开源区块链Tendermint开发详解

Tendermint是一个开源的完整的区块链实现,可以用于公链或联盟链,其官方定位是面向开发者的区块链共识引擎:与其他区块链平台例如以太坊或者EOS相比,tendermint最大的特点是其差异化的定位,尽管包含了区块链的完整实现,但它却是以SDK的形式将这些核心功能提供出来,供开发者方便地定制自己的专有区块链:

tendermint

汇智网 tendermint

tendermint的SDK中包含了构造一个区块链节点旳绝大部分组件,例如加密算法、共识算法、区块链存储、RPC接口、P2P通信等等,开发人员只需要根据其应用开发接口(Application Blockchain Communication Interface)的要求实现自己的应用即可。

ABCI是开发语言无关的,开发人员可以使用自己喜欢的任何语言来开发基于tendermint的专用区块链。不过由于tendermint本身是采用go语言开发的,因此用go开发ABCI应用的一个额外好处就是,你可以把tendermint完整的嵌入自己的应用,干净利落地交付一个单一的可执行文件。

tendermint的共识算法

在技术方面,tendermint引以为傲的是其共识算法——世界上第一个可以应用于公链的拜占庭容错算法。tendermint曾于2016年国际区块链周获得最具创新奖,并在Hyperledger的雨燕(Burrow)等诸多产品中被采纳为共识引擎。

tendermint采用的共识机制属于一种权益证明( Proof Of Stake)算法,一组验证人(Validator)代替了矿工(Miner)的角色,依据抵押的权益比例轮流出块:

vaildator

由于避免了POW机制,tendermint可以实现很高的交易吞吐量。根据官方的说法,在合理(理想)的应用数据结构支持下,可以达到42000交易/秒,引文参考这里。不过在现实环境中,部署在全球的100个节点进行共识沟通,实际可以达到1000交易/秒。

tendermint同时是拜占庭容错的(Byzantine Fault Tolerance),因此对于3f+1个验证节点组成的区块链,即使有f个节点出现拜占庭错误,也可以保证全局正确共识的达成。同时在极端环境下,tendermint在交易安全与停机风险之间选择了安全,因此当超过f个验证节点发生 故障时,系统将停止工作。

什么是拜占庭错误?简单的说就是任何错误:既包括节点宕机、也包括恶意节点的欺骗和攻击。

tendermint共识机制的另一个特点就是其共识的最终确定性:一旦共识达成就是真的达成,而不是像比特币或以太坊的共识是一种概率性质的确定性,还有可能在将来某个时刻失效。因此在tendermint中不会出现区块链分叉的情况。

课程地址: http://xc.hubwiz.com/course/5bdec63ac02e6b6a59171df3

tendermint vs. 以太坊

tendermint的定位决定了在最终交付的节点软件分层中,应用程序占有相当部分的分量。让我们通过与以太坊的对比来更好地理解这一点:

tendermint vs. ethereum

在上图中,tendermint结构中的abci应用和以太坊结构中的智能合约,都是由用户代码实现的。显然,ABCI应用大致与EVM+合约的组合相匹配。

在以太坊中,节点是一个整体,开发者提供的智能合约则运行在受限的虚拟机环境中;而在tendermint中,并不存在虚拟机这一层,应用程序是一个标准的操作系统进程,不受任何的限制与约束——听起来这很危险,但当你考虑下使用tendermint的目的是构建专有的区块链 时,这种灵活性反而更有优势了。

事实上,tendermint留下的应用层空间如此之大,以至于你完全可以在ABCI应用中实现一个 EVM,然后提供solidity合约开发能力,这就是超级账本的 Burrow 做的事情。

课程概述

本课程适合希望开发自己的专有区块链的go语言工程师,课程内容如下:

第一章 课程简介

简单介绍tendermint的定位、特点以及对于开发者而言tendermint与以太坊的区别。

第二章 初识tendermint

tendermint本身是一个完整的区块链实现,本章介绍tendermint的主要组成部分,包括节点软件的使用、最小ABCI应用编写以及RPC API开发接口。

第三章 应用开发模型

tendermint是一个标准的状态机复制模型的实现,因此基于tendermint的应用就是一个标准的分布式状态机。本章通过一个分布式计数器的开发来学习基于ABCI接口的应用开发。

第四章 去中心化身份识别机制

本章介绍如何基于非对称加密技术实现去中心化的身份识别。课程的内容包括非对称密钥 的生成、身份验证原理与实现、哈希地址计算等。

第五章 案例:代币发行

代币是区块链的一种典型应用。在这一章里我们通过发行代币来进一步深入学习基于tendermint 的状态机应用的设计与实现。

第六章 代币案例:使用默克尔树

merkle树是区块链中经常使用的一种数据结构,在这一章我们将学习其原理、用途与使用方法,并使用它增强代币案例的功能。

第七章 代币案例:使用多版本状态库

在区块链的每个高度都对应着应用状态的特定历史快照。本章介绍如何使用tendermint的多版本状态库iavl来实现应用状态的管理。

第八章 多节点组网

本章介绍如何进行多个tendermint节点/应用旳组网。

课程地址:tendermint区块链开发详解