Hyperledger Sawtooth是一個企業區塊鏈平台，可以創建分布式帳本網路和應用程序。其設計理念集中在維護分布式帳本和保護智能合約，尤其適用於企業應用。Sawtooth使用作爲服務的區塊鏈技術（BaaS）。

Sawtooth也非常模塊化。這種模塊化使公司和聯盟能夠在各自的能力範圍內決定政策。由於Sawtooth的基本設計，應用程序可以選擇最符合其獨特業務需求的交易、許可和共識算法。目前在使用的大多數基於區塊鏈的系統都在同一平台上托管並執行其核心和應用程序，這可能會影響安全性和性能。

什麼是Hyperledger Sawtooth？

Hyperledger Sawtooth是一個開源的企業區塊鏈即服務（BaaS）平台，可以運行定制的智能合約，而無需了解核心系統的底層設計。

• 它支持各種共識算法，包括PBFT和PoET。
• 它的用戶友好設計使其在企業使用中表現出色。
• 它支持單獨的許可，即沒有中心化的服務可以泄露機密信息。

Hyperledger Sawtooth如何工作？

Hyperledger Sawtooth是一個用於構建、部署和運行分布式帳本（也稱爲區塊鏈）的模塊化平台。它包括一個名爲“消耗時間證明”（PoET）的新穎共識算法，該算法使用可信執行環境（TEEs）來確保以公平和高效的方式達成共識。Sawtooth還具有模塊化設計，允許插入可插拔的共識算法，並支持許可和無許可網路。

• Sawtooth的核心組件是一個分布式帳本，記錄所有交易和智能合約的執行日志。帳本在網路中的所有節點上復制，交易並行處理以提高性能。
• Sawtooth還包括一個名爲“Sawtooth Lake”的智能合約引擎，允許輕鬆部署和執行智能合約。該平台還提供了一個用於與帳本交互和提交交易的RESTful API。
• Sawtooth設計爲高度可擴展，可以支持數千個節點和每秒數百萬次交易的網路。
• 總的來說，Hyperledger Sawtooth是一個靈活、強大的平台，用於構建和部署分布式帳本，可以用於廣泛的應用，如供應鏈管理、數字資產跟蹤和投票系統。
• Hyperledger Sawtooth通過將核心帳本系統與每個應用程序的環境分離，使開發應用程序更簡單，同時保持系統安全。
• 應用開發者可以描述適合他們應用程序的業務規則，而無需熟悉核心系統的底層架構。這種設計使開發者可以構建可以在他們喜歡的編程語言中托管、管理和使用的應用程序，而無需在核心區塊鏈網路中。

Hyperledger Sawtooth共識算法

Hyperledger Sawtooth包括一個模塊化設計，允許插入可插拔的共識算法。Sawtooth支持的一些共識算法包括：

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1. PoET（消耗時間證明）：這是Sawtooth中的默認共識算法。它使用可信執行環境（TEEs）來確保以公平和高效的方式達成共識。PoET使用隨機領導者選舉過程和等待時間來確保所有參與者都有同等的機會被選爲領導者。
2. PBFT（實用拜佔庭容錯）：這是一個在分布式系統中廣泛使用的經典共識算法。它使用副本投票過程來確保網路達成共識。PBFT適用於有已知參與者集的許可網路。
3. Raft：設計用於變化快速的分布式系統，Raft是一種共識算法。它使用基於領導者的方法並支持快速網路分區恢復。
4. Devmode：這種直接的共識技術適用於測試和開發。無需共識，它可以並行處理交易。

更先進的共識算法，如PoA（權威證明）、PoS（權益證明）等，也可以通過安裝相應的共識引擎與Sawtooth一起使用。

總的來說，Sawtooth的模塊化設計允許根據應用程序的特定要求使用不同的共識算法，例如性能、安全性和信任模型。

Hyperledger Sawtooth的特性

1. 應用級別和核心系統之間的分離

Sawtooth將應用級別與核心系統級別分離，使得設計和部署程序變得更容易。應用開發者可以在Sawtooth的幫助下，用他們選擇的任何語言設計合約邏輯。Sawtooth爲智能合約提供了一個抽象。應用程序包括原生業務邏輯或虛擬機智能合約。實際上，一個區塊鏈可能支持這兩種類型的應用程序。Sawtooth在交易處理層上提供了這些架構選項，使得同一個區塊鏈網路實例中可以並存多種應用程序類型。

2. Sawtooth在私有網路中的許可特性

Sawtooth是爲了解決許可（私有）網路中的問題而創建的。Sawtooth節點集羣可以輕鬆部署具有獨立許可的。沒有一個中心化的服務可能會意外地泄露交易模式或其他私人數據。角色和身分是定義許可的參數之一，這些參數存儲在區塊鏈上，因此每個使用網路的人都可以訪問它們。

3. 並行交易執行

大多數區塊鏈要求串行處理交易，以確保每個網路節點的一致排序。Sawtooth中的先進並行調度器將交易分割成並行流。Sawtooth將交易的執行與彼此分離，同時保留基於交易訪問的狀態位置的上下文更改。盡管這是可行的，但交易是並行執行的，以避免在修改同一狀態的情況下出現雙花。並行調度比串行執行提供了顯著的潛在速度提升。

4. 與Seth的以太坊合約兼容

由於Sawtooth-Ethereum集成項目，Seth，Sawtooth平台現在與以太坊互通。Seth交易族允許在Sawtooth上部署EVM（以太坊虛擬機）智能合約。

5. 動態共識

區塊鏈中的共識是指網路參與者之間達成的共識。要在任意的錯誤下達成共識，算法通常在預定的參與者組之間進行投票。Nakamoto式共識和傳統拜佔庭容錯（BFT）算法的變體都使用多輪顯式投票來達成共識。前者通過某種類型的抽獎系統選舉領導者。Sawtooth將共識從交易語義中分離出來，並將共識的基本思想抽象化。作爲與驗證器通過共識API通信的共識引擎，Sawtooth共識接口允許插入各種共識實現。

6. 示例交易族

在Sawtooth應用程序中，作爲Sawtooth節點上的交易處理器的交易族實現了數據模型和交易語言。Sawtooth包括許多基本的交易族作爲模型，而大多數應用開發者創建定制的交易族以滿足他們的帳本的特定需求：

• 對於測試部署的帳本，開發者使用整數鍵。
• 使用Settings提供的參考實現，可以存儲鏈上配置設置。
• Identity-管理鏈上對交易者和驗證者密鑰的許可，簡化了公鑰列表集合的身分處理。
• 事件系統：可以使用Hyperledger Sawtooth創建和廣播事件。這使得應用程序可以：
  • 當區塊鏈相關的事件發生時得到通知，比如當一個新的區塊被提交或一個分叉發生。
  • 訂閱一個應用程序特定的並由一個交易族指定的事件。
  • 在不將詳細信息存儲在狀態中的情況下，通知客戶端如何執行一個交易。
  • 通過一個ZMQ Socket，提交和維護訂閱。

Hyperledger Sawtooth架構的元素

讓我們來討論Hyperledger Sawtooth架構的核心元素：

1. 事件系統

通過查看任何一個Hyperledger Sawtooth的例子，你可以發現事件系統主要確保事件能夠無問題地創建並發送給節點。因此，如果你使用事件系統，你可以創建一個訂閱事件並自動獲取新信息的應用程序。這些事情通常使Sawtooth平台運行得更順暢。幫助節點收集他們需要的事件信息有助於維護完全的共識。

2. Sawtooth-Ethereum集成項目（Seth）

這是Sawtooth的一個主要特性。如果你想了解Hyperledger Sawtooth，你需要熟悉這個功能。它出現在每一個整合了以太坊特性的Hyperledger Sawtooth例子中。但它到底做什麼呢？他們對以太坊屬性有什麼應用？所以，這個小組件有助於建立兩個平台之間的橋梁。因此，這個元素可以用來實現這兩個平台之間的兼容性。你有想過Seth能提供多少機會嗎？它是Hyperledger Sawtooth設計的一個很好的補充，所以如果你的商業項目需要它，就使用它。

3. 可插拔的共識算法

在Hyperledger Sawtooth架構中包含可插拔的共識算法是另一個有趣的特性。可插拔共識機制對於區塊鏈行業來說是一個非常新穎的進步。它允許你選擇你的平台需要的共識機制。自然，只有某些共識適合某些使用場景。爲了構建基於商業區塊鏈的產品，你必須要有靈活性。因此，Sawtooth的可插拔共識帶來了動態性。

4. 交易族模型

交易族提供了各種操作，包括爲你的智能合約提供功能。你不能在不使用交易族的情況下使用Hyperledger Sawtooth系統，你可以通過查看一個例子來看到。

• 區塊信息交易族：區塊信息交易族允許你存儲與區塊相關的信息。
• 小銀行交易族：在實踐中，這個族最適合評估和測試你的公司的可行性。
• 設置交易族：你可以使用Settings族存儲鏈上設置，它也爲你提供了一個參考模型來做這個事情。
• 驗證者註冊交易族：使用這個族可以擴展系統的驗證者，通過添加新的成員。如果不使用這個族，你不能添加任何驗證者。因此，它是必不可少的。
• 整數鍵交易族：這是最好的交易族之一，它允許對所有部署的帳本進行無需資源的測試。
• XO交易族：這是對整個網路的一個更有趣的解釋。Sawtooth也包含了井字遊戲，因爲網路的創建者想給它增加一些額外的風格。因此，你可以使用這個與任何節點玩遊戲。
• 身分交易族：這主要是爲了數據保存。特別是，驗證者可以訪問的數據。更重要的是，它保存了關於節點的詳細信息，包括他們的公鑰和其他東西。

系統上還有兩個額外的交易族。他們是相對較新的補充：

• Seth交易族：由於Seth交易族，你可以在網路上使用爲以太坊區塊鏈創建的應用程序。這意味着你可以使用基於Solidity或其他應用程序創建的智能合約。
• Sabre交易族：Sabre交易族是另一種使用智能合約的方法。這個可以用來在WASM或虛擬WebAssembly機器上運行智能合約。它也使得智能合約可以在鏈上執行。

Hyperledger Sawtooth的應用

• X O：通過玩井字棋遊戲來說明如何創建簡單的交易。X O交易族中的構造和接受交易提供了一個X O命令，使兩個玩家能夠進行遊戲。您可以查看X O交易族以獲取更多詳細信息。
• Sawtooth供應鏈：Sawtooth供應鏈展示了如何跟蹤任何物品的起源和其他相關的上下文數據。供應鏈提供了一個示例應用，包括一個網路應用，一個定制的REST API，和一個交易處理器。這個示例應用展示了如何將區塊鏈狀態同步到本地數據庫進行復雜的查詢，以及在瀏覽器中進行交易籤名的分布式方式。
• Sawtooth市場：在區塊鏈上，Sawtooth市場教導用戶如何交換特定數量的專業資產。借助Sawtooth驗證器和其他幾個組件，這個示例應用將運行一個Sawtooth區塊鏈，並提供一個簡單的RESTful API來與之通信。

交易處理的支持語言

Hyperledger Sawtooth支持使用多種編程語言進行交易處理。一些被支持的語言包括：

1. Python：Sawtooth提供了一個名爲“Sawtooth SDK”的Python庫，允許開發者與分類帳進行交互並提交交易。
2. JavaScript：通過使用“Sawtooth JavaScript SDK”，Sawtooth支持JavaScript，這個SDK提供了一組API來與分類帳進行交互。
3. Go：Sawtooth也通過“Sawtooth Go SDK”支持Go，這允許與基於Go的應用程序進行輕鬆集成。
4. C++：Sawtooth也通過“Sawtooth C++ SDK”支持C++，這個SDK提供了C++ API來與分類帳進行交互。

其他語言如Java，Rust，Shell等也可以通過Sawtooth提供的RESTful API使用。Sawtooth對多種編程語言的支持使得它易於與現有系統集成，並適用於廣泛的用例。

Hyperledger Sawtooth開發架構

Hyperledger Sawtooth的模塊化架構使得可以在各種系統組件之間進行關注點的劃分。Sawtooth架構的主要組件有：

• 分布式分類帳：這個組件負責維護所有交易和智能合約執行的記錄。分類帳在網路中的所有節點上復制，並且交易是並行處理的，以提高性能。
• 交易處理器：這個組件負責處理交易和更新分類帳的狀態。它還包括一個名爲“Sawtooth Lake”的智能合約引擎，允許輕鬆部署和執行智能合約。
• 共識算法：這個組件負責確保網路對分類帳的狀態達成一致。Sawtooth支持多種共識算法，包括PoET，PBFT，Raft和Devmode。
• REST API：這個組件提供一個RESTful API用於與分類帳進行交互和提交交易。它允許與現有系統進行輕鬆集成，並支持多種編程語言。
• 驗證器：這個組件負責在將交易和區塊添加到分類帳之前進行驗證。它確保交易格式正確，並且符合智能合約的規則。
• 交易調度器：這個組件負責安排網路處理交易的順序。它確保衝突交易以避免衝突和保持分類帳一致性的方式處理。
• 共識引擎：每種共識算法都有自己的引擎，用於運行共識協議並與系統的其他組件進行通信。

Hyperledger Sawtooth在工作中

Hyperledger Sawtooth可以用來構建各種分布式分類帳應用。Sawtooth在不同行業中的使用示例包括：

• 供應鏈管理：Sawtooth可以用來構建一個防篡改和透明的供應鏈管理系統。它可以用來跟蹤貨物的移動，從起源點到最終目的地，爲所有參與方提供可見性和責任。
• 金融服務：Sawtooth可以用來構建一個安全高效的金融交易和記錄保持系統。它可以用於貿易金融，數字資產管理和合規報告等活動。
• 醫療保健：Sawtooth可以用來構建一個安全的、私有的醫療記錄共享系統。它可以用來確保患者數據只能被授權方訪問，同時仍然提供一種有效的方式在醫生，醫院和保險公司之間共享數據。
• 身分管理：Sawtooth可以用來構建一個去中心化和防篡改的身分管理系統。它可以用來存儲和驗證身分和憑證，並提供安全和私有的服務和資源訪問。
• 能源管理：Sawtooth可以用來構建一個管理和跟蹤能源生產，分配和消費的系統。它可以用來實現點對點能源交易，跟蹤和驗證可再生能源信貸，以及管理微電網的能源分配。

這些只是一些例子，Sawtooth足夠靈活，可以用於廣泛的其他行業和應用。Sawtooth的模塊化架構和對不同共識算法的支持使得它成爲構建和部署分布式分類帳的強大平台，可以用於廣泛的用例。

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