módulos personalizados. Ele gerencia o ciclo de vida da aplicação e a interação entre diferentes módulos.

Elementos Lisk

Um conjunto de bibliotecas que fornecem ferramentas para interagir com a blockchain Lisk. Estas incluem funções criptográficas, ferramentas de criação de transações e utilitários para gerir contas e chaves. O uso de JavaScript e TypeScript torna estas bibliotecas acessíveis a um público mais vasto de programadores.

Comandante Lisk

Uma ferramenta de linha de comando que simplifica o desenvolvimento e gestão de aplicações blockchain. Inclui comandos para configurar um ambiente de desenvolvimento, criar novas aplicações blockchain e implementá-las numa rede. Também fornece ferramentas para gerir nós e interagir com a blockchain.

O SDK também inclui suporte para o desenvolvimento de contratos inteligentes, que podem ser implantados em sidechains Lisk. Esses contratos são escritos em JavaScript, tornando-os acessíveis a uma ampla gama de desenvolvedores.

Serviço Lisk

O Serviço Lisk atua como uma camada intermédia entre a blockchain e interfaces de utilizador como o Lisk Desktop e o Lisk Mobile. Agrega dados da blockchain e fornece APIs para aceder a esta informação. As principais funcionalidades incluem a agregação de dados, endpoints de API para consultar dados da blockchain e funcionalidades avançadas de acesso aos dados. O Serviço Lisk garante que as aplicações e carteiras possam interagir com a blockchain de forma eficiente, fornecendo acesso a dados em tempo real e melhorando a experiência do utilizador.

O Serviço Lisk inclui:

• Porta de entrada: Gerencia solicitações de API e as encaminha para o serviço apropriado.
• Agregador de Dados: Coleta e processa dados da blockchain, tornando-os disponíveis através de APIs.
• Indexador: Índices de dados em blockchain para permitir consultas rápidas e eficientes.
• Cache: Armazena dados frequentemente acessados para melhorar o desempenho.

Estes componentes trabalham em conjunto para proporcionar uma experiência perfeita para desenvolvedores e usuários. O serviço é projetado para ser altamente escalável, permitindo-lhe lidar com grandes volumes de dados e cargas de tráfego elevadas.

Arquitetura de Sidechain e Mainchain

O Lisk usa sidechains para melhorar a escalabilidade e flexibilidade. A mainchain lida com operações essenciais e garante a rede, enquanto as sidechains lidam com suas próprias transações e operações, uma separação que permite:

• Escalabilidade: As sidechains processam transações de forma independente, reduzindo a carga da mainchain.
• Personalização: Os desenvolvedores podem criar sidechains adaptadas a aplicações específicas.
• Interoperabilidade: As sidechains podem comunicar com a mainchain e outras sidechains através de mensagens entre cadeias, permitindo a transferência de dados e valor em toda a rede.

Como funcionam as Sidechains

Os sidechains na Lisk são blockchains totalmente independentes que podem operar com seu próprio conjunto de regras e mecanismos de consenso. Eles estão conectados à blockchain principal da Lisk, que fornece segurança e coordenação. Os sidechains podem ser usados para uma variedade de fins, como executar dApps, gerenciar ativos digitais ou implementar soluções de blockchain especializadas.

Para criar uma sidechain, os desenvolvedores usam o Lisk SDK para criar e configurar sidechains. Ele fornece ferramentas para definir o mecanismo de consenso da sidechain, tipos de transações e outros parâmetros. Uma vez criada, a sidechain é conectada à mainchain através de um conjunto de protocolos de interoperabilidade.

Em termos da solução de interoperabilidade da Lisk, permite que as sidechains comuniquem efetivamente umas com as outras e com a mainchain. Isto é alcançado através de transações de atualização entre cadeias (CCU), que transportam alterações de estado e dados entre cadeias. Por exemplo, uma sidechain pode enviar um CCU para a mainchain para atualizar seu estado ou transferir ativos. A mainchain valida o CCU e aplica as alterações.

As sidechains herdam segurança da mainchain através do uso de provas criptográficas e mecanismos de validação, garantindo que as operações das sidechains são seguras e à prova de manipulação. A mainchain também fornece uma camada de finalidade, garantindo que as transações nas sidechains não podem ser revertidas uma vez confirmadas.

Mecanismo de Consenso: Prova de Participação Delegada (DPoS)

Lisk usa um mecanismo de consenso Delegated Proof of Stake (DPoS), onde os detentores de tokens LSK votam em delegados que validam transações e criam novos blocos. As características do sistema DPoS da Lisk incluem:

• Delegados: 101 delegados ativos são eleitos pelos detentores de tokens para manter a blockchain.
• Poder de Voto: As partes interessadas votam nos delegados bloqueando seus tokens LSK.
• Incentivos: Os delegados ganham recompensas por validar transações, que muitas vezes são partilhadas com os seus votantes.

Como o DPoS Funciona

Em DPoS, o poder de criar blocos e validar transações é delegado a um conjunto de nós confiáveis conhecidos como delegados, que são eleitos pelos detentores de tokens LSK através de um processo de votação. Cada token LSK representa um voto, e os detentores de tokens podem distribuir seus votos entre vários delegados.

Eleição dos Delegados

O processo eleitoral é contínuo, com os detentores de tokens capazes de alterar os seus votos a qualquer momento. Os 101 principais delegados com mais votos são responsáveis pela criação de blocos e validação de transações. Isso garante que a rede permaneça descentralizada e que o poder seja distribuído entre vários participantes.

Criação de blocos

Os delegados revezam-se na criação de blocos de forma circular. A cada delegado é atribuído um período de tempo durante o qual podem criar um bloco. Se um delegado falhar em criar um bloco dentro do seu período, o próximo delegado na fila assume. Este processo garante que os blocos sejam criados regularmente e que a rede permaneça eficiente.

Validação

Uma vez que um bloco é criado, ele é transmitido para a rede e validado por outros nós. Se o bloco for válido, é adicionado à blockchain. Caso contrário, é rejeitado, e o delegado responsável por criá-lo pode ser penalizado. Este processo de validação garante que apenas transações legítimas sejam incluídas na blockchain.

Tolerância a Falhas Bizantinas (BFT)

Lisk incorpora Tolerância a Falhas Bizantinas (BFT) para garantir a fiabilidade e segurança da rede. A BFT aborda o desafio de alcançar consenso num sistema distribuído com nós potencialmente defeituosos. A implementação da BFT da Lisk garante finalidade, consistência e resiliência. Uma vez adicionado um bloco, é considerado final e não pode ser revertido e todos os nós honestos concordam com o estado da blockchain.

A rede pode tolerar um certo número de nós com falhas sem comprometer a segurança e funcionalidade.

Como funciona o BFT

BFT no Lisk é alcançado através de um processo conhecido como pré-votação e pré-compromisso. Este processo envolve múltiplas etapas de validação para garantir que um bloco seja aceite pela rede.

Pré-Votação: Quando um bloco é proposto, nós na rede emitem pré-votos para indicar se acreditam que o bloco é válido. Estes pré-votos são recolhidos e contados. Se for recebido um número suficiente de pré-votos, o bloco passa para a fase seguinte.

Pré-Compromisso: Nodes que pré-votaram para o bloco depois emitem pré-compromissos. Esses pré-compromissos também são coletados e contados. Se for recebido um número suficiente de pré-compromissos, o bloco é considerado finalizado e é adicionado à blockchain.

Finalidade: Uma vez que um bloco é finalizado, ele não pode ser revertido. Isso garante que as transações sejam permanentes e que a blockchain permaneça consistente. O uso de pré-votação e pré-comprometimento garante que o consenso seja alcançado mesmo na presença de nós defeituosos.

Recursos de escalabilidade

A arquitetura da Lisk aborda desafios de escalabilidade com recursos como:

• Cadeias laterais: Permitir o processamento independente de transações.
• Consensus Eficiente: DPoS e BFT garantem uma validação de transação rápida e segura.
• Interoperabilidade: Facilitates communication between sidechains and the mainchain.

Melhorar o Desempenho

Lisk implementou várias funcionalidades para melhorar o desempenho e a escalabilidade da rede. As taxas de transação são ajustadas dinamicamente com base nas condições da rede, ajudando a prevenir congestionamentos e garantindo que as transações sejam processadas de forma eficiente.

Lisk aprimorou sua camada peer-to-peer para lidar com um volume maior de conexões e throughput de dados. Essa otimização melhora a capacidade da rede de processar transações de forma rápida e eficiente. O design modular do Lisk SDK permite que os desenvolvedores criem aplicativos de blockchain personalizados. Cada aplicativo pode operar de forma independente, reduzindo a carga na mainchain e aprimorando o desempenho geral da rede.

Soluções de Interoperabilidade

O quadro de interoperabilidade da Lisk foi projetado para facilitar a comunicação entre diferentes blockchains. Isso é alcançado por meio de vários mecanismos:

Mensagens entre Cadeias (CCMs): Os CCMs são usados para transferir dados e alterações de estado entre sidechains e a mainchain. Isso permite uma interação perfeita entre diferentes cadeias dentro do ecossistema Lisk.

Prego de 2 Vias Federado: Este mecanismo permite transferências de tokens entre sidechains e a mainchain. Uma federação de intermediários confiáveis gere a cunhagem e queima de tokens, garantindo transferências seguras e eficientes.

Mensagem Geral de Interoperabilidade entre Cadeias: A solução de interoperabilidade da Lisk suporta a transferência de vários tipos de dados, não apenas tokens. Essa flexibilidade permite uma ampla gama de aplicações, desde transferências de tokens até interações de dados mais complexas.

Futuro Roadmap e Atualizações

A roadmap da Lisk inclui vários marcos importantes destinados a melhorar as capacidades da plataforma e expandir seu ecossistema. Os próximos desenvolvimentos incluem planos para lançar um Layer 2 Testnet conectado ao Ethereum Sepolia Testnet. Este Testnet servirá como um campo de provas para novos recursos e melhorias antes de serem implantados no mainnet.

A introdução de mecanismos de staking e governança irá capacitar a comunidade com poderes de tomada de decisão. Essas características irão promover a descentralização e incentivar a participação ativa dos detentores de tokens LSK. Melhorias contínuas no Lisk SDK irão aprimorar a experiência de desenvolvimento e permitir a criação de aplicativos mais sofisticados e escaláveis.

Explicação Detalhada do Componente

Estrutura Lisk

O Lisk Framework é o núcleo do Lisk SDK. Ele fornece a infraestrutura essencial para a construção de aplicativos blockchain. A estrutura é construída em um sistema modular, permitindo que os desenvolvedores estendam a funcionalidade por meio de módulos personalizados, que podem implementar recursos de blockchain, como tipos de transação personalizados ou algoritmos de consenso.

Similar ao sistema de módulos, o sistema de plugins permite aos desenvolvedores adicionar funcionalidades adicionais às suas aplicações de blockchain. Os plugins podem incluir ferramentas de monitorização, análise ou outras funcionalidades auxiliares que melhoram as capacidades da aplicação.

O Framework Lisk gere o ciclo de vida das aplicações blockchain, incluindo os processos de inicialização, execução e encerramento, garantindo que as aplicações funcionem sem problemas e possam ser facilmente mantidas.

Elementos Lisk

Lisk Elements é uma coleção de bibliotecas JavaScript que fornecem ferramentas para interagir com a blockchain Lisk. Estas bibliotecas incluem um conjunto de ferramentas criptográficas para garantir transações e gerir chaves, incluindo assinaturas digitais, funções de hash e mecanismos de encriptação.

As bibliotecas incluem ferramentas para criar e gerir transações de blockchain, o que simplifica o processo de desenvolvimento de aplicações que interagem com a blockchain da Lisk. Os Elementos da Lisk incluem utilitários para gerir contas de blockchain, incluindo geração de chaves, recuperação de conta e consultas de saldo.

Lisk Commander

O Lisk Commander é uma ferramenta de interface de linha de comandos (CLI) que simplifica o desenvolvimento e gestão de aplicações blockchain. Inclui comandos para configurar e gerir nós blockchain, incluindo iniciar, parar e monitorizar operações do nó. Ferramentas para interagir com a blockchain incluem consultar o estado, submeter transações e obter dados de bloco.

Comandos para implementar e gerir aplicações blockchain, incluindo a criação de novas aplicações, a atualização das existentes e a gestão das configurações da aplicação.

Destaques

• Lisk Core: Gerencia todas as operações da blockchain, incluindo processamento de transações, criação de blocos e sincronização de rede.
• Lisk SDK: Um conjunto de ferramentas para construir aplicações personalizadas de blockchain, composto pelo Lisk Framework, Lisk Elements e Lisk Commander.
• Serviço Lisk: Age como intermediário entre a blockchain e as interfaces de utilizador, agregando e fornecendo acesso aos dados da blockchain.
• Arquitetura de Sidechain: Melhora a escalabilidade e flexibilidade ao permitir que blockchains independentes operem ao lado da mainchain.
• Consensus and Security: Utiliza Delegated Proof of Stake (DPoS) e Tolerância a Falhas Bizantinas (BFT) para garantir uma operação de rede segura e eficiente.