Kernkomponenten von Gate.io

Lisk Core

Lisk Core verwaltet alle Blockchain-Operationen, einschließlich Transaktionsverarbeitung, Blockerstellung und Netzwerksynchronisation. Es gewährleistet die Integrität und Sicherheit der Blockchain. Zu den wichtigsten Modulen gehören das Netzwerkmodul für Peer-to-Peer-Verbindungen, das Konsensmodul zur Vereinbarung des Blockchain-Zustands und das API-Modul für die Blockchain-Interaktion.

Core läuft auf von Netzwerkteilnehmern betriebenen Knoten, die Transaktionen validieren und das Netzwerk sichern. Die Software wird regelmäßig aktualisiert, um neue Funktionen und Verbesserungen einzuschließen. Sie ist in JavaScript und TypeScript geschrieben, was dem Ziel von Lisk entspricht, die Blockchain-Entwicklung für eine breitere Zielgruppe zugänglich zu machen. Der Wechsel zu TypeScript verbessert die Code-Wartbarkeit und verringert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern. Der Kern umfasst mehrere Schlüsselteilsysteme:

• Transaktions-Pool: Verwaltet ausstehende Transaktionen, bevor sie in einen Block aufgenommen werden.
• Block-Pool: Behandelt Blöcke, die empfangen, aber noch nicht verarbeitet wurden.
• Forger: Das Modul, das für die Erstellung neuer Blöcke verantwortlich ist. Bei Lisk wird die Blockerstellung an eine Gruppe gewählter Delegierter delegiert.
• Konsens: Stellt sicher, dass sich alle Knoten im Netzwerk über den Zustand der Blockchain einig sind.
  Der Lisk Core-Update-Prozess umfasst regelmäßige Releases, die Protokollverbesserungen, Sicherheitspatches und Leistungsverbesserungen enthalten, die in Testnetzumgebungen gründlich getestet werden, bevor sie im Mainnet bereitgestellt werden.

Lisk SDK

Das Lisk SDK (Software Development Kit) ist ein Toolkit zur Erstellung benutzerdefinierter Blockchain-Anwendungen. Das SDK ermöglicht es Entwicklern, Sidechains zu erstellen, die unabhängige Blockchains sind, die mit der Haupt-Lisk-Blockchain verbunden sind. Diese Sidechains können für spezifische Anwendungsfälle angepasst werden und eigenständig betrieben werden, ohne die Leistung des Hauptnetzwerks zu beeinträchtigen.

Lisk Framework

Es bietet eine modulare Architektur, die Entwickler durch Plugins und benutzerdefinierte Module erweitern können. Es verwaltet den Lebenszyklus der Anwendung und die Interaktion zwischen verschiedenen Modulen.

Lisk Elements

Eine Reihe von Bibliotheken, die Tools für die Interaktion mit der Lisk-Blockchain bereitstellen. Dazu gehören kryptografische Funktionen, Tools zur Transaktionserstellung und Dienstprogramme zur Verwaltung von Konten und Schlüsseln. Die Verwendung von JavaScript und TypeScript macht diese Bibliotheken für eine breitere Palette von Entwicklern zugänglich.

Lisk Commander

Ein Befehlszeilentool, das die Entwicklung und Verwaltung von Blockchain-Anwendungen vereinfacht. Es enthält Befehle zum Einrichten einer Entwicklungsumgebung, zum Erstellen neuer Blockchain-Anwendungen und zum Bereitstellen auf einem Netzwerk. Es bietet auch Tools zum Verwalten von Knoten und zur Interaktion mit der Blockchain.

Das SDK enthält auch Unterstützung für die Entwicklung von Smart Contracts, die auf Lisk Sidechains bereitgestellt werden können. Diese Verträge sind in JavaScript verfasst, was sie für eine breite Palette von Entwicklern zugänglich macht.

Lisk Service

Der Lisk Service fungiert als Middleware zwischen der Blockchain und Benutzeroberflächen wie Lisk Desktop und Lisk Mobile. Er aggregiert Blockchain-Daten und stellt APIs für den Zugriff auf diese Informationen bereit. Zu den Hauptfunktionen gehören die Datenaggregation, API-Endpunkte für Abfragen von Blockchain-Daten sowie erweiterte Datenzugriffsfunktionen. Der Lisk Service stellt sicher, dass Anwendungen und Wallets effizient mit der Blockchain interagieren können, indem er Echtzeit-Datenzugriff ermöglicht und die Benutzererfahrung verbessert.

Lisk Service umfasst:

• Gateway: Verwaltet API-Anfragen und leitet sie an den entsprechenden Dienst weiter.
• Datenaggregator: Sammelt und verarbeitet Daten aus der Blockchain und stellt sie über APIs zur Verfügung.
• Indexer: Indiziert Blockchain-Daten, um schnelle und effiziente Abfragen zu ermöglichen.
• Cache: Speichert häufig abgerufene Daten, um die Leistung zu verbessern.

Diese Komponenten arbeiten zusammen, um Entwicklern und Benutzern ein nahtloses Erlebnis zu bieten. Der Service ist darauf ausgelegt, hoch skalierbar zu sein, sodass er große Datenmengen und hohe Traffic-Lasten bewältigen kann.

Sidechain und Hauptkettenarchitektur

Lisk verwendet Sidechains, um Skalierbarkeit und Flexibilität zu verbessern. Die Hauptkette übernimmt wesentliche Operationen und sichert das Netzwerk, während Sidechains ihre eigenen Transaktionen und Operationen verarbeiten, eine Trennung, die ermöglicht:

• Skalierbarkeit: Sidechains verarbeiten Transaktionen unabhängig voneinander und reduzieren die Last der Hauptkette.
• Anpassung: Entwickler können Sidechains erstellen, die auf spezifische Anwendungen zugeschnitten sind.
• Interoperabilität: Sidechains können über Cross-Chain-Nachrichten mit der Hauptkette und anderen Sidechains kommunizieren und so den Datenaustausch und den Werttransfer im Netzwerk ermöglichen.

Wie Sidechains funktionieren

Sidechains in Lisk sind vollständig unabhängige Blockchains, die mit ihren eigenen Regeln und Konsensmechanismen betrieben werden können. Sie sind mit der Haupt-Lisk-Blockchain verbunden, die Sicherheit und Koordination bietet. Sidechains können für verschiedene Zwecke genutzt werden, wie z.B. die Ausführung von dApps, die Verwaltung digitaler Vermögenswerte oder die Implementierung spezialisierter Blockchain-Lösungen.

Um eine Sidechain zu erstellen, verwenden Entwickler das Lisk SDK, um Sidechains zu erstellen und zu konfigurieren. Es bietet Tools zur Definition des Konsensmechanismus der Sidechain, der Transaktionstypen und anderer Parameter. Sobald die Sidechain erstellt wurde, wird sie durch eine Reihe von Interoperabilitätsprotokollen mit der Hauptkette verbunden.

In Bezug auf Lisk's Interoperabilitätslösung ermöglicht es Nebenketten, effektiv miteinander und mit der Hauptkette zu kommunizieren. Dies wird durch sogenannte Cross-Chain-Update (CCU)-Transaktionen erreicht, die Zustandsänderungen und Daten zwischen den Ketten übertragen. Zum Beispiel kann eine Nebenkette ein CCU an die Hauptkette senden, um ihren Zustand zu aktualisieren oder Vermögenswerte zu übertragen. Die Hauptkette validiert das CCU und wendet die Änderungen an.

Sidechains erben Sicherheit von der Hauptkette durch die Verwendung kryptographischer Nachweise und Validierungsmechanismen, um sicherzustellen, dass die Operationen der Sidechains sicher und manipulationssicher sind. Die Hauptkette bietet auch eine Endgültigkeitsschicht, um sicherzustellen, dass Transaktionen auf Sidechains nicht rückgängig gemacht werden können, sobald sie bestätigt sind.

Konsensmechanismus: Delegated Proof of Stake (DPoS)

Lisk verwendet einen Delegated Proof of Stake (DPoS) Konsensmechanismus, bei dem Stakeholder (LSK-Token-Inhaber) für Delegierte stimmen, die Transaktionen validieren und neue Blöcke erstellen. Zu den Funktionen des Lisk-DPoS-Systems gehören:

• Delegierte: 101 aktive Delegierte werden von den Interessenvertretern gewählt, um die Blockchain zu erhalten.
• Abstimmungskraft: Die Interessengruppen wählen Delegierte, indem sie ihre LSK-Tokens sperren.
• Anreize: Delegierte verdienen Belohnungen für die Validierung von Transaktionen, die oft mit ihren Wählern geteilt werden.

Wie DPoS funktioniert

Bei DPoS wird die Macht, Blöcke zu erstellen und Transaktionen zu validieren, an eine Gruppe vertrauenswürdiger Nodes delegiert, die als Delegierte bekannt sind und von LSK-Token-Inhabern durch einen Wahlprozess gewählt werden. Jeder LSK-Token repräsentiert eine Stimme, und Token-Inhaber können ihre Stimmen auf mehrere Delegierte verteilen.

Wahl der Delegierten

Der Wahlprozess ist fortlaufend, wobei die Token-Inhaber ihre Stimmen jederzeit ändern können. Die 101 besten Delegierten mit den meisten Stimmen sind für die Erstellung von Blöcken und die Validierung von Transaktionen verantwortlich. Dadurch wird sichergestellt, dass das Netzwerk dezentralisiert bleibt und die Leistung auf mehrere Teilnehmer verteilt wird.

Erstellen von Blöcken

Delegierte erstellen abwechselnd Blöcke im Round-Robin-Stil. Jeder Delegierte wird einem Zeitfenster zugewiesen, in dem er einen Block erstellen kann. Wenn ein Delegierter es nicht schafft, innerhalb seines Zeitfensters einen Block zu erstellen, übernimmt der nächste Delegierte in der Reihe. Dieser Prozess gewährleistet, dass Blöcke regelmäßig erstellt werden und das Netzwerk effizient bleibt.

Validierung

Sobald ein Block erstellt wird, wird er an das Netzwerk übertragen und von anderen Knoten validiert. Wenn der Block gültig ist, wird er zur Blockchain hinzugefügt. Andernfalls wird er abgelehnt und der Delegierte, der ihn erstellt hat, kann bestraft werden. Dieser Validierungsprozess stellt sicher, dass nur legitime Transaktionen in die Blockchain aufgenommen werden.

Byzantinische Fehlertoleranz (BFT)

Lisk integriert Byzantine Fault Tolerance (BFT), um die Netzwerkzuverlässigkeit und -sicherheit zu gewährleisten. BFT befasst sich mit der Herausforderung, in einem verteilten System mit potenziell fehlerhaften Knoten einen Konsens zu erzielen. Die BFT-Implementierung von Lisk gewährleistet Endgültigkeit, Konsistenz und Widerstandsfähigkeit. Sobald ein Block hinzugefügt wird, gilt er als endgültig und kann nicht zurückgesetzt werden, und alle ehrlichen Knoten stimmen dem Zustand der Blockchain zu.

Das Netzwerk kann eine bestimmte Anzahl fehlerhafter Knoten tolerieren, ohne die Sicherheit und Funktionalität zu beeinträchtigen.

Wie BFT funktioniert

BFT in Lisk wird durch einen Prozess namens Pre-Voting und Pre-Commitment erreicht. Dieser Prozess umfasst mehrere Validierungsstufen, um sicherzustellen, dass ein Block vom Netzwerk akzeptiert wird.

Pre-Voting: Wenn ein Block vorgeschlagen wird, geben Knoten im Netzwerk Vorabstimmen ab, um anzuzeigen, ob sie glauben, dass der Block gültig ist. Diese Vorabstimmen werden gesammelt und gezählt. Wenn eine ausreichende Anzahl von Vorabstimmen eingehen, gelangt der Block in die nächste Phase.

Vorverpflichtung: Knoten, die für den Block vorab abgestimmt haben, geben dann Vorverpflichtungen ab. Diese Vorverpflichtungen werden auch gesammelt und gezählt. Wenn eine ausreichende Anzahl von Vorverpflichtungen eingegangen ist, wird der Block als finalisiert betrachtet und der Blockchain hinzugefügt.

Endgültigkeit: Sobald ein Block finalisiert ist, kann er nicht rückgängig gemacht werden. Dies gewährleistet, dass Transaktionen dauerhaft sind und die Blockchain konsistent bleibt. Durch die Verwendung von Vorabstimmung und Vorabbestätigung wird sichergestellt, dass auch bei fehlerhaften Knoten eine Konsensfindung erreicht wird.

Skalierbarkeitsfunktionen

Die Architektur von Lisk befasst sich mit Skalierbarkeitsproblemen durch Funktionen wie:

• Sidechains: Erlauben Sie die unabhängige Transaktionsverarbeitung.
• Effizienter Konsens: DPoS und BFT gewährleisten eine schnelle und sichere Transaktionsvalidierung.
• Interoperabilität: Erleichtert die Kommunikation zwischen Sidechains und der Mainchain.

Leistungsverbesserung

Lisk hat mehrere Funktionen implementiert, um die Leistung und Skalierbarkeit des Netzwerks zu verbessern. Transaktionsgebühren werden dynamisch anhand der Netzwerkbedingungen angepasst, um Staus zu verhindern und sicherzustellen, dass Transaktionen effizient verarbeitet werden.

Lisk hat seine Peer-to-Peer-Schicht verbessert, um eine höhere Anzahl von Verbindungen und Daten-Durchsatz zu bewältigen. Diese Optimierung verbessert die Fähigkeit des Netzwerks, Transaktionen schnell und effizient zu verarbeiten. Das modulare Design des Lisk SDK ermöglicht es Entwicklern, individuelle Blockchain-Anwendungen zu erstellen. Jede Anwendung kann unabhängig betrieben werden, was die Belastung auf der Hauptkette reduziert und die Gesamtnetzwerkperformance verbessert.

Interoperabilitätslösungen

Lisks Interoperabilitätsrahmen ist darauf ausgelegt, die Kommunikation zwischen verschiedenen Blockchains zu erleichtern. Dies wird durch mehrere Mechanismen erreicht:

Cross-Chain Messages (CCMs): CCMs werden verwendet, um Daten und Zustandsänderungen zwischen Sidechains und der Hauptkette zu übertragen. Dies ermöglicht eine nahtlose Interaktion zwischen verschiedenen Ketten innerhalb des Lisk-Ökosystems.

Föderierter 2-Wege-Pegel: Dieser Mechanismus ermöglicht den Transfer von Token zwischen Sidechains und der Hauptkette. Eine Föderation vertrauenswürdiger Vermittler verwaltet das Prägen und Verbrennen von Token und gewährleistet sichere und effiziente Transfers.

Allgemeine Cross-Chain-Nachrichten: Lisk’s Interoperabilitätslösung unterstützt die Übertragung verschiedener Arten von Daten, nicht nur Tokens. Diese Flexibilität ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen, von Tokenübertragungen bis hin zu komplexeren Dateninteraktionen.

Zukünftiger Fahrplan und Updates

Lisk’s Roadmap umfasst mehrere wichtige Meilensteine, die darauf abzielen, die Fähigkeiten der Plattform zu verbessern und ihr Ökosystem zu erweitern. Zu den bevorstehenden Entwicklungen gehören Pläne zur Einführung eines Layer 2 Testnets, das mit dem Ethereum Sepolia Testnet verbunden ist. Dieses Testnetz wird als Testgelände für neue Funktionen und Verbesserungen dienen, bevor sie auf das Mainnet übertragen werden.

Die Einführung von Staking- und Governance-Mechanismen wird die Community mit Entscheidungsbefugnissen ausstatten. Diese Funktionen werden die Dezentralisierung fördern und die aktive Teilnahme von LSK-Token-Inhabern fördern. Kontinuierliche Verbesserungen des Lisk SDK verbessern die Entwicklungserfahrung und ermöglichen die Erstellung anspruchsvollerer und skalierbarerer Anwendungen.

Detaillierte Komponentenerklärung

Lisk Framework

Das Lisk Framework ist der Kern des Lisk SDK. Es bietet die wesentliche Infrastruktur für die Erstellung von Blockchain-Anwendungen. Das Framework basiert auf einem modularen System, das es Entwicklern ermöglicht, die Funktionalität durch benutzerdefinierte Module zu erweitern, die Blockchain-Funktionen wie benutzerdefinierte Transaktionstypen oder Konsensalgorithmen implementieren können.

Ähnlich dem Modulsystem ermöglicht das Plugin-System Entwicklern, ihren Blockchain-Anwendungen zusätzliche Funktionen hinzuzufügen. Plugins können Überwachungstools, Analysen oder andere Hilfsfunktionen umfassen, die die Fähigkeiten der Anwendung verbessern.

Das Lisk Framework verwaltet den Lebenszyklus von Blockchain-Anwendungen, einschließlich Initialisierungs-, Ausführungs- und Herunterfahrprozessen, und stellt sicher, dass Anwendungen reibungslos laufen und einfach gewartet werden können.

Lisk Elemente

Lisk Elements ist eine Sammlung von JavaScript-Bibliotheken, die Tools für die Interaktion mit der Lisk-Blockchain bereitstellen. Diese Bibliotheken umfassen eine Reihe von kryptografischen Tools zur Sicherung von Transaktionen und zum Verwalten von Schlüsseln, einschließlich digitaler Signaturen, Hash-Funktionen und Verschlüsselungsmechanismen.

Die Bibliotheken enthalten Tools zur Erstellung und Verwaltung von Blockchain-Transaktionen, was den Prozess der Entwicklung von Anwendungen, die mit der Lisk-Blockchain interagieren, vereinfacht. Lisk Elements umfasst Dienstprogramme zur Verwaltung von Blockchain-Konten, einschließlich Schlüsselerstellung, Kontowiederherstellung und Kontostandsabfragen.

Lisk Commander

Lisk Commander ist ein Befehlszeilen-Interface (CLI)-Tool, das die Entwicklung und Verwaltung von Blockchain-Anwendungen vereinfacht. Es umfasst Befehle zum Einrichten und Verwalten von Blockchain-Nodes, einschließlich Starten, Stoppen und Überwachen von Node-Operationen. Tools zur Interaktion mit der Blockchain umfassen Abfragen des Status, Übermittlung von Transaktionen und Abrufen von Blockdaten.

Befehle zum Bereitstellen und Verwalten von Blockchain-Anwendungen, einschließlich Erstellen neuer Anwendungen, Aktualisieren vorhandener Anwendungen und Verwalten von Anwendungs konfigurationen.

Highlights

• Lisk Core: Verwaltet alle Blockchain-Vorgänge, einschließlich Transaktionsverarbeitung, Blockerstellung und Netzwerksynchronisierung.
• Lisk SDK: Ein Toolkit zum Erstellen benutzerdefinierter Blockchain-Anwendungen, bestehend aus dem Lisk Framework, Lisk Elements und Lisk Commander.
• Lisk Service: Wirkt als Middleware zwischen der Blockchain und Benutzeroberflächen, aggregiert und bietet Zugang zu Blockchain-Daten.
• Sidechain-Architektur: Verbessert die Skalierbarkeit und Flexibilität, indem unabhängigen Blockchains ermöglicht wird, neben der Hauptkette zu operieren.
• Konsens und Sicherheit: Verwendet Delegated Proof of Stake (DPoS) und Byzantine Fault Tolerance (BFT), um einen sicheren und effizienten Netzwerkbetrieb zu gewährleisten.