Überblick über Blockchain-Entwicklungsplattformen und ihre Funktionen

Im Zuge der Weiterentwicklung der Blockchain-Technologie sind verschiedene Entwicklungsplattformen entstanden, jede mit ihren eigenen einzigartigen Merkmalen und Fähigkeiten. In dieser Lektion geben wir einen Überblick über einige beliebte Blockchain-Entwicklungsplattformen und ihre wichtigsten Funktionen.

• Ethereum: Ethereum ist eine der bekanntesten und am weitesten verbreiteten Blockchain-Entwicklungsplattformen. Es führte das Konzept der Smart Contracts ein, bei denen es sich um selbstausführende Verträge handelt, deren Geschäftsbedingungen direkt in den Code geschrieben sind. Ethereum ermöglicht Entwicklern die Erstellung und Bereitstellung dezentraler Anwendungen (dApps) mithilfe der nativen Programmiersprache der Plattform, Solidity. Ethereum verfügt außerdem über eine eigene Kryptowährung, Ether (ETH), die für Transaktionen und die Zahlung von Gebühren innerhalb des Netzwerks verwendet wird.

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• Bitcoin: Bitcoin ist die erste und bekannteste Kryptowährung und die zugrunde liegende Blockchain-Technologie dient als Grundlage für viele andere Plattformen. Während Bitcoin vor allem für seine digitale Währung bekannt ist, unterstützt es über seine Skriptsprache Bitcoin Script auch einfache Smart Contracts und die Entwicklung dezentraler Anwendungen. Allerdings sind die Möglichkeiten von Bitcoin Script im Vergleich zu anderen Plattformen wie Ethereum begrenzt. Mit dieser Sprache können Benutzer grundlegende Bedingungen für Transaktionen erstellen, beispielsweise die Anforderung mehrerer Signaturen für die Autorisierung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Bitcoin Script keine Turing-vollständige Sprache ist, was bedeutet, dass es keine beliebige Logik wie die Ethereum-Plattform ausführen kann. Trotz dieser Einschränkung hat Bitcoin immer noch die Entwicklung dezentraler Anwendungen durch den Einsatz von Layer-2-Lösungen wie dem Lightning Network ermöglicht. Diese Lösungen bauen auf der Bitcoin-Blockchain auf und bieten zusätzliche Funktionen, wie zum Beispiel schnellere und günstigere Transaktionen.

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• Hyperledger: Hyperledger ist ein Dachprojekt der Linux Foundation, das verschiedene Open-Source-Blockchain-Entwicklungsframeworks und -Tools umfasst. Hyperledger Fabric, eines seiner beliebtesten Frameworks, ist für den Aufbau privater, lizenzierter Blockchain-Netzwerke für Unternehmen konzipiert. Es bietet eine modulare Architektur, die es Entwicklern ermöglicht, verschiedene Komponenten, wie Konsensalgorithmen und intelligente Vertragssprachen, entsprechend ihren spezifischen Anforderungen einzubinden.

• Corda: Corda wurde von R3 entwickelt und ist eine Distributed-Ledger-Plattform, die speziell für die Finanzdienstleistungsbranche entwickelt wurde. Es ermöglicht Institutionen den Aufbau und die Bereitstellung sicherer, zugelassener Blockchain-Netzwerke mit Schwerpunkt auf Datenschutz, Skalierbarkeit und Interoperabilität. Corda nutzt das Konzept der „Flows“ zur Definition intelligenter Verträge und unterstützt mehrere Programmiersprachen wie Java und Kotlin.

• Cosmos: Die Blockchain-Technologie hinter Cosmos ist einzigartig, da sie darauf ausgerichtet ist, Interoperabilität und Skalierbarkeit über verschiedene Blockchains hinweg zu ermöglichen. Cosmos erreicht dies durch die Verwendung des Tendermint-Konsensalgorithmus, der eine schnelle Transaktionsendgültigkeit und hohe Sicherheit bietet, und des Inter-Blockchain-Kommunikationsprotokolls (IBC), das eine sichere Kommunikation und Transaktionsübertragung zwischen verschiedenen Blockchains innerhalb des Cosmos-Ökosystems ermöglicht. Cosmos verfügt außerdem über eine modulare Architektur, die es Entwicklern ermöglicht, benutzerdefinierte Blockchains zu erstellen und diese in das Cosmos-Netzwerk einzubinden, was es zu einer vielseitigen Plattform für die dezentrale Anwendungsentwicklung macht

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• Solana: Es verwendet einen einzigartigen Konsensalgorithmus namens Proof of History (PoH), um einen hohen Durchsatz und eine geringe Latenz zu erreichen, zusammen mit einem hybriden Ansatz aus anderen Konsensmechanismen wie Proof of Stake (PoS) für die Netzwerksicherheit. Solana verwendet außerdem eine schnelle und effiziente Transaktionsverarbeitungsarchitektur namens Tower BFT. Solanas Smart-Contract-Plattform Solana WebAssembly (Saber) basiert auf der Programmiersprache Rust und ermöglicht die Erstellung komplexer dezentraler Anwendungen, die schnell und sicher im Solana-Netzwerk ausgeführt werden können. Insgesamt ist die Blockchain-Technologie von Solana äußerst effizient und sicher und in der Lage, hohe Transaktionsvolumina zu geringen Kosten abzuwickeln.

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Dies sind nur einige der vielen Blockchain-Entwicklungsplattformen, die heute verfügbar sind. Jede Plattform verfügt über ihre eigenen einzigartigen Funktionen und Fähigkeiten, die auf unterschiedliche Branchen und Anwendungsfälle zugeschnitten sind. Wenn Sie als Blockchain-Entwickler die Stärken und Grenzen jeder Plattform kennen, können Sie die für Ihr spezifisches Projekt am besten geeignete Plattform auswählen.

Definition und Merkmale von Smart Contracts

Lassen Sie uns tiefer in die Theorie eintauchen, was ein Smart Contract ist! Ein Smart Contract ist ein selbstausführender Vertrag, bei dem die Bedingungen der Vereinbarung direkt in Code geschrieben sind. Es handelt sich um eine digitale Vereinbarung, die die von den beteiligten Parteien vereinbarten Bedingungen automatisch ausführt und durchsetzt. Intelligente Verträge werden auf einer Blockchain gespeichert und sorgen so für Transparenz, Sicherheit und Unveränderlichkeit.

Merkmale von Smart Contracts:

• Automatisierung: Intelligente Verträge führen automatisch Aktionen basierend auf vordefinierten Bedingungen aus. Wenn die im Vertrag festgelegten Bedingungen erfüllt sind, führt der Vertrag die vereinbarten Aktionen aus, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist. Dies kann den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Durchsetzung von Vereinbarungen reduzieren und verschiedene Prozesse rationalisieren.

• Vertrauenslos: Smart Contracts bieten eine revolutionäre Lösung für das Problem des Vertrauens bei Geschäftstransaktionen. Durch die Nutzung der Blockchain-Technologie ermöglichen intelligente Verträge den Parteien die Durchführung von Transaktionen, ohne dass ein vertrauenswürdiger Vermittler zur Überwachung des Prozesses erforderlich ist. Dieser vertrauenswürdige Charakter intelligenter Verträge stellt sicher, dass die Bedingungen der Vereinbarung unvoreingenommen ausgeführt werden, wodurch das Streitpotenzial verringert und die Transparenz erhöht wird. Während einige Smart Contracts möglicherweise nicht völlig vertrauenswürdig sind, bietet die Verwendung eines dezentralen Netzwerks zur Durchsetzung der Vereinbarung eine sicherere und effizientere Möglichkeit zur Ausführung von Transaktionen.

• Transparenz: Die Bedingungen eines Smart Contracts sind für alle Beteiligten sichtbar und können nicht mehr geändert werden, sobald der Vertrag auf der Blockchain bereitgestellt wird. Diese Transparenz stellt sicher, dass alle Parteien ein klares Verständnis der Vereinbarung haben und überprüfen können, ob der Vertrag wie beabsichtigt ausgeführt wird.

• Sicherheit: Intelligente Verträge werden durch die Kryptografie und Konsensmechanismen des zugrunde liegenden Blockchain-Netzwerks gesichert. Dies macht sie resistent gegen Manipulation und Betrug. Der dezentrale Charakter der Blockchain-Technologie stellt außerdem sicher, dass der Vertrag nicht von einer einzelnen Partei kontrolliert wird, was das Risiko von Manipulation oder Missbrauch verringert.

• Kostengünstig: Intelligente Verträge können verschiedene Prozesse automatisieren, wodurch der Bedarf an Vermittlern verringert und die mit der Vertragsausführung, -durchsetzung und -beilegung verbundenen Kosten gesenkt werden. Dies kann zu erheblichen Kosteneinsparungen für Unternehmen und Privatpersonen führen.

• Unveränderlichkeit: Sobald ein Smart Contract auf der Blockchain bereitgestellt wird, kann sein Code nicht mehr geändert werden. Diese Unveränderlichkeit stellt sicher, dass der Vertrag immer wie ursprünglich beabsichtigt ausgeführt wird, und gibt den beteiligten Parteien die Gewissheit, dass die Bedingungen der Vereinbarung wie vereinbart durchgesetzt werden.
  Intelligente Verträge bieten eine Reihe von Funktionen, die sie zu einem leistungsstarken Werkzeug zur Automatisierung und Durchsetzung digitaler Vereinbarungen machen. Durch die Nutzung der Fähigkeiten der Blockchain-Technologie bieten intelligente Verträge eine vertrauenswürdige, transparente, sichere, kostengünstige und unveränderliche Lösung für verschiedene Anwendungen in mehreren Branchen.

Entwicklung einer grundlegenden Blockchain-Anwendung mit Solidity

Wir werden den Prozess der Entwicklung einer grundlegenden Blockchain-Anwendung mit Solidity, der nativen Programmiersprache für Ethereum, untersuchen. Solidity ist eine vertragsorientierte Hochsprache, die es Entwicklern ermöglicht, intelligente Verträge zu erstellen und diese im Ethereum-Netzwerk bereitzustellen.

Schritt 1: Einrichten der Entwicklungsumgebung

Bevor Sie beginnen, müssen Sie eine Entwicklungsumgebung mit den erforderlichen Tools einrichten. Sie können eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) wie Remix verwenden, eine browserbasierte IDE für die Solidity-Entwicklung. Alternativ können Sie eine Umgebung wie Truffle verwenden, ein beliebtes Entwicklungsframework für Ethereum.

Schritt 2: Schreiben des Smart Contracts

Erstellen Sie zunächst eine neue Solidity-Datei mit der Erweiterung „.sol“ und geben Sie die Version von Solidity an, die Sie verwenden:

 Pragma-Solidität ^0.8.0;

Definieren Sie nun einen Vertrag, indem Sie seinen Namen angeben, gefolgt von einem Paar geschweifter Klammern:

 Vertrag SimpleStorage {

// Your code will go here

}

Schritt 3: Definieren der Statusvariablen des Vertrags

Zustandsvariablen werden verwendet, um den Vertragsstatus auf der Blockchain zu speichern. In diesem Beispiel erstellen wir einen einfachen Speichervertrag, der eine vorzeichenlose Ganzzahl speichert:

 Vertrag SimpleStorage {

uint256 private storedData;

}

Schritt 4: Erstellen von Funktionen zur Interaktion mit dem Vertrag

Um mit dem Vertrag interagieren zu können, müssen Sie Funktionen erstellen. Für dieses Beispiel erstellen wir zwei Funktionen: eine zum Festlegen der gespeicherten Daten und eine andere zum Abrufen der gespeicherten Daten.

 Vertrag SimpleStorage { 

 uint256 private gespeicherte Daten; 

 Funktion set(uint256 x) public {

    storedData = x;

}

Funktion get() public view gibt (uint256) {

    return storedData;

}zurück

Schritt 5: Kompilieren und Bereitstellen des Vertrags

Sobald der Smart-Vertrag geschrieben ist, müssen Sie ihn kompilieren. In Remix können Sie dies tun, indem Sie auf die Schaltfläche „Kompilieren“ klicken. Wenn Sie Truffle verwenden, können Sie Truffle Compile in Ihrem Projektverzeichnis ausführen.

Nach der Kompilierung können Sie den Vertrag in einem lokalen Ethereum-Testnetzwerk wie Ganache oder in einem öffentlichen Testnetzwerk wie Ropsten oder Rinkeby bereitstellen. In Remix können Sie den Vertrag über die Registerkarte „Transaktionen bereitstellen und ausführen“ bereitstellen. Wenn Sie Truffle verwenden, können Sie truffle migrate ausführen, um den Vertrag bereitzustellen.

Schritt 6: Interaktion mit dem bereitgestellten Vertrag

Nach der Bereitstellung des Vertrags können Sie mithilfe der bereitgestellten Funktionen mit ihm interagieren. In Remix können Sie den Abschnitt „Deployed Contracts“ verwenden, um die Funktionen direkt aufzurufen. Wenn Sie Truffle verwenden, können Sie über die Konsole von Truffle oder durch das Schreiben eines Skripts mit dem Vertrag interagieren.

Dieser einfache Speichervertrag demonstriert die grundlegenden Konzepte des Schreibens, Kompilierens, Bereitstellens und Interagierens mit intelligenten Verträgen im Ethereum-Netzwerk. Wenn Sie mehr Erfahrung mit Solidity sammeln, können Sie beginnen, komplexere Anwendungen und Anwendungsfälle für die Blockchain-Technologie zu erkunden.

Vorteile der Verwendung von Blockchain bei der Entwicklung dezentraler Anwendungen

Dezentrale Anwendungen sind Anwendungen, die auf einem Peer-to-Peer-Computernetzwerk und nicht auf einem einzelnen zentralen Server ausgeführt werden. Durch die Nutzung der einzigartigen Fähigkeiten der Blockchain-Technologie können dApps mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen, zentralisierten Anwendungen bieten.

• Erhöhte Sicherheit: Die Blockchain-Technologie bietet eine End-to-End-Verschlüsselung und erstellt einen unveränderlichen Datensatz, wodurch die Sicherheit sensibler Daten erheblich erhöht wird. Durch die Speicherung von Informationen in einem Netzwerk von Computern und nicht auf einem einzelnen Server wird es für Hacker schwierig, auf Daten zuzugreifen, wodurch Betrug und unbefugte Aktivitäten verhindert werden. Datenschutzprobleme können durch die Anonymisierung personenbezogener Daten und die Implementierung von Zugriffskontrollen gelöst werden.

• Größere Transparenz: Herkömmliche Organisationsdatenbanken sind oft getrennt, aber mit dem Distributed Ledger der Blockchain werden Transaktionen und Daten identisch an mehreren Orten aufgezeichnet. Alle Netzwerkteilnehmer mit Zugriffsberechtigung sehen gleichzeitig die gleichen Informationen und bieten so volle Transparenz. Unveränderliche Aufzeichnungen sowie Zeit- und Datumsstempel ermöglichen es Mitgliedern, den gesamten Verlauf einer Transaktion einzusehen, wodurch Betrugsmöglichkeiten praktisch ausgeschlossen werden.

• Sofortige Rückverfolgbarkeit: Blockchain erstellt einen Prüfpfad, der die Herkunft eines Vermögenswerts bei jedem Schritt dokumentiert und es der Industrie ermöglicht, Umwelt- oder Menschenrechtsbedenken anzugehen und Fälschungen und Betrug zu bekämpfen. Durch die direkte Weitergabe von Rückverfolgbarkeitsdaten an Kunden trägt Blockchain dazu bei, Vertrauen aufzubauen und Schwachstellen in Lieferketten aufzudecken.

• Erhöhte Effizienz und Geschwindigkeit: Die Blockchain-Technologie hat das Potenzial, in bestimmten Bereichen von Geschäftstransaktionen die Effizienz und Geschwindigkeit zu steigern. Zwar waren einige frühere Blockchain-Implementierungen langsam und teuer, doch neuere Implementierungen wie Ethereum, Solana und Cosmos haben erhebliche Verbesserungen hinsichtlich der Geschwindigkeit und Kosten der Transaktionsverarbeitung erzielt. Es ist wichtig zu beachten, dass der Vergleich von Blockchains mit zentralisierten Datenbanken im Hinblick auf Effizienz und Geschwindigkeit kein einfacher Prozess ist. Obwohl Blockchains Vorteile wie Unveränderlichkeit, Sicherheit und Dezentralisierung bieten, sind sie für bestimmte Anwendungsfälle möglicherweise nicht immer die effizienteste oder kostengünstigste Option. Darüber hinaus kann der Einsatz der Blockchain-Technologie mit einer Lernkurve und zusätzlichen Kosten verbunden sein, wie z. B. Transaktionsgebühren und dem Bedarf an spezieller Hardware und Software.

• Automatisierung mit Smart Contracts: Smart Contracts ermöglichen die Automatisierung von Transaktionen, sobald vorab festgelegte Bedingungen erfüllt sind. Diese Verträge reduzieren den menschlichen Eingriff und die Abhängigkeit von Dritten zur Überprüfung der Vertragsbedingungen, was die Effizienz und Geschwindigkeit weiter steigert. Im Versicherungswesen kann der Anspruch beispielsweise automatisch beglichen und bezahlt werden, sobald ein Kunde alle für die Geltendmachung eines Anspruchs erforderlichen Unterlagen vorgelegt hat.
  Durch die Bereitstellung erhöhter Sicherheit, größerer Transparenz, sofortiger Rückverfolgbarkeit, erhöhter Effizienz und Automatisierung mit intelligenten Verträgen haben Blockchain-basierte dApps das Potenzial, verschiedene Branchen zu revolutionieren und die Art und Weise, wie wir in der digitalen Welt interagieren, zu verändern.