هایپرلجر (Hyperledger) چیست؟ – قسمت سوم

مترجم: مریم اسدی

Hyperledger Sawtooth

برکهٔ Sawtooth (Sawtooth Lake) مجموعه‌ای از بلوک‌های ماژولار اینتل است که به زبان پایتون نوشته شده است و برای استفاده در بسیاری از زمینه‌ها از اینترنت اشیا گرفته تا پروژه‌های مالی طراحی شده است. از ویژگی‌های برجستهٔ آن، پشتیبانی از برنامه‌های کاربردی مجاز و غیرمجاز و استقرار و استفاده از الگوریتم توافق جدیدی به نام «گواهی اثبات زمان طی شده» Proof of Elapsed Time (Poet) می‌باشد.

گواهی اثبات زمان (PoEt) از دستورالعمل CPU  جدید و ایمن که بیشتر در پردازنده‌های جدید مانند محصولات اینتل وجود دارد، استفاده می‌کند. با استفاده از این دستورالعمل‌ها، PoET  یک انتخاب تصادفی و امن از یک به‌اصطلاح «سردسته» را تضمین می‌کند. این کار تقریباً مانند استخراج بیت‌کوین است، که در آن استخراج‌کنندگان برای دسترسی به نوشتن بلاک‌چین با هم رقابت می‌کنند. برخلاف الگوریتم اثبات بیت‌کوین، PoET به سخت‌افزار تخصصی جهت استخراج نیاز ندارد.

هر «تاییدکننده‌ای» (که در واقع معادل یک گره یا یک استخراج کننده است) برای تبدیل شدن به یک سردسته، نیاز به استفاده از دستورالعمل محفوظ و ایمنِ CPU برای درخواست زمان انتظار (wait time) دارد. تایید کننده‌ای که کمترین زمان انتظار را داشته باشد، به عنوان یک سردسته انتخاب می‌شود. درست مانند هر استخراج نتیجه‌بخش و سودمند، الگوریتم PoET  مانند یک بلیط بخت آزمایی بهادار عمل می‌کند تا دسترسی نوشتن در بلاک‌چین را به دست آورد.

برخلاف آنچه در ارزهای رمزنگاری‌شده وجود دارد، در این الگوریتم هیچ پاداشی برای سردسته وجود ندارد. آنچه انجام می‌شود فقط بخشی از اجرای نرم‌افزار است. بنابراین هیچ رقابت اتلاف کنندهٔ انرژی مانند آنچه که در ارزهای دیجیتال است، وجود نخواهد داشت. هر گره می‌تواند به راحتی و بدون هیچ هزینه‌ای از CPU خود برای شرکت در انتخاب سردسته، استفاده نماید. در واقع در اینجا استخراج بیت‌کوین، تنها یک قطعه نرم‌افزار غیرتهاجمی‌ در برکهٔ Sawtooth است.

نوآوری دیگرِ برکهٔ Sawtooth، ساخت و انتشار تراکنش‌هاست. یک کلاینت، تراکنش‌ها را ایجاد نموده و آن‌را به تاییدکننده‌ها ارائه می‌کند. این کار در واقع، تراکنش‌ها را درونِ گروهی قرار داده تا همگی با هم قابل اجرا باشند. این یک فرآیند مشابه، (اما نه یکسان) با زمانی است که استخراج‌گرانِ ارزهای رمزنگاری‌شده، تراکنش‌ها را در یک بلوک جمع می‌کنند. با این روش دسته‌بندی Sawtooth، مشکل تأیید صحت تراکنش‌های وابسته، حل می‌شود.

تا به امروز، Sawtooth  در چندین برنامهٔ کاربردی تست شده است. همچنین در ضبط فرآیند آماده شدن غذاهای دریایی، از زمان خروج از اقیانوس تا رسیدن به میز غذا، با استفاده از سنسورهای IoT، و پیگیری فرآیند مالکیت و فروش و دیگر پارامترها در کل زنجیرهٔ تامین از ماهی‌گیر تا سوپرمارکت، مورد آزمایش قرار گرفته است. در این پروژه، خریدار می‌تواند به پیشینهٔ کامل و معتبر از کل زنجیرهٔ حیات غذای دریایی دسترسی داشته باشد. چنین مورد استفاده‌ای از بلاک‌چین در زنجیرهٔ تامین و تاریخچهٔ محصول بسیار مورد بحث است.

Sawtooth همچنین در ساده‌سازی فرآیند انتقال اوراق قرضه مورد آزمایش قرار گرفته است. توسعه‌دهندگان یک رابط کاربری برای پیگیری و انتقال اوراق قرضه ایجاد نمودند که با استفاده از آن کاربران می‌توانند کل مجموعهٔ اوراق قرضه را در بلاک‌چین مدیریت کنند. یکی دیگر از موارد استفاده Sawtooth  که در حال حاضر تست شده است، دارایی‌های دیجیتال می‌باشد. توسعه دهندگان یک پلتفرم برای مدیریت مالکیت دارایی‌های دیجیتال در بلاک‌چین Sawtooth ایجاد کردند که می‌توانست دامنهٔ وسیعی از دارایی‌های دیجیتالی را مدیریت کند. نقطهٔ ارتباط در نرم‌افزار Sawtooth مانند بازارتجاری برای هر نوع دارایی‌های دیجیتال است که در بلاک‌چین ساخته شده و در حال حاضر یک رابط کاربری گرافیکی برای کاربران دارد.

با وجودی که این تست‌ها در حال انجام است و Sawtooth‌ها علاقهٔ زیادی به صنعت دارند اما به نظر می‌رسد که سهم آن کمتر از میزان مشارکت آی‌بی‌ام  در Hyperledger است.

Hyperledger Fabric

شاید جالب‌ترین پروژه در Hyperledger، پروژهٔ فابریک در آی‌بی‌ام  باشد. فابریک به جای یک بلاک‌چین ساده، مبنایی برای توسعهٔ راه حل‌های مبتنی بربلاک‌چین با یک معماری ماژولار است. با  استفاده از فابریک، اجزای مختلف بلاک‌چین (مانند سرویس‌های عضویت و یا نظرسنجی گروهی) می‌توانند پلاگ&پلی شوند. در واقع پروژهٔ فابریک ساختاری ارائه می‌دهد که شرکت‌ها بتوانند شبکه‌های بلاک‌چینی اختصاصی خود را با سرعتی بالا (بیش از 1000 تراکنش در ثانیه) در آن قرار دهند.

فابریک چیست و چه طور کار می‌کند؟ این ساختار در محیط Go پیاده‌سازی شده است و می‌تواند بلاک‌چین‌های کنسرسیومی ‌با امکان فعال‌سازی انواع مجوز را بسازد. فابریک شدیداً به یک سیستم قرارداد هوشمند به نام Chaincode متکی است، که در آن هر یک از همتاهای شبکه‌ها در مخزن داکر (Docker) اجرا می‌شود.

فابریک به سرمایه‌گذاران اجازه می‌دهد که بخش‌هایی از بلاک‌چین را بسازند. شرکت‌کنندگان می‌بایست برای دریافت مجوز اتصال و صدور تراکنش‌ها برروی یک بلاک‌چین مبتنی بر فابریک، ثبت نام انجام دهند. برای استفادهٔ موثرتر از منابع، فابریک گره‌های کمتری در مقایسه با یک زنجیرهٔ عمومی ‌دارد و داده‌ها را به صورت موازی محاسبه می‌کند که این امر موجب برتری فابریک نسبت به بلاک‌چین‌های عمومی شده است. همچنین معماری اصلی آن از اطلاعات محرمانه پشتیبانی می‌کند و این مساله امنیت بیشتری را در مقایسه با بلاک‌چین عمومی ‌برای اعضا فراهم می‌کند.

شاید مهمترین مساله، تفکیک بین «تأییدکننده» (Endorser) و «گره‌های توافق» (Consensus_nodes) باشد. اگر با ارزهای رمزنگاری‌شده مانند بیت‌کوین آشنا باشید، تفکیک بین استخراج کننده‌ها و گره‌ها را درک خواهید کرد. تأییدکننده‌ها دارای حالت (state) هستند و می‌توانند تراکنش‌ها و chaincodeها را بسازند، تأیید کنند و انتشار دهند. در حالی که گره‌های توافق، تراکنش‌های تایید شدهٔ قبلی را مرتب می‌کنند. گرچه این جداسازی جزو مفاهیم بلاک‌چین اولیه که توسط ساتوشی ناکاموتو معرفی شد، نیست، اما یک واقعیت انکارناپذیر در اکثر مباحث رمزنگاری است، فابریک یکی از اولین پروژه‌هایی است که این تفکیک را به عنوان یک اصلِ طراحی استفاده می‌کند. این مساله توانایی زیادی به فابریک می‌دهد، به عنوان مثال، فابریک می‌تواند تقسیم کار بهتری را اجرا کند و به این ترتیب هر همتایی در شبکه مجبور به انجام هر کاری نیست.

فابریک بدون داشتن هیچ ارز بومی، به کاربر اجازه می‌دهد که دارایی‌های سمت کلاینت را مشخص کرده و آنها را با کامپوزر فابریک استفاده کند. ساختار قراردادهای هوشمند Chaincode فابریک، شبیه به اتریوم است؛ Chaincode منطق کسب‌و‌کار دارایی‌ها را تعیین می‌کند، قوانین خواندن و تغییر وضعیت که اصطلاحا حالت دارایی نامیده می‌شود. فابریک هم مانند اتریوم، مجموعه‌ای از خروجی‌های خالی را نگهداری نمی‌کند (درست مانند بیت‌کوین)، بلکه درواقع حالت بلاک‌چین که چیزی فراتر از داده‌های انتقالی است را نگهداری می‌کند.

برخلاف بلاک‌چین‌های عمومیِ ارزهای‌رمزنگاری‌شده، فابریک به شرکت‌کنندگان اجازه می‌دهد که کانال مجزایی برای دارایی‌های خود بسازند و به این ترتیب تراکنش‌ها را از یک دفترکل جدا کنند. با استفاده از این روش، chaincodeای که نیاز به خواندن و تغییر حالت یک دارایی دارد، تنها بر روی همتایان درگیر در این مورد کسب‌و‌کار به خصوص نصب می‌شود. درست مانند برنامه‌های چت، بلاک‌چین‌های فابریک به کاربر اجازه می‌دهند که در هر دو تعاملات خصوصی و غیرخصوصی، شرکت کنند.

در ورای این مفهوم، آی‌بی‌ام یک طرح جایگزین برای بلاک‌چین‌های عمومی‌ و بدون نیاز به مجوز را پیشنهاد می‌کند. فابریک یک ساختار کلید عمومی‌ را برای صدور گواهی‌نامه‌های رمزنگاری شده برای سازمان‌ها و کاربران به کار می‌برد. بنابراین امکان محدود کردن دسترسی به داده‌ها و کانال‌ها برای بعضی از عامل‌ها (actor) وجود دارد.

به نظر می‌رسد که قدرت فابریک در انعطاف‌پذیری بالای آن در تعیین مجوزهای دسترسی و امنیت بالا و در عین حال قابلیت بالای آن در تقسیم کار استفاده‌کنندگان و مشارکت‌کننده‌های شبکه باشد.

فابریک برای آی‌بی‌ام، پرچم دار پروژه‌های توسعهٔ بلاک‌چینی است. آی‌بی‌ام، فابریک را برای طیف وسیعی از پروژه‌های خود و نیز برای همکاری با شرکای تجاری متعددی که دارد، استفاده می‌کند.

 در ماه مارس سال2017، آی‌بی‌ام بلاک‌چین خود را راه اندازی نمود، سرویسی که امکان «ساخت سریع و میزبانی شبکه‌هایی با امنیت بالا در کلود آی‌بی‌ام (IBM Cloud)» را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند. با این حرکت، آی‌بی‌ام با مایکروسافت که بلاک‌چین‌های یکپارچه‌ی طولانی در پروژهٔ Azure Cloud  خود دارد، هم سطح می‌شود.

با این حال، در حالی که مایکروسافت فقط یک میزبان کلود برای بلاک‌چین‌های خارجی متعدد است، آی‌بی‌ام شدیداً در حال ارتقاء ساختار بلاک‌چین خود (فابریک) در بسیاری از موارد کاربرد است. به عنوان مثال، در پایان ماه مارس، Natixis  و Trafigure با آی‌بی‌ام همکاری کردند تا بلاک‌چینی مبتنی بر فابریک را برای تجارت مالی کالا در معاملات نفت خام ایالات متحده، به کارگیرند. تمام مراحل اصلی در معامله‌ی نفت خام بر روی بلاک‌چین، دیجیتالی شده است و این امر شفافیت، کارایی و امنیت را به طور گسترده‌ای بهبود می‌بخشد.       

در ماه آوریل، آی‌بی‌ام از چند پروژه‌ٔ جدید بلاک‌چین براساس فابریک خبر داد: این شركت مشاركتی را با سیچوان هِیجیا (Sichuan Heijia) برای ساخت یک پلتفرم زنجیرهٔ تامین مبتنی بر بلاكچین در داروسازی ایجاد كرد. در همان ماه، آی‌بی‌ام همکاری با گروه مالی Mizuho و بانک Mizuho ژاپن برای ایجاد یک پلتفرم مبتنی بر بلاک‌چین  برای یک تجارت مالی را آغاز نمود. هدف از این پروژه‌ها، تسهیل عملیات تجاری و بهبود کارایی زنجیرهٔ تامین است.

در پروژهٔ دیگری که در آوریل 2017 منتشر شد، آی‌بی‌ام و دانشگاه ملی سنگاپور برای توسعهٔ یک ماژول فناوری مالی جهت بهبود آموزش دانشجویی در این زمینه، همکاری می‌کنند. و آخرین مورد این که در ماه مه 2017، آی‌بی‌ام به عنوان شریک TenneT، Sonnen  و Vandebron به منظو توسعهٔ یک بلاک‌چین برای مدیریت شبکهٔ برق در هلند و آلمان، انتخاب شد.

ستون اصلی فناوری بلاک‌چین صنعتی و غیر پولی چیست؟

با وجود اطلاعات زیادی که در مورد پروژه‌های  Sawtooth و Fabric وجود دارد، اما پروژه‌های دیگر کمتر شناخته شده است. شاید به این دلیل که این پروژه‌ها هنوز به اندازه‌ای رشد نیافته و آنقدر کامل نشده‌اند که به مرحلهٔ انتشار و آزمایش رسیده و بتوانند یک برنامهٔ کاربردی واقعی به حساب بیایند. اما پروژه‌های شناخته شدهٔ Sawtooth  وFabric، به اندازه‌ای جذاب بوده‌اند که مورد پشتیبانی و حمایت شرکت‌های بزرگ در زمینهٔ فناوری اطلاعات باشند. جالب‌تر اینکه Hyperledgerها موفق به اتصال به این بلاک‌چین‌ها باشند، به عنوان مثال با توسعهٔ ابزارهایی که بتواند با همهٔ ساختارهای بلاک‌چین Hyperledger به کارگرفته شود.

از آنجا که اکثر پروژه‌های دیگر بلاک‌چین متمرکز بر ارزهای‌رمزنگاری‌شده و توکن‌ها هستند، پروژه‌های مرتبط با Hyperledger پتانسیل بالایی برای ساخت ستون اصلی برنامه‌های کاربردی بزرگ صنعتی و غیرپولی مبتنی بر فناوری بلاک‌چین دارند. با توجه به مفاهیم جذاب و پیشرو در ورای این فناوری، Hyperledger شانس خوبی برای برنده شدن در این رقابت دارد.

منبع: blockgeeks