Hyperledger Sawtooth en PoET: blockchain en consensus

with Geen reacties

PoET is een consensus-algoritme dat de Proof of Work binnen het blockchainnetwerk efficiënter moet gaan maken. Volgens blockchainexperts kan gedecentraliseerde grootboektechnologie de productiviteit binnen allerlei sectoren vergroten, tijd besparen en de kosten sterk omlaag brengen. De transparantie van een blockchain, waarbij cryptografisch versleutelde data binnen een digitale infrastructuur wordt vastgelegd, maakt de technologie zeer geschikt voor het uitwisselen en valideren van allerlei soorten informatie.

Blockchain

Inspringen op de behoeften van consumenten en community’s

Derde partijen die binnen supply chains actief zijn zorgen vaak voor hoge kosten, trage processen en lagere winsten. Blockchain maakt de weg vrij voor innovatieve bedrijfsstrategieën, door het wegnemen van een heleboel onnodige administratieve rompslomp en dure tussenpersonen. Deze nieuwe bedrijfsstrategieën en businessmodellen waren nog niet eerder uitvoerbaar, omdat de juiste technologie daarvoor nog niet bestond. Met blockchaintechnologie ontstaan businessmodellen waarmee nog beter op de behoeften van consumenten en community’s kan worden ingesprongen.

Blockchain, innovatie, PoeT consensus algoritme

Bedrijfsactiviteiten beter spreiden en opereren op grotere schaal

Blockchaintechnologie leent zich niet alleen goed voor financiële diensten zoals betalingsmethoden en corporate banking, maar ook voor risico-en compliancekwesties. De blockchain versterkt de financiële dienstverlening zoals die vandaag de dag wordt aangeboden door banken en overheden. Decentraal gedistribueerde netwerken stellen bedrijven in staat om hun verschillende activiteiten beter te spreiden en op grotere schaal te opereren. Daarom komt Hyperledger met een nieuwe versie van Sawtooth, dat zich focust op decentrale businessmodellen binnen het blockchain-ecosysteem: Hyperledger Sawtooth 1.1

Logistiek, blockchain bedrijfsoplossingen

Wat is Hyperledger Sawtooth 1.1?

Hyperledger heeft onlangs versie 1.1 van Sawtooth uitgebracht. Sawtooth is een blockchaintoepassing waarmee decentrale applicaties kunnen worden ontwikkeld voor onder andere het bedrijfsleven. Dit platform maakt de ontwikkeling van decentrale bedrijfstoepassingen eenvoudiger, door het hoofdsysteem van de blockchain en het applicatie-domein van elkaar te scheiden. Ontwikkelaars van blockchain-oplossingen kunnen hierbij de bedrijfsregels die zijn toegewezen aan hun applicaties specificeren en daarbij gebruikmaken van de programmeertaal van hun keuze. Technische kennis van het hoofdsysteem is hierbij niet per se noodzakelijk.

Nodes, consensus algoritme, PoET

Wat is het verschil tussen Hyperledger Fabric en Hyperledger Sawtooth?

Zowel Hyperledger Fabric als Hyperledger Sawtooth zijn “gesloten” (permissioned) blockchains die speciaal worden ontwikkeld voor bedrijfstoepassingen. Eén van de belangrijkste eigenschappen van een blockchainnetwerk is de “consensus (overeenstemming)” tussen de nodes. Voor het bereiken van die consensus moet een tweederde meerderheid van de nodes het met elkaar eens zijn, over wat er precies binnen het netwerk gebeurt.

Ketting met slot, permissioned blockchain

Een ander blockchain governance framework

Fabric en Sawtooth werken allebei aan decentrale applicaties, consensusmechanismen en smart contract-code. Het grootste verschil tussen deze twee blockchainplatformen is waarschijnlijk dat Hyperledger Sawtooth zowel “gesloten (permissioned)” blockchains ondersteunt als “publieke (permissionless)” grootboeken. Hyperledger Fabric ondersteunt echter alleen permissioned netwerken. Daarnaast maken deze twee platformen gebruik van een ander consensus-algoritme en is het blockchain governance framework op een andere manier georganiseerd. Ook ondersteunt Sawtooth meerdere programmeertalen en grotere netwerken.

Blockchain, PoET consensus algoritme

Verbeteren van de modulariteit

Het hoofdsysteem van Hyperledger Sawtooth stelt applicaties in staat om te kiezen tussen de transactieregels, toegangsrechten (permissioning) en consensus algoritmen, die hun unieke organisatie en bedrijfsprocessen ondersteunen. Bij Sawtooth worden de zogenaamde consensus-mechanismen geïmplementeerd als zijnde “consensus motoren”, waardoor de modulariteit sterk wordt verbeterd.

Man met gestapelde blokken.

Byzantine Fault Tolerance

De nodes binnen de blockchain wisselen data met elkaar uit. Bij die informatieoverdracht kan een heleboel misgaan. Nodes kunnen onbetrouwbaar zijn en data vervalsen , maar er kunnen ook nodes “uitvallen”. Fabric hanteert de zogenaamde “Byzantine Fault Tolerance (BFT)”, die wordt geïmplementeerd binnen het consensus-algoritme. Hierbij zijn de nodes vooraf bekend en toegelaten binnen de blockchain.

nodes netwerk, soft fork.

Wat is PoET?

Een van de belangrijkste eigenschappen van Sawtooth is de zogenaamde Proof of Elapsed Time (PoET). Dit is een consensus algoritme dat speciaal is ontwikkeld om de Proof of Work binnen de blockchain te optimaliseren en een alternatief te bieden voor de “permissioned blockchains”. PoET werd in 2016 ontwikkeld door chipfabrikant Intel als een efficiënt consensus-protocol voor hoofdzakelijk gesloten blockchains (persmissioned), die niet zomaar voor iedereen toegankelijk zijn.

CPU, processor

Wat is SGX?

Een belangrijke component van de PoET-consensus is de geavanceerde Software Guard Extensions (SGX), een “programming reference manual”. SGX is een zeer verfijnde technologie en is in de basis een reeks van instructies voor de processor, die wordt gebruikt door de applicaties, om specifieke “vertrouwde” code en data te isoleren. Hierdoor ontstaat er voor blockchain-ontwikkelaars een veilige digitale omgeving, waarbij allerlei gevoelige data of code kan worden beschermd, tegen ongewenste invloeden van buitenaf. SGX functioneert dan ook als een Trusted Execution Environment (TEE).

Blockchainnetwerk, PoET consensus algoritme

Hoe werkt SGX binnen de Trusted Execution Environment?

Om een klein beetje te kunnen begrijpen hoe PoET werkt, is het belangrijk om te te snappen hoe SGX werkt. De code die gebruikmaakt van SGX en binnen de Trusted Execution Environment wordt uitgevoerd, kan een ondertekende verklaring genereren vanuit een blockchainnetwerk of applicatie, die is ingeworteld in de processor. Deze ondertekende verklaring kan garanderen dat de code op de juiste manier is geïnitialiseerd binnen de vertrouwde omgeving (TEE).

No access, no entrance, private area, geen toegang

Het PoET consensus mechanisme creëert een afscherming tegen onbevoegde toegang

Deze eigenschap heeft gevolgen voor de werking van het PoET consensus-mechanisme, maar creëert tegelijkertijd een afscherming tegen ongeautoriseerde toegang. Ook het geheugen waar de beschermde code binnen SGX is opgeslagen, is beveiligd tegen malafide gebruikers, die niet alleen fysieke toegang hebben tot de blockchain, maar ook nog eens toegang hebben onder het hoogste niveau van authenticatie.

Zandloper, timer

PoET is een efficiënt Proof of Work protocol

Met SGX kunnen gebruikers aan het blockchainnetwerk deelnemen en verifiëren dat zij ook daadwerkelijk de juiste “vertrouwde” code gebruiken, die noodzakelijk is voor de uitvoering van de PoET consensus. PoET is dan ook een efficiënt Proof of Work protocol, dat ervoor zorgt dat het intensieve “mining proces” kan worden vervangen door een willekeurig “timer system”, voor deelnemers binnen het blockchainnetwerk. Bij zo’n timer system krijgt iedere deelnemer binnen de blockchain een willekeurig “timer object”. De eerste “timer” die “vervalt”, bepaalt vervolgens welke deelnemer de blok-leider wordt en mag het volgende nieuwe blok binnen het netwerk produceren.

Reward, beloning

Minder complexe en minder energieverspillende staking- en beloningsmechanismen

PoET maakt Proof of Work systemen een stuk efficiënter en daarnaast zorgt dit consensus algoritme voor minder complexe en minder energieverspillende staking- en beloningsmechanismen, die meestal nodig zijn om consensus binnen de blockchain te realiseren. PoET wordt gezien als een ideaal consensus protocol voor gesloten (permissioned) blockchains, waarbij gebruikers “toestemming” nodig hebben om informatie binnen het netwerk te lezen en transacties uit te voeren. Ook is er binnen permissioned blockchains vaak vooraf al bepaald wie gemachtigd is, om nieuwe blokken aan het blockchainplatform toe te voegen. Een goed voorbeeld van zo’n gesloten blockchain is Ripple, dat zelf bepaalt wie er op het platform transacties mogen valideren. Het netwerk van Ripple is dan ook een “centraal” georganiseerd platform.

Smart contract

Sabre: aandrijving van smart contracts

PoET vergroot de schaalbaarheid van Hyperledger Sawtooth en maakt het testen van decentrale applicaties eenvoudiger. Naast PoET omvat Sawtooth 1.1 nog twee andere consensus mechanismen: het “Raft consensus algoritme” en het “Practical Byzantine Fault Tolerance algoritme”. Een andere belangrijke nieuwe functionaliteit in Sawtooth 1.1 is de smart contract aandrijving: Sabre. Sawtooth Sabre is een transactie-protocol voor “on-chain” WebAssembly (WASM) smart contracts.

Java programmeertaal

Programmeertalen die verenigbaar zijn met WebAssembly

WebAssembly is een nieuw type code die kan worden uitgevoerd in moderne webbrowsers. Hierdoor kunnen ontwikkelaars kiezen voor iedere programmeertaal die verenigbaar is met WebAssembly, zoals bijvoorbeeld Java, C++, Go, Rust of Elixir. Met Sabre kunnen smart contracts worden ontwikkeld die vervolgens met Sawtooth 1.1 kunnen worden uitgevoerd. Ook Sawtooth Sabre is momenteel nog volop in ontwikkeling.

Chain, ketting.

Bedrijfstoepassingen en on-chain governance

Hyperledger Sawtooth 1.1 is dus voorzien van een aantal belangrijke verbeteringen en omvat een aantal interessante nieuwe mogelijkheden voor verschillende bedrijfstoepassingen, zoals “on-chain governance”. Echter zijn er ook een aantal zaken die vragen oproepen. SGX wordt namelijk volledig gefabriceerd door chipfabrikant Intel. Dat betekent uiteraard automatisch dat de consensus binnen Hyperledger Sawtooth afhankelijk is van een derde partij.

Duurzame energie

Duurzamer consensus-model

Hoe het ook verder gaat met Hyperledger Sawtooth, op dit ogenblik draagt het PoET-protocol bij aan een duurzamer consensus-model. Een consensus-model waarbij minder energie wordt verbruikt en waarbij processen efficiënter kunnen worden uitgevoerd!

 

Op de hoogte blijven van de ontwikkelingen op het gebied van de blockchaintechnologie? Meld je dan nu aan voor onze blogpost!

 

Meld je aan voor de blogpost!
Ik ga ermee akkoord dat mijn naam en e-mailadres worden gedeeld met Mailchimp.
Met de blogpost van Uitleg Blockchain blijf je automatisch op de hoogte van de nieuwste ontwikkelingen omtrent de blockchain technologie.
We hebben een hekel aan spam. Uw e-mailadres zal niet worden verkocht of gedeeld met anderen (afgezien van het marketing automation platform dat wij gebruiken voor onze e-maillijst).

Leave a Reply