Hyperledger ist eine Open-Source-Community, die sich der Entwicklung einer Sammlung stabiler Frameworks, Tools und Bibliotheken für Berechtigungs-, unternehmensweite Blockchain-Bereitstellungen widmet. Es handelt sich um eine globale Partnerschaft, die aus Mitgliedsorganisationen im Bereich Finanzen, Bankwesen, dem Internet der Dinge, Lieferketten, Fertigung und Technologie besteht. Hyperledger Fabric, Cello, Besu und Caliper sind einige der zahlreichen Unterprojekte.

Was ist das Hyperledger-Protokoll?

Hyperledger ist eine globale Unternehmens-Blockchain-Initiative, die den erforderlichen Rahmen, Standards, Richtlinien und Tools zur Konstruktion von Open-Source-Blockchains und verwandten Anwendungen für verschiedene Branchen bereitstellt. Hyperledger ist eine globale Zusammenarbeit, die verteilte Ledger-basierte Technologie-Frameworks und leistungsstarke Blockchains entwickelt. Hyperledger wurde entwickelt, um die Erstellung von verteilten Ledgern auf Basis der Blockchain-Technologie zu erleichtern. Es gibt eine vielfältige Auswahl an unternehmensbereiten, berechtigten Blockchain-Plattformen.

Die Initiativen von Hyperledger umfassen verschiedene unternehmensfertige, berechtigte Blockchain-Plattformen und Plug-and-Play-Optionen. Die Hyperledger-Stiftung unterstützt, wartet und hostet diese Initiativen. Seit ihrer Gründung durch die Linux Foundation im Jahr 2016 hat das Hyperledger-Projekt Beiträge von verschiedenen Organisationen erhalten, darunter IBM, Intel, Samsung, Microsoft, Visa, American Express und Blockchain-Unternehmen wie Blockforce.

Die Hyperledger-Plattform ermöglicht die Entwicklung von auf die spezifischen Anforderungen des Unternehmensbetriebs zugeschnittenen Blockchain-Diensten. Hyperledger hat den Vorteil, ein personalisiertes und sicheres Blockchain-Netzwerk zu etablieren, was bei anderen Plattformen zur Entwicklung von blockchain-basierter Software nicht der Fall ist.

Diese Schichten werden von Hyperledger-basierter Technologie genutzt:

• Eine Konsensschicht legt eine Übereinkunft über die Reihenfolge fest und überprüft die Genauigkeit der Transaktionen in einem Block.
• Eine intelligente Vertragsebene, die Transaktionsanfragen autorisiert und verarbeitet
• Eine Kommunikationsschicht, die den Transport von Peer-to-Peer (P2P)-Nachrichten überwacht.
• Eine API, die es anderen Anwendungen ermöglicht, mit der Blockchain zu kommunizieren.
• Identitätsverwaltungsdienste sind dafür verantwortlich, die Identitäten von Benutzern und Systemen zu überprüfen.

Hintergrund des Hyperledger-Protokolls

Die Linux Foundation mit Sitz in San Francisco, Kalifornien, gründete im Dezember 2015 die Hyperledger-Initiative. Sie entstand mit 30 Mitgliedsunternehmen und hat sich seitdem auf etwa 140 Mitgliedsunternehmen erweitert.

Brian Behlendorf wurde als Geschäftsführer ernannt. Behlendorf erklärte, dass die Hyperledger-Initiative niemals eine eigene Kryptowährung entwickeln würde. Im Jahr 2016 initiierte das Projekt auch die Entgegennahme von Vorschlägen zur Inkubation von Codebases und anderen wesentlichen Elementtechnologien. Hyperledger Fabric und libconsensus waren zwei der anfänglichen Blockchain-Framework-Codebases, die akzeptiert wurden. Intels verteiltes Ledger Sawtooth wurde anschließend inkubiert.

Die produktionsbereite Sawtooth 1.0 wurde 2018 eingeführt. Eine Version von Hyperledger Fabric mit Langzeitunterstützung wurde 2019 eingeführt. Daniela Barbosa folgte Behlendorf im Oktober 2021 als geschäftsführende Direktorin nach. Im gleichen Monat wurde Hyperledger in die Hyperledger-Stiftung umbenannt, um eine klarere Unterscheidung zwischen der Organisation und einzelnen Hyperledger-Initiativen zu schaffen.

Wie funktioniert das Hyperledger-Protokoll?

Hyperledger ist ein Betriebssystem ähnlich dem quelloffenen Linux, das in einem Netzwerk, Computer, Laptop oder anderen Geräten betrieben wird. Es ist mit Linux vergleichbar, da es Benutzern ermöglicht, ihre Präferenzen basierend auf ihren Anforderungen zu bestimmen. Daher kann ein System durch die Nutzung eines der vorhandenen Hyperledger-Projekte, die speziell für bestimmte Zwecke entwickelte Betriebssysteme sind, konstruiert werden. Dieses System kann mit verschiedenen Modulen ausgestattet werden, um die vielfältigen Anforderungen des Benutzers zu erfüllen.

Hyperledger fungiert als zentrales Zentrum für verschiedene verteilte Ledger-Frameworks und Bibliotheken. Hyperledger Greenhouse, das die Frameworks und Tools umfasst, die Hyperledger ausmachen, wird von Entwicklern verwendet, um geschäftliche Blockchain-Initiativen zu erstellen. Die Netzwerkteilnehmer sind alle vertraut und können an Konsensbildungsprozessen teilnehmen. Hyperledger arbeitet auf eine Weise, die es einer Anwendung ermöglicht, eine Vertragsanforderung zu initiieren. Dies kann anhand des folgenden Beispiels verstanden werden:

Nehmen wir an, Peer A sendet das vereinbarte Produkt über ein Hyperledger-basiertes Netzwerk an Peer B. Konsultieren Sie dann die Anwendung, um die Netzwerkadresse von Peer B zu identifizieren. Die Anwendung fragt den Mitgliedschaftsdienst ab und überprüft die Peer-B-Mitgliedschaft.

Dann wird Hyperledger eine direkte Verbindung zwischen den beiden Peers für die mit der Vereinbarung verbundene Transaktion herstellen. Das Ergebnis muss für beide Parteien identisch sein, um validiert zu werden. Die Konsens-Cloud erhält dann das Ergebnis zur Überprüfung und Anordnung. Nach der Validierung wird das Produkt an Peer B geliefert und die Transaktion im Hauptbuch aufgezeichnet.

Dies kann so angegeben werden, dass die mit der Transaktion direkt verbundenen Peers verbunden sind und ihre Hauptbücher die einzigen sein werden, die im Zusammenhang mit dem Geschäft aktualisiert werden. Die genaue und notwendige Menge an Informationen wird nur den Dritten offengelegt, die bei der Transaktion durch die Vorschriften des Netzwerks unterstützen.

Aufgaben der Hyperledger-Peers

Die Peers im Hyperledger-Netzwerk sind zu zwei Laufzeiten in drei diskrete Rollen unterteilt. Dieses einzigartige Merkmal in diesem Netzwerk ermöglicht ein hohes Maß an Personalisierung, was zu bedeutenden Veränderungen führt. Die drei Peer-Verantwortlichkeiten sind wie folgt:

• Committer:Fügt validierte Transaktionen ihren jeweiligen Hauptbüchern hinzu. Die Transaktion wird nur dem dafür vorgesehenen Hauptbuch hinzugefügt, nachdem der Consenter sie zurückgegeben hat.
• Endorser:Die Endorser-Knoten sind verantwortlich für die Simulation einzigartiger Transaktionen in ihrem Netzwerk und verhindern nicht-deterministische und unzuverlässige Transaktionen. Während alle Endorser als Committer fungieren, können Committer je nach Netzwerkbeschränkungen Endorser sein oder nicht.
• Consenter:Ihre Aufgabe besteht darin, die von verbundenen Peers generierten Ergebnisse zu überprüfen, die eine Transaktion durchführen möchten, um die Transaktion zu validieren. Im Gegensatz zu Committern und Endorsers, die während der gleichen Laufzeit arbeiten, sind ihre Aufgaben spezifisch und erfordern separate Laufzeiten. Ihre Aufgabe besteht darin, zu bestimmen, in welches Ledger die Transaktion übernommen werden soll.

Vorteile des Hyperledger-Protokolls

Sicherheit

Hyperledger priorisiert Sicherheit und bietet Verschlüsselung, Identitätsmanagement und Zugriffskontrolle. Dies macht es zu einer idealen Wahl für Unternehmensanwendungen, die ein hohes Maß an Sicherheit erfordern.

Flexibilität

Hyperledger bietet ein hohes Maß an Modularität und Flexibilität, das es Entwicklern ermöglicht, die Plattform nach ihren spezifischen Anforderungen anzupassen und zu konfigurieren.

Skalierbarkeit

Hyperledger ist darauf ausgelegt, Unternehmensanwendungen zu unterstützen, die im großen Maßstab arbeiten und Tausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten können.

Interoperabilität

Hyperledger bietet eine einheitliche Plattform zur Entwicklung von Blockchain-Anwendungen, die die Integration mit anderen Systemen und Anwendungen erleichtert.

Privatsphäre

Hyperledger ermöglicht die Einrichtung privater, zugelassener Blockchain-Netzwerke, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Entitäten auf die Daten des Netzwerks zugreifen können.

Nachteile des Hyperledger-Protokolls

Komplexität

Hyperledger kann insbesondere für Organisationen, die neu in der Blockchain-Technologie sind, herausfordernd bei der Installation und dem Betrieb sein. Dies erfordert möglicherweise erhebliche technische Fähigkeiten und Ressourcen.

Zentralisierung

Hyperledger ist eine Berechtigungsblockchain-Plattform, was bedeutet, dass nur autorisierte Parteien am Netzwerk teilnehmen können. Dies führt zu einer begrenzten Dezentralisierung. Obwohl dies die Sicherheit und Privatsphäre verbessern kann, bedeutet dies auch, dass das Netzwerk weniger dezentralisiert ist als öffentliche Blockchain-Plattformen.

Eingeschränkte Smart-Vertragsfähigkeit

Hyperledger bietet im Vergleich zu anderen Blockchain-Plattformen eingeschränkte Smart-Vertragsfähigkeiten. Obwohl dies für bestimmte Anwendungen ausreichend sein kann, kann es für Organisationen, die anspruchsvollere Smart-Vertragsfähigkeiten benötigen, nachteilig sein.

Hyperledger-Projekte

Hyperledger bietet eine Vielzahl von Projekten und Tools. Hyperledger Fabric und Sawtooth sind zwei bemerkenswerte Frameworks oder Projekte, die Teil von Hyperledger sind, obwohl es zahlreiche Projekte gibt.

Hyperledger Stoffe

Hyperledger Fabric ist eine Open-Source, zugelassene verteilte Ledger-Technologie (DLT) Plattform, die speziell für den unternehmerischen Einsatz entwickelt wurde. Sie bietet einzigartige Funktionen, die sie von anderen prominenten verteilten Ledger- oder Blockchain-Plattformen unterscheiden.

Fabric ist eine verteilte Ledger-Plattform, die Smart Contracts ermöglicht, die in allgemeinen Programmiersprachen wie Java, Go und Node.js anstatt in begrenzten domänenspezifischen Sprachen (DSL) geschrieben sind. Die Fabric-Plattform ist ein berechtigtes Netzwerk, in dem Benutzer sich gegenseitig kennen, im Gegensatz zu einem öffentlichen berechtigungslosen Netzwerk, in dem Personen anonym sind und daher nicht vollständig vertrauenswürdig sind.

Hyperledger Fabric-Modell

Hyperledger Fabric beinhaltet wesentliche Designelemente, die effektiv dazu beitragen, sein Engagement für eine umfassende und anpassungsfähige Blockchain-Lösung für Unternehmen zu erfüllen. Die umfassten Elemente sind:

• Assets:In Hyperledger Fabric werden Vermögenswerte als eine Reihe von Schlüssel-Wert-Paaren dargestellt, und alle Änderungen ihres Zustands werden als Transaktionen im Kanalbuch dokumentiert. Vermögenswerte können sowohl in binärer als auch in JSON-Format ausgedrückt werden.
• Chaincode:Chaincode bezieht sich auf Software, die eine oder mehrere Vermögenswerte definiert und Anweisungen zum Ändern dieser Vermögenswerte über Transaktionen bereitstellt. Die Ausführung von Chaincode ist von der Transaktionsreihenfolge getrennt, was den Bedarf an Vertrauen und Überprüfung zwischen verschiedenen Knoten reduziert. Dieser Ansatz verbessert die Skalierbarkeit und Leistung des Netzwerks.
• Ledger:Das Ledger besteht aus einer Blockchain, die einen unveränderlichen und geordneten Datensatz in Blöcken speichert. Es beinhaltet auch eine Statusdatenbank, die den aktuellen Zustand des Fabric verfolgt. Jeder Kanal hat ein Ledger. Der unveränderliche und gemeinsam zugängliche Datensatz speichert alle Transaktionsaufzeichnungen für jeden Kanal und integriert eine Abfragefunktion ähnlich wie SQL für effektive Prüfung und Beilegung von Streitigkeiten.
• Datenschutz:Die Privatsphäre wird durch die Verwendung von Kanälen und die private Datenerfassung gewährleistet, die vertrauliche Transaktionen zwischen konkurrierenden Unternehmen und regulierten Branchen ermöglichen, die Vermögenswerte in einem gemeinsamen Netzwerk austauschen.
• Sicherheits- und Mitgliederservices:Die autorisierten Mitglieder stellen sicher, dass ein zuverlässiges Blockchain-Netzwerk aufgebaut wird, in dem die Teilnehmer wissen, dass autorisierte Regulierungsbehörden und Prüfer alle Transaktionen identifizieren und nachverfolgen können.
• Konsensmechanismus:Der Konsensmechanismus bietet eine einzigartige Methode zur Erreichung der erforderlichen Anpassungsfähigkeit und Erweiterbarkeit der Organisation.

Hyperledger Sawtooth

Hyperledger Sawtooth ist eine von Intel eingeführte Blockchain-Plattform mit genehmigten und modularen Funktionen. Hyperledger Sawtooth ist eine vielseitige und modulare Architektur, die das Kernsystem von der Anwendungsdomäne trennt. Dies ermöglicht es Smart Contracts, die Geschäftsregeln für Anwendungen zu definieren, ohne Kenntnisse über das zugrunde liegende Design des Kernsystems zu benötigen. Hyperledger Sawtooth bietet eine Reihe von Konsensmethoden wie Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) und Proof of Elapsed Time (PoET). Es ist speziell darauf ausgelegt, vielseitig und skalierbar zu sein.

Sawtooth kann sowohl genehmigte als auch nicht genehmigte Bereitstellungen ermöglichen. Es verwendet einen neuartigen Konsensmechanismus namens Proof of Elapsed Time (PoET). PoET ist darauf ausgelegt, viele verteilte Validatoren effizient einzubeziehen und dabei geringen Ressourcenverbrauch zu erfordern. Die Geschäftslogik der Transaktionen ist von der Konsenschicht getrennt und in Transaktionsfamilien organisiert, die eingeschränkte oder uneingeschränkte Semantik haben können.

Funktionen von Hyperledger Sawtooth

Die Merkmale einer Sägezahn umfassen:

• Dynamische Konsensbildung
• Transaktionsfamilien
• Beweis für vergangene Zeit (eine spezifische Konsensmethode)
• Parallele Transaktionsausführung (ermöglicht die Bildung separater Ketten)
• Private Transaktionen
• Die Ausführung von Ethereum Smart Contracts

Zusätzlich gibt es Software Development Kits (SDKs), die für Python, Go, JavaScript, Rust, Java und C++ zugänglich sind. Sawtooth ist darauf ausgelegt, den Anforderungen von Unternehmen gerecht zu werden, die eine Blockchain-Plattform benötigen, die genehmigt und anpassungsfähig ist.

Andere Hyperledger-Projekte

Hyperledger Iroha

Hyperledger Iroha ist eine Blockchain-Plattform, die für eine nahtlose Integration in bestehende Netzwerke konzipiert ist. Sie ist auch darauf ausgelegt, unkompliziert und mühelos in infrastrukturelle oder IoT-Projekte integriert zu werden, die verteilte Ledger-Technologie benötigen.

Hyperledger Iroha zeichnet sich durch seine klare und präzise Architektur, modulare und domänengesteuerte C++-Entwicklung, Fokus auf die Entwicklung von Clientanwendungen und die Implementierung einer neuen Konsensmethode namens YAC aus, die eine Fehlerbehebung im Falle eines Absturzes gewährleistet. Es wird in Branchen wie Finanzdienstleistungen, Gesundheitswesen und Bildung eingesetzt.

Hyperledger Indy

Hyperledger Indy ist ein Rahmenwerk, das entwickelt wurde, um dezentrale Identitäten umzusetzen. Das Produkt umfasst viele Komponenten, Tool-Sets und Bibliotheken. Darüber hinaus umfasst es die Selbst-Souveränität, die die sichere Speicherung aller Dokumente im Zusammenhang mit der eigenen Identifikation beinhaltet.

Hyperledger Besu

Hyperledger Besu ist eine öffentlich zugängliche Ethereum-Codebasis, die auf privaten, berechtigten Plattformen und dem Ethereum-öffentlichen Netzwerk zur Verfügung steht. Das System umfasst die Ethereum Virtual Machine (EVM), Konsensmethoden, benutzerorientierte APIs und Überwachungsmöglichkeiten.

Hyperledger Cello

Hyperledger Cello ist ein Blockchain-as-a-Service-Toolkit zur Erstellung, Beendigung und Verwaltung von Blockchain-Services. Es fungiert als das operative Dashboard für Blockchain und optimiert den Prozess der Einrichtung, Verwaltung und Nutzung von Blockchains. Der Cello bietet eine funktionale Schnittstelle zur effizienten Verwaltung von Blockchain und zum Betrieb auf Infrastrukturen wie Bare Metal, virtuellen Maschinen und anderen Container-Plattformen.

Hyperledger Bevel

Hyperledger Bevel ist ein Katalysator für die Implementierung von Distributed-Ledger-Technologie (DLT). Bevel erleichtert die Einrichtung, Umsetzung und Integration von DLT in neuen Organisationen.

Hyperledger Firefly

Hyperledger FireFly ist der erste Open-Source-Supernode, der Unternehmen ein umfassendes Framework bietet, um sichere Web3-Anwendungen zu konstruieren und zu erweitern. Die FireFly-API erleichtert die Entwicklung von produktionsbereiten Anwendungen auf beliebten Chains und Protokollen, indem sie eine verbesserte Geschwindigkeit für den Aufbau von digitalen Vermögenswerten, Datenflüssen und Blockchain-Transaktionen bietet.

Hyperledger Cacti

Hyperledger Cacti ist ein Framework zur Erreichung von Interoperabilität durch die Herstellung von Verbindungen und die Erleichterung von Transaktionen zwischen verschiedenen Ledgern.

Hyperledger Solang

Solang ist ein Solidity-Compiler, der in Rust geschrieben ist. Er verwendet LLVM als Backend und kann Solidity für Substrate und Solana kompilieren.

Hyperledger Aries

Hyperledger Aries ist eine Reihe von Tools, die entwickelt wurden, um digitale Anmeldeinformationen zu erstellen, zu übertragen und zu speichern und dezentrale Schlüssel zu verwalten.

Hyperledger Anoncreds

Hyperledger Anoncreds ist eine überprüfbare Zertifizierung, die unabhängig von einem bestimmten Ledger oder Buchhaltungssystem ist.

Hyperledger Caliper

Hyperledger Caliper ist ein Tool, das entwickelt wurde, um die Leistung und Fähigkeiten eines Blockchain-Systems zu bewerten und zu messen. Ein Messschieber wird verwendet, um die Wirksamkeit von Blockchain-Implementierungen zu bewerten.

Fazit

Die Hyperledger Open-Source-Kollaborationsinitiative, die innerhalb der Linux Foundation angesiedelt ist, widmet sich der Entwicklung von Blockchain-Frameworks und Technologien, die für den geschäftlichen Einsatz geeignet sind. Unternehmen können vertrauliche, berechtigte Blockchain-Netzwerke für eine Vielzahl von Anwendungen einrichten. Hyperledger ist bekannt für seine modularen und anpassungsfähigen Lösungen im Bereich Supply Chain Management und Smart Contracts.