理解Web3堆棧：如何成為Web3的開發者？_區塊鏈:WEB3

原文標題：《定義web3堆棧》

原文作者：NaderDabit

原文編譯：TheGraph社區成員

想在web3上進行構建？NaderDabit在一份介紹性指南中指出了web3技術堆棧的構建模塊

在「web3上構建」的下一章節中，Edge&Node開發者關系工程師NaderDabit闡述了web3堆棧，以及開發者如何將在web3上構建的各個層面概念化。

我在2021年4月過渡到web3，此前我做了大約10年的傳統全棧開發者。在潛心研究所有這些新技術和想法時，我想知道的第一件事是「什么是web3堆棧？」。

當構建一個傳統的網絡或移動應用程序時，我經常依賴某幾個構建模塊來完成工作：

-API/應用服務器

-驗證層

-數據庫

-客戶端框架、平臺和庫

-文件存儲

使用這些核心組件，我可以建立我想要的大多數類型的應用程序，或者至少可以達到大部分的目的。那么，這在web3中是什么樣子的呢？

事實證明，這個問題的答案并不那么直截了當，因為：

-此范式在很多方面都完全不同

-web3的工具、技術和生態系統都沒有web2那么成熟

對我來說，也更難理解如何啟動、運行和建立web3應用程序，因為我是以與web2世界相同的方式來處理問題的。

在過去8個月左右的時間里，經過工作、研究、實驗和建設，我想和大家分享一下我的心得。

什么是web3？

在我們定義web3堆棧之前，讓我們試著定義一下web3：

Web3是實現完全去中心化的應用的協議棧。

聲音 | Coinbase首席運營官：Earn平臺已收回成本，其價值未被行業真正理解:6月3日，The Block分析師Larry Cermak在推特上分享了一張關于Coinbase新任首席運營官Emilie Choi對于Earn業務的評價圖片。圖片顯示，Choi強調了Earn平臺的重要性，認為斥資1.2億美元收購付費消息網站Earn.com已全方位回收成本，同時還促進了Coinbase的交易和托管業務。她表示：“我們將繼續看到該平臺的巨大價值，我不認為目前的加密生態真的理解其價值。”Cermak對此評論道，我就是不理解的其中一人。有懂的人嗎？[2019/6/3]

有了這個去中心化的技術棧，我們就可以開始構建去中心化的應用，這些應用有其自身的意義和特點。

web3的一些特點是：

-去中心化的網絡基礎設施

-所有權

-本地數字支付

-自主的身份

-分布式的、無需信任的、強大的基礎設施

-開放、公共、可組合的后端

雖然一些建立在去中心化技術堆棧上的應用程序將取代它們的前輩，但區塊鏈啟用的新源語也使新的應用程序范式成為可能。

原生的數字支付和公共后端基礎設施--如機器學習、移動設備、虛擬現實和其他技術源語、平臺和構建模塊--使全新類型的應用程序得以建立，有些是尚未想象到的。

這是否意味著一切都將被web3取代？不一定。雖然我認為對于某些類型的應用程序來說，建立在去中心化的技術堆棧上是一個更好的選擇--就像幾乎任何技術決定一樣，這取決于你要建立什么。

現在讓我們開始深入了解web3的堆棧，分成以下幾類：

-區塊鏈

-區塊鏈開發環境

聲音 | 段新星：火幣收購上市公司不應理解為交易所上市:據《中國經營報》報道，10月5日，根據港交所公告，火幣的交易所運營主體已經完成對桐城控股(01611.HK)的收購，此番行為被輿論認為是火幣意圖借殼上市。在這樣的政策環境下，交易所業務顯得尤為敏感。Bytom創始人兼CEO段新星認為，此次“借殼上市”不應理解為交易所上市，而應理解為火幣購買上市公司殼，而火幣只是以交易所起家。打包入殼的也是合法合規的其他業務為主，而非殼內包入目前尚處于未定性階段的交易所業務。[2018/10/14]

-文件存儲

-P2P數據庫

-API

-身份

-客戶端(框架和庫)

-其他協議

區塊鏈

有無數的區塊鏈，你可以選擇建立在其上。沒有一個是"最好的"，相反，你應該考慮它們之間的各種權衡。

在學習新東西時，有一件事對我來說常常很重要，那就是將帕累托原則應用到我所學的東西上。也就是說，什么是最有效的方式來獲得該數量的時間和努力的結果。遵循這個想法，我可以在最短的時間內學習新東西的同時獲得最大的牽引力和動力。

在區塊鏈領域，學習Solidity和EVM可能是作為區塊鏈開發者入門時的最佳選擇。使用這種技能，你不僅可以為以太坊，而且可以為其他以太坊第二層、側鏈，甚至其他區塊鏈構建。

也就是說，Rust在區塊鏈領域開始變得越來越流行，Solana、NEAR、Polkadot等都有一流的Rust支持。你學習這兩種語言可能都不會出錯，但對于初學者來說，如果今天有人問我，我會說Solidity仍將是更好的選擇。

除了這些建議，這里有一個不全面的區塊鏈樣本，它在技術、實用性、社區、勢頭和未來可行性方面有一個堅實的組合：

德國柯萊特咨詢集團推出區塊鏈醫療信息管理解決方案:據cointelegraph報道稱，德國柯萊特咨詢集團宣布推出基于區塊鏈技術的敏感醫療數據管理解決方案。利用該集團的Hypertrust X-Chain數據管理系統，柯萊特咨詢集團希望為整個醫療行業提供一個安全的數字平臺，便于交換患者數據。基于區塊鏈技術的去中心化數據存儲，該系統能夠讓所有參與治理過程的各方在授權的條件下獲得患者信息。[2018/4/11]

-以太坊--原創智能合約平臺

-ZKrollups:ZKSync,Starknet,Hermez-高吞吐量的以太坊第2層，但不與EVM原生兼容

-Optimisticrollups:Arbitrum&Optimism-以太坊第2層，與EVM兼容。

-Polygon-以太坊側鏈

-Solana-吞吐量高，交易成本低，區塊時間快，但比EVM更難學習

-NEAR-底層區塊鏈，可以用Rust或Assemblyscript編寫智能合約

-Cosmos-一個互操作的區塊鏈的生態系統

-Polkadot-基于區塊鏈的計算平臺，使建立在其上的區塊鏈能夠在它們之間執行交易，創建一個互連的區塊鏈互聯網

-Fantom-EVM兼容的底層區塊鏈

-Avalanche-EVM兼容的底層區塊鏈

-Celo-EVM兼容的底層區塊鏈，旨在使任何擁有智能手機的人都能輕松發送、接收和存儲加密貨幣

-Tezos-非EVM兼容的底層區塊鏈，很多NFT項目正在使用它

區塊鏈開發環境

對于EVM開發，有幾個好的開發環境可以使用：

-Hardhat是一個較新的選擇，但它正在獲得越來越多的青睞。他們的文檔很好，工具和開發人員的體驗很好，我個人一直在用它來構建去中心化應用。

前摩根士丹利駐香港執行董事：懷疑加密貨幣的比特幣持有者應理解加密貨幣潛在的技術:據btcmanager消息，香港的加密貨幣企業家，前摩根士丹利駐香港執行董事Wayne Trench表示，所有因價格波動的不穩定性對加密貨幣持懷疑態度的比特幣持有人，應該摒棄這一想法并理解加密貨幣潛在的技術。[2018/4/10]

-Truffle是一套在EVM上構建和開發應用程序的工具。它很成熟，經過實戰考驗，并且有很好的文檔。它已經存在了一段時間，許多開發者都在使用它。

-Foundry是一個來自Paradigm的新的Solidity開發環境，顯示出很大的前景。它的主要特點是能夠在Solidity中編寫測試，支持模糊測試，以及速度。我在這里寫了一個關于它的單獨介紹。

-Brownie是一個基于Python的智能合約開發和測試框架，用于Solidity/EVM開發。

對于Solana的開發，Anchor正在迅速成為新的開發者的入門點。它提供了一個CLI，用于構建和測試Solana程序的腳手架，以及你可以用來構建前端的客戶端庫。它還包括一個DSL，可以抽象出開發人員在開始使用Solana和Rust開發時經常遇到的許多復雜問題。

文件存儲

我們在web3中把圖片、視頻和其他文件存儲在哪里？在鏈上存儲這么大的文件通常是非常昂貴的，所以我們可能不想把它們存儲在那里。

相反，我們可以使用少數幾個文件存儲協議中的一個：

-IPFS--點對點文件系統協議

-優點：它很可靠，有很好的文檔，有一個龐大的生態系統

-缺點：如果數據沒有固定，就會丟失。

-Arweave-允許你永久地存儲數據，只需支付一筆交易費。我是Arweave的粉絲，在這里寫了一篇關于它的博文。

Qtum量子鏈帥初：區塊鏈作為技術變革和組織理念變革的結合體 很難被大眾理解:Qtum量子鏈創始人帥初今日在全球第一區塊鏈社群 “三點鐘區塊鏈”中說，2014年之前，在這個行業里面基本上沒有區塊鏈的說法，從2009年至2014年，行業從業者使用的都是比特幣或者加密貨幣的名詞，2014年以后，由于“幣” 具備很強的金融屬性，很難與主流社會融合，因此行業慢慢使用區塊鏈技術（Blockchain Technology）來抽象出加密貨幣背后所使用的技術集合，作為一個中性詞匯，開始慢慢走入主流視野。

區塊鏈網絡本身是一套復雜的軟件系統和軟件工程，所采用的數學原理，密碼學原理，網絡架構，共識機制，經濟學模型，如果沒有經過高等教育理工科背景的培養，是難以理解的。[2018/2/19]

-Filecoin-來自ProtocolLabs，也是建立IPFS的團隊，它是一個協議，旨在提供一個持久的數據存儲系統。有一些方法可以讓開發者建立在Filecoin上，包括web3.storage，這很不錯。

-Skynet-我還沒有在生產中使用它，但已經試過了，它似乎工作得很好。這里的API看起來很棒。我有一些問題，比如數據的持久性有多長，以及Skynet與其他協議的互操作性。

P2P數據庫

除了文件存儲和鏈上存儲外，你可能還需要在鏈外存儲數據。你可以使用這些類型的解決方案，類似于你在傳統技術堆棧中使用數據庫的方式，但它們是在去中心化的網絡上的N個節點上復制的，因此更可靠。

幾個選擇是：

-CeramicNetwork-一個去中心化的開源平臺，用于創建、托管和分享數據。Ceramic也有一個很好的身份協議，我將在后面談及。可能是我目前最喜歡的鏈外存儲解決方案。這里有一個相當不錯的演示。

-TextileThreadDB-一個建立在IPFS和Libp2p上的多方數據庫。如果我理解正確的話，它目前可能正在經歷一個大的API變化。我試過了，它顯示了一些前景，但文檔和DX需要一些改進。

-GunDB-一個去中心化的、點對點的數據庫。Gun已經存在了相當長的時間，一些相當有趣的應用已經用它建立。

就成熟度而言，我的看法是，鏈外存儲解決方案的生態系統還沒有達到建立一些開發者可能想要的更高級的用例所需要的程度。這里的一些挑戰是實時數據、沖突檢測和沖突解決、寫入授權、文檔和一般開發者經驗。

將鏈外數據解決方案與區塊鏈協議相結合，是我們在擁有能夠支持任何類型應用的完全去中心化協議棧之前需要跨越的最后一個大障礙之一。

API

我們與區塊鏈互動和在區塊鏈之上構建的方式與傳統技術棧中的數據庫有很多不同。對于區塊鏈，數據不是以一種可以有效或容易地直接從其他應用程序或前端消費的格式存儲的。

區塊鏈是為寫操作而優化的。你經常聽到以每秒交易量、區塊時間和交易成本為中心的創新發生。區塊鏈數據在一段時間內以區塊形式寫入，使得除了基本的讀取操作外，其他的都不可能。

在大多數應用中，你需要像關系型數據、排序、過濾、全文搜索、分頁和許多其他類型的查詢功能。為了做到這一點，需要對數據進行索引和組織，以便有效地進行檢索。

傳統上，這是數據庫在集中式技術棧中所做的工作，但在web3棧中缺少索引層。

TheGraph是一個用于索引和查詢區塊鏈數據的協議，它使這一過程變得更加容易，并為這樣做提供了一個去中心化的解決方案。任何人都可以建立和發布開放的GraphQLAPIs，稱為子圖，使區塊鏈數據易于查詢。

要了解更多關于TheGraph的信息，請查看這里的文檔或我在這里的教程。

身份認證

在web3中，身份認證是一個完全不同的范式。在web2中，認證幾乎總是基于用戶的個人信息。這些信息通常是通過一個表單或OAuth提供者收集的，要求用戶交出這些信息以換取對應用程序的訪問。

在web3中，身份識別完全圍繞著錢包和公鑰密碼學的概念。

雖然"錢包"這個名字有它的作用，但我發現剛接觸web3的人覺得這個術語很混亂，因為它與認證和身份有關。我希望將來我們能想出一些其他的方法來表達錢包是什么，因為它不僅結合了金融的各個方面，也結合了身份和信譽。

作為一個開發者，你將需要了解如何以各種方式訪問用戶的錢包和地址并與之互動。

在一個非常基本的層面上，你可能想請求訪問用戶的錢包。要做到這一點，你通常能夠在窗口環境中訪問用戶的錢包，或者使用像WalletConnect或Solana的錢包適配器。

例如，如果他們有一個可用的Ethereum錢包，你將能夠訪問window.ethereum。對于Solana、Arweave和其他少數的錢包也是如此。WalletConnect很適合移動網絡和ReactNative，因為它允許用戶直接從設備上使用他們的移動錢包進行授權。?

如果你想自己處理認證，你可以讓用戶簽署交易，然后在某處解碼以認證用戶，但這通常需要一個服務器。這里是一個使用EVM錢包的例子，這里是一個使用Solana/Phantom的例子。

以去中心化的方式管理用戶資料呢？CeramicNetwork為管理去中心化的身份提供了最強大的協議和工具套件。他們最近發布了一篇博文，概述了他們最近的一些更新，并給出了一些關于所有工具如何協同工作的指南。我想從那里開始，然后探索他們的文檔，以獲得對如何開始構建的理解，并考慮查看我在這里使用Ceramicself.id的例子項目。

如果你想獲取一個用戶的ENS文本記錄，ensjs庫提供了一個很好的API來獲取用戶數據：

SpruceID也是一個看起來很有前途的東西，但我還沒有試過。

Ceramic和Spruce都實現了W3C的DID規范，這本身也是我認為是web3的一個組成部分。既然如此，任何DID的集中實現都違背了該規范試圖實現的理念。

客戶端

就JavaScript框架而言，你真的可以用任何你想要的東西來構建，因為客戶端的區塊鏈SDK大多是框架無關的。也就是說，絕大多數的項目和例子都是在React中構建的。還有一些像SolanaWalletAdapter這樣的庫，為React提供額外的工具，所以我說學習或熟悉React可能是一個明智之舉。

對于以太坊的客戶端SDK，有web3.js和ethers.js。對我來說，Ethers更容易接近，并且有更好的文檔，盡管web3.js存在的時間更長。

在Solana，你可能會使用@solana/web3.js和/或Anchor。我發現Anchor客戶端庫是我構建Solana程序的首選，因為我反正也在使用Anchor框架，而且我發現它比@solana/web3.js更容易理解。

其他協議

Radicle是一個建立在Git上的去中心化的代碼協作協議。它可以被認為是GitHub的一個去中心化版本。

Livepeer是一個去中心化的視頻流媒體網絡。它已經很成熟，并被廣泛使用，網絡上有超過7萬個GPU的直播。

Chainlink是一個預言機，能夠訪問真實世界的數據和鏈外計算，同時保持區塊鏈技術固有的安全性和可靠性保證。

總結

這篇文章將是我在學習、試驗和收集web3開發人員的反饋時跟上的動態文檔。

如果你有任何反饋意見或關于我在這里遺漏的想法，請與我分享你的想法。看到圍繞web3發生的所有活動，讓人興奮不已，因為開發者們正在躍躍欲試地參與進來。雖然基礎設施仍在不斷發展，但建立真正的去中心化協議和應用程序的愿景是非常重要的，它允許人們協調，而不必將權力和控制權交給大公司，我們正在接近實現這一愿景。

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