Stos technologii, często nazywany stosem technologii, to połączenie narzędzi programowych, frameworków i technologii używanych do tworzenia i uruchamiania aplikacji cyfrowej lub strony internetowej. Przypomina to fundament i elementy składowe konstrukcji, gdzie każdy komponent odgrywa określoną rolę w zapewnianiu funkcjonalności i wydajności aplikacji.
W świecie rozwoju technologii blockchain stos technologii staje się jeszcze bardziej skomplikowany i obejmuje platformy blockchain, inteligentne języki kontraktów, zdecentralizowane rozwiązania pamięci masowej i nie tylko. Ponieważ krajobraz cyfrowy stale ewoluuje, zrozumienie i wybór odpowiedniego stosu technologii pozostaje kluczowym aspektem pomyślnego tworzenia aplikacji.
Składniki stosu technologicznego
W swojej istocie stos technologiczny jest podzielony na dwa główne komponenty: frontend (lub stronę klienta) i backend (lub stronę serwera).
frontend: Jest to widoczna część aplikacji, z którą użytkownicy wchodzą w bezpośrednią interakcję. Obejmuje wszystko, czego użytkownik doświadcza bezpośrednio: kolory i style tekstu, przyciski, obrazy, suwaki i wszelkie inne elementy. Typowe technologie używane w interfejsie obejmują HTML, CSS i JavaScript, a także frameworki takie jak React, Angular i Vue.js.
Backend: Jest to zakulisowa część aplikacji, odpowiedzialna za przechowywanie i organizowanie danych, zapewnienie płynnego działania wszystkiego w interfejsie oraz zarządzanie ogólną logiką aplikacji. Składa się z serwera, aplikacji i bazy danych. Popularne technologie backendu obejmują środowiska serwerowe, takie jak Node.js lub Ruby on Rails, oraz bazy danych, takie jak PostgreSQL, MongoDB i MySQL.
Wybór odpowiedniego stosu technologicznego ma kluczowe znaczenie dla powodzenia aplikacji. Decyzja często zależy od różnych czynników, w tym wymagań projektu, wiedzy zespołu, potrzeb w zakresie skalowalności i ograniczeń budżetowych. Dobrze dobrany stos technologii może usprawnić procesy programistyczne, poprawić doświadczenia użytkownika i zapewnić długoterminową żywotność aplikacji.
Należy pamiętać, że choć trendy w technologii przychodzą i odchodzą, główny cel pozostaje ten sam: stworzenie solidnej, wydajnej i przyjaznej dla użytkownika aplikacji. Dlatego przy wyborze zestawu technologii zaleca się przedłożenie konkretnych potrzeb projektu nad popularnymi trendami branżowymi.
Warstwy stosu technologicznego Blockchain
Aby zrozumieć zawiłe warstwy stosu technologii blockchain, niezbędna jest wizualizacja jego struktury. U podstaw grafika przedstawia różne programowalne łańcuchy, powszechnie określane jako łańcuchy bloków warstwy 1 (L1). Co ciekawe, łańcuchy bloków warstwy 2 (L2) są również częścią tej podstawowej warstwy w stosie technologii programistów blockchain. Łańcuchy te pełnią rolę szkieletu, zapewniając sieci, protokoły i bazy danych umożliwiające zdecentralizowany Internet.
Wychodząc od sieci blockchain, kolejne warstwy obejmują węzły, interfejsy API, mieszankę narzędzi programistycznych Web3 i Web2 oraz platformy. Na szczycie znajdziemy dApps. Łącznie komponenty te reprezentują współczesny stos technologii niezbędny do rozwoju blockchain. Jednak dla osób aspirujących do specjalizacji w tworzeniu aplikacji dApp nie każda warstwa może mieć bezpośrednie znaczenie. I chociaż reprezentacja wizualna jest kluczowa, warto zachować jej istotę podczas eksploracji tematu.
Która warstwa Twoim zdaniem przyciąga najwięcej uwagi użytkowników? Jeśli Twoim przypuszczeniem było „dApps”, trafiłeś w sedno. Należy o tym pamiętać, ponieważ w przypadku braku zorientowanych na użytkownika aplikacji dApps technologia blockchain może stać się innowacją niewykorzystaną.
Dlatego opanowanie sztuki tworzenia dApps ma kluczowe znaczenie dla ciągłego rozwoju i znaczenia Web3. Ostatecznym celem jest zaangażowanie użytkowników końcowych w najbardziej usprawniony i skuteczny sposób.
Zrozumienie stosu technologii rozwoju Blockchain
Po zapoznaniu się ze wstępnym przeglądem nadszedł czas, aby zagłębić się w poszczególne warstwy stosu technologii blockchain. Naszą eksplorację rozpoczniemy od warstwy fundamentowej i będziemy wspinać się ku górze. Rozumiejąc każdą warstwę stosu technologicznego programistów blockchain, będziesz gotowy do bezpiecznego poruszania się po krajobrazie blockchain.
Sieci blockchain
Ta podstawowa warstwa ma kluczowe znaczenie dla świata rozwoju blockchain i pojawienia się Web3. W przypadku jego braku ograniczalibyśmy się do systemów scentralizowanych. Przede wszystkim sieć Ethereum pozostaje liderem w dziedzinie programowalnych łańcuchów bloków, zachowując swoją pozycję szeroko przyjętej zdecentralizowanej platformy. Jego pionierski charakter zapewnił mu przewagę już na wczesnym etapie rozwoju, co doprowadziło do powstania wirtualnej maszyny Ethereum (EVM). Jednak wyzwania, takie jak podwyższone koszty transakcji i wąskie gardła w sieci Ethereum, stały się katalizatorem pojawienia się alternatywnych łańcuchów, wzbogacających ekosystem o różnorodne opcje.
Blockchainy zorientowane na rozwój można ogólnie podzielić na dwa segmenty:
Łańcuchy kompatybilne z EVM i łańcuchy niekompatybilne z EVM. Jak sugerowano, to pierwsze jest zgodne ze środowiskiem wirtualnym Ethereum, umożliwiając programistom korzystanie z większości narzędzi zaprojektowanych dla Ethereum. I odwrotnie, sieci niezgodne z EVM działają na swoich odrębnych platformach wirtualnych. Oto migawka znanych łańcuchów bloków z obu kategorii:
Łańcuchy bloków warstwy 1 obejmują:
- Ethereum
- Lawina
- Cronos
- Fantom
- Łańcuch BNB
- Solana
- BLISKO
- Przepływ
Łańcuchy bloków warstwy 2 obejmują:
- Wielokąt
- arbitraż
- Optymizm
- Hermeza
Zrozumienie węzłów
W swej istocie węzły łączą się ze swoimi odpowiednikami w ramach tego samego łańcucha bloków. Każdy pełny węzeł, między innymi, zawiera kompleksową replikę bieżącego stanu łańcucha bloków. Rozmieszczenie i rozprzestrzenianie się węzłów w obrębie określonej sieci blockchain odgrywa kluczową rolę w określaniu stopnia decentralizacji sieci.
Współpraca z węzłami ma kluczowe znaczenie, ponieważ pełnią one rolę bramy do komunikacji z łańcuchem blokowym i pobierania jego danych. Dokonując porównania z tradycyjnym tworzeniem stron internetowych, tak jak nie angażuje się bezpośrednio procesora w aplikacjach Web2, logiczne jest, aby nie łączyć się bezpośrednio z łańcuchem blokowym w kontekście Web3.
Chociaż teoretycznie każdy może obsługiwać węzeł, praktyka jest bardziej skomplikowana. Obsługa węzła często wymaga szczególnej uwagi, co wymaga zaangażowania zespołu do jego utrzymania, zapewnienia regularnych kopii zapasowych i zajęcia się innymi kwestiami technicznymi.
Biorąc pod uwagę te złożoności, nieuzasadnione jest oczekiwanie, że każdy programista Web3 będzie zarządzał swoim węzłem. Pozytywną stroną jest obecność wyspecjalizowanych dostawców węzłów, co eliminuje potrzebę uruchamiania własnych rozwiązań przez programistów. Dostawcy ci stanowią szkielet tej warstwy w stosie technologii programistów blockchain. Znane nazwy w domenie dostawców węzłów obejmują Infura, Alchemy, Chainstack, Getblock, Pocket Network, QuickNode i RunNode.
Istnieją jednak nieodłączne ograniczenia dotyczące węzłów. Pojedynczy węzeł jest zazwyczaj ograniczony do określonego łańcucha bloków i nie rozszerza swojego zasięgu na wiele inteligentnych kontraktów powiązanych z tokenami kryptowalut. Ponadto dane oferowane przez węzeł są surowe i bezpośrednio wyodrębniane z łańcucha bloków, bez żadnego udoskonalania.
Rola API
Osobom zaznajomionym z informatyką koncepcja API (interfejsów programowania aplikacji) nie jest obca. Są to uporządkowane zestawy definicji i protokołów zaprojektowane w celu ułatwienia tworzenia i integracji aplikacji. W kontekście blockchain interfejsy API Web3 odgrywają kluczową rolę w rozwoju zdecentralizowanych aplikacji (dApps).
W istocie interfejsy API zapewniają ustrukturyzowany mechanizm umożliwiający płynną komunikację różnych komponentów oprogramowania. Wysokiej jakości interfejsy API zapewniają programistom spójne kodowanie w stabilnym środowisku. Ekosystem blockchain może pochwalić się kilkoma cenionymi usługami API Web3. Do godnych uwagi należą Covalent, QuickNode, The Graph, Bitquery, Alchemy i Biconomy.
Należy również podkreślić, że do ofert API dołączona jest obszerna dokumentacja. Na przykład dokumentacja Moralisa jest wzbogacona praktycznymi przykładami przypadków użycia obejmującymi szeroką gamę punktów końcowych. Dzięki temu programiści mogą odpowiadać na wiele zapytań przy użyciu zwięzłych segmentów kodu.
Narzędzia i platformy programistyczne Web3 i Web2
Chociaż zintegrowanie trzeciej i czwartej warstwy stosu technologii blockchain może wydawać się logiczne, biorąc pod uwagę, że interfejsy API są z natury narzędziami programistycznymi, ich znaczenie wymaga wyraźnego uznania.
Warstwa ta zawiera abstrakcje oprogramowania wyższego poziomu i biblioteki frontonu, często nazywana warstwą prezentacji. Obejmuje biblioteki specyficzne dla Web3, środowiska programistyczne i zdecentralizowane rozwiązania pamięci masowej, takie jak IPFS.
Dodatkowo ta warstwa stosu technologii blockchain integruje tradycyjne platformy tworzenia aplikacji. Wykorzystując niezawodne, wieloplatformowe interfejsy API, takie jak te dostarczane przez Moralis, programiści mogą wykorzystywać znane platformy, takie jak Firebase, Supabase i PlayFab, do tworzenia wyjątkowych dApps.
dApps
Docierając do szczytu stosu technologii programistów blockchain, natrafiamy na dApps, czyli aplikacje zdecentralizowane. Aplikacje te manifestują się w niezliczonej liczbie form, począwszy od platform DeFi i DEX po dApps do weryfikacji tożsamości, rynki NFT i dApps skoncentrowane na danych. Ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że witalność leżących poniżej warstw osiąga kulminację w tej najwyższej warstwie. Dla przeciętnego użytkownika Web3 jego interakcja dotyczy przede wszystkim tej warstwy.
Chociaż podstawą programisty Web3 jest tworzenie dApp, wykorzystuje on również istniejące dApps do usprawniania procesów. Na przykład portfele Web3, takie jak MetaMask, odgrywają zasadniczą rolę w zarządzaniu kosztami transakcji podczas wdrażania inteligentnych kontraktów i testowania dApp.
Warstwa ta oferuje płótno dla innowacji i kreatywności. Na programistach spoczywa obowiązek zaprezentowania urzekającego interfejsu użytkownika (UI) i zapewnienia niezrównanego doświadczenia użytkownika (UX). Te aspekty odgrywają kluczową rolę we wprowadzaniu technologii blockchain do głównego nurtu.
Najlepsze środowiska programistyczne Web3
Dla programistów Web3 rozpoczynających przygodę z tworzeniem aplikacji dApp wybór sieci blockchain ma kluczowe znaczenie. Istotnym kryterium jest zakres i jakość narzędzi deweloperskich, którymi dysponują.
Dobra wiadomość dla tych, którzy wybierają łańcuchy kompatybilne z EVM, to bogate dziedzictwo historii rozwoju Ethereum, oferujące mnóstwo wypróbowanych i przetestowanych środowisk programistycznych.
Kask
To środowisko programistyczne zorientowane na JavaScript jest dobrodziejstwem dla programistów, którzy chcą kompilować, testować, wdrażać i rozwiązywać problemy z aplikacjami Ethereum. Rozszerzalność Hardhat poprzez wtyczki pozwala na dostosowane do potrzeb lokalne konfiguracje rozwoju blockchain. Co więcej, obszerna dokumentacja pomaga w bezproblemowym debugowaniu i rozwiązywaniu problemów.
Apartament Truffle
Zawierający trzy narzędzia programistyczne zorientowane na JavaScript — Truffle, Ganache i Drizzle — ten pakiet stanowi kompleksowy zestaw narzędzi do programowania EVM.
- Trufla: Służy jako główna platforma programistyczna oferująca funkcje testowania i wdrażania.
- Nadzienie: Ułatwia szybkie utworzenie lokalnego blockchainu.
- Mżawka: Zapewnia kolekcję bibliotek frontendowych, łącząc elementy frontendu z bazowymi inteligentnymi kontraktami.
Duszek
Pozycjonowany jako odpowiednik Hardhat i Truffle, Brownie jest frameworkiem opartym na Pythonie, dostosowanym do programowania EVM. Prezentuje kompleksową gamę narzędzi programistycznych Web3, wykorzystujących głównie pakiet web3.py do kompilacji, testowania i wdrażania dApp.
Środowiska programistyczne dla łańcuchów bloków innych niż EVM
Najnowszym trendem w domenie blockchain jest gwałtowny rozwój aplikacji dApp na blockchainach innych niż EVM.
Zwolennicy tych sieci często krytykują łańcuchy EVM za nadmierne przywiązanie do struktury Ethereum, opowiadając się za innowacjami poprzez nowatorskie architektury. Zazwyczaj łańcuchy bloków inne niż EVM priorytetowo traktują skalowalność danych i transakcji, zapewniając imponujące współczynniki transakcji.
Przykłady łańcuchów bloków innych niż EVM obejmują:
- Solarium: Platforma warstwy 1 wykorzystująca Rust do tworzenia inteligentnych kontraktów.
- BLISKO: Kolejna platforma warstwy 1, preferująca Rust lub Assembly Script do tworzenia inteligentnych kontraktów.
- Liniowiec: Parachain łączący ekosystem Polkadot z wiodącymi łańcuchami bloków warstwy 1.
Chociaż środowiska programistyczne dla sieci innych niż EVM mogą nie być tak dojrzałe, niektóre sieci są pionierami w zakresie narzędzi programistycznych dostosowanych do ich platform.
Na przykład Flow zapewnia programistom narzędzia do analizowania inteligentnych kontraktów Cadence pod kątem potencjalnych problemów, wykorzystując natywne rozszerzenie dla Visual Studio Code — jednego z najbardziej poszukiwanych zintegrowanych środowisk programistycznych (IDE).
Innym godnym uwagi środowiskiem programistycznym innym niż EVM jest Anchor, przeznaczony do rozwoju kontraktów Solana. Oferuje doświadczenie użytkownika przypominające Solidity i Truffle, dzięki czemu przejście na rozwój Rust i Solana jest bardziej dostępne dla programistów.
Wnioski
Stos technologii blockchain to wieloaspektowy ekosystem, w którym każda warstwa odgrywa kluczową rolę w opracowywaniu i wdrażaniu zdecentralizowanych aplikacji. Niezależnie od tego, czy ktoś jest doświadczonym programistą, czy nowicjuszem w dziedzinie blockchain, zrozumienie tych warstw i narzędzi, które obejmują, jest niezbędne. W miarę ciągłego rozwijania się krajobrazu cyfrowego, bycie na bieżąco z informacjami i wykorzystywanie odpowiednich narzędzi będzie kluczem do wykorzystania pełnego potencjału technologii blockchain.
Źródło: https://www.cryptopolitan.com/best-tech-stack-for-blockchain-developers/