Ein Tech-Stack, oft auch als Technologie-Stack bezeichnet, ist eine Kombination aus Softwaretools, Frameworks und Technologien, die zum Erstellen und Ausführen einer digitalen Anwendung oder Website verwendet werden. Es handelt sich um die Grundlagen und Bausteine einer Struktur, bei der jede Komponente eine spezifische Rolle bei der Gewährleistung der Funktionalität und Leistung der Anwendung spielt.
In der Welt der Blockchain-Entwicklung wird der Tech-Stack noch komplexer und umfasst Blockchain-Plattformen, intelligente Vertragssprachen, dezentrale Speicherlösungen und mehr. Da sich die digitale Landschaft ständig weiterentwickelt, bleiben das Verständnis und die Auswahl des geeigneten Tech-Stacks ein entscheidender Aspekt für eine erfolgreiche Anwendungsentwicklung.
Komponenten eines Tech-Stacks
Im Kern ist ein Tech-Stack in zwei Hauptkomponenten unterteilt: das Frontend (oder Clientseite) und das Backend (oder Serverseite).
Frontend: Dies ist der sichtbare Teil der Anwendung, mit dem Benutzer direkt interagieren. Es umfasst alles, was der Benutzer direkt erlebt: Textfarben und -stile, Schaltflächen, Bilder, Schieberegler und alle anderen Elemente. Zu den im Frontend verwendeten gängigen Technologien gehören HTML, CSS und JavaScript sowie Frameworks wie React, Angular und Vue.js.
Backend: Dies ist der Teil der Anwendung hinter den Kulissen, der für die Speicherung und Organisation von Daten verantwortlich ist, dafür sorgt, dass alles im Frontend reibungslos läuft, und die Gesamtlogik der Anwendung verwaltet. Es besteht aus einem Server, einer Anwendung und einer Datenbank. Zu den beliebten Backend-Technologien gehören Serverumgebungen wie Node.js oder Ruby on Rails sowie Datenbanken wie PostgreSQL, MongoDB und MySQL.
Die Wahl des richtigen Tech-Stacks ist entscheidend für den Erfolg einer Anwendung. Die Entscheidung hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, darunter den Anforderungen des Projekts, dem Fachwissen des Teams, Skalierbarkeitsanforderungen und Budgetbeschränkungen. Ein gut ausgewählter Tech-Stack kann Entwicklungsprozesse rationalisieren, das Benutzererlebnis verbessern und die langfristige Lebensfähigkeit der Anwendung sicherstellen.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Technologietrends zwar kommen und gehen, das Hauptziel jedoch dasselbe bleibt: eine robuste, effiziente und benutzerfreundliche Anwendung zu erstellen. Daher ist es ratsam, bei der Auswahl eines Tech-Stacks den spezifischen Anforderungen des Projekts Vorrang vor gängigen Branchentrends zu geben.
Schichten des Blockchain Tech Stack
Um die komplexen Schichten des Blockchain-Tech-Stacks zu verstehen, ist es wichtig, seine Struktur zu visualisieren. Als Grundlage zeigt die Grafik verschiedene programmierbare Ketten, die allgemein als Layer-1 (L1)-Blockchains bezeichnet werden. Interessanterweise sind Layer-2-(L2-)Blockchains auch Teil dieser Grundschicht im Blockchain-Entwickler-Tech-Stack. Diese Ketten fungieren als Rückgrat und stellen die Netzwerke, Protokolle und Datenbanken bereit, die das dezentrale Internet ermöglichen.
Ausgehend von den Blockchain-Netzwerken umfassen die nächsten Schichten Knoten, APIs, eine Mischung aus Web3- und Web2-Entwicklungstools und Plattformen. An der Spitze stehen dApps. Zusammengenommen stellen diese Komponenten den modernen Tech-Stack dar, der für die Blockchain-Entwicklung unerlässlich ist. Für diejenigen, die sich auf die dApp-Entwicklung spezialisieren möchten, ist jedoch möglicherweise nicht jede Ebene von direkter Relevanz. Und obwohl die visuelle Darstellung von entscheidender Bedeutung ist, ist es von Vorteil, bei der Erkundung des Themas deren Essenz beizubehalten.
Welche Ebene erregt Ihrer Meinung nach die meiste Aufmerksamkeit der Benutzer? Wenn Sie „dApps“ vermutet haben, haben Sie genau ins Schwarze getroffen. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, denn ohne benutzerzentrierte dApps besteht die Gefahr, dass die Blockchain-Technologie zu einer nicht ausreichend genutzten Innovation wird.
Daher ist die Beherrschung der Kunst, dApps zu erstellen, von entscheidender Bedeutung für das weitere Wachstum und die Relevanz von Web3. Das ultimative Ziel besteht darin, Endbenutzer auf möglichst effiziente und effektive Weise einzubinden.
Grundlegendes zum Blockchain-Entwicklungs-Tech-Stack
Nachdem Sie sich einen vorläufigen Überblick verschafft haben, ist es an der Zeit, in die einzelnen Schichten des Blockchain-Tech-Stacks einzutauchen. Wir beginnen unsere Erkundung von der Grundschicht aus und steigen nach oben auf. Wenn Sie jede Ebene des Blockchain-Entwickler-Tech-Stacks verstehen, sind Sie in der Lage, sich sicher in der Blockchain-Landschaft zurechtzufinden.
Blockchain-Netzwerke
Diese grundlegende Ebene ist von entscheidender Bedeutung für die Welt der Blockchain-Entwicklung und die Entstehung von Web3. Ohne sie wären wir auf zentralisierte Systeme beschränkt. Vor allem das Ethereum-Netzwerk bleibt ein Spitzenreiter im Bereich der programmierbaren Blockchains und behält seine Position als weit verbreitete dezentrale Plattform. Sein Pioniercharakter verschaffte ihm einen Frühbuchervorteil und führte zur Einführung der Ethereum Virtual Machine (EVM). Herausforderungen wie erhöhte Transaktionskosten und Netzwerkengpässe auf Ethereum beschleunigten jedoch die Entstehung alternativer Ketten und bereicherten das Ökosystem mit vielfältigen Optionen.
Entwicklungsorientierte Blockchains lassen sich grob in zwei Segmente einteilen:
EVM-kompatible Ketten und nicht EVM-kompatible Ketten. Wie bereits angedeutet, orientiert sich Ersteres an der virtuellen Umgebung von Ethereum und ermöglicht es Entwicklern, einen Großteil der für Ethereum entwickelten Tools zu verwenden. Umgekehrt arbeiten nicht EVM-kompatible Ketten auf ihren unterschiedlichen virtuellen Plattformen. Hier ist eine Momentaufnahme renommierter Blockchains aus beiden Kategorien:
Zu den Layer-1-Blockchains gehören:
- Ethereum
- Lawine
- Cronos
- Fantom
- BNB-Kette
- Solana
- NEAR
- Flow
Zu den Layer-2-Blockchains gehören:
- Vieleck
- Schlichtung
- Optimismus
- Hermes
Knoten verstehen
Im Kern sind Knoten mit ihren Gegenstücken innerhalb derselben Blockchain verbunden. Unter anderem beherbergt jeder vollständige Knoten eine umfassende Nachbildung des aktuellen Zustands der Blockchain. Die Verteilung und Verbreitung von Knoten innerhalb eines bestimmten Blockchain-Netzwerks spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des Dezentralisierungsgrads des Netzwerks.
Die Zusammenarbeit mit Knoten ist von entscheidender Bedeutung, da diese als Gateway für die Kommunikation mit der Blockchain und den Abruf ihrer Daten fungieren. Eine Parallele zur herkömmlichen Webentwicklung: So wie man in Web2-Anwendungen nicht direkt mit der CPU interagiert, ist es logisch, im Kontext von Web3 nicht direkt mit einer Blockchain zu interagieren.
Während theoretisch jeder einen Knoten bedienen kann, sind die praktischen Aspekte komplizierter. Der Betrieb eines Knotens erfordert oft besondere Aufmerksamkeit, sodass ein Team für die Wartung, die Sicherstellung regelmäßiger Backups und die Bewältigung anderer technischer Aspekte erforderlich ist.
Angesichts dieser Komplexität ist es unangemessen, von jedem Web3-Entwickler zu erwarten, dass er seinen Knoten verwaltet. Der Lichtblick hier ist die Präsenz spezialisierter Knotenanbieter, die es den Entwicklern erspart, ihre eigenen Knoten zu betreiben. Diese Anbieter bilden das Rückgrat dieser Schicht im Blockchain-Entwickler-Tech-Stack. Zu den bekannten Namen im Bereich der Knotenanbieter gehören Infura, Alchemy, Chainstack, Getblock, Pocket Network, QuickNode und RunNode.
Es gibt jedoch inhärente Einschränkungen für Knoten. Ein einzelner Knoten ist normalerweise auf eine bestimmte Blockchain beschränkt und erweitert seine Reichweite nicht auf mehrere Smart Contracts, die mit Kryptowährungs-Tokens verbunden sind. Darüber hinaus handelt es sich bei den von einem Knoten bereitgestellten Daten um Rohdaten, die ohne jegliche Verfeinerung direkt aus der Blockchain extrahiert werden.
Die Rolle von APIs
Für Informatiker ist das Konzept der APIs (Application Programming Interfaces) kein Unbekannter. Hierbei handelt es sich um strukturierte Sätze von Definitionen und Protokollen, die die Erstellung und Integration von Softwareanwendungen erleichtern sollen. Im Kontext der Blockchain spielen Web3-APIs eine zentrale Rolle bei der Entwicklung dezentraler Anwendungen (dApps).
Im Wesentlichen stellen APIs einen strukturierten Mechanismus bereit, der es verschiedenen Softwarekomponenten ermöglicht, nahtlos zu kommunizieren. Hochwertige APIs stellen sicher, dass Entwickler in einer stabilen Umgebung konsistent programmieren können. Das Blockchain-Ökosystem verfügt über mehrere angesehene Web3-API-Angebote. Zu den bemerkenswertesten gehören Covalent, QuickNode, The Graph, Bitquery, Alchemy und Biconomy.
Es ist auch wichtig hervorzuheben, dass diese API-Angebote von einer umfassenden Dokumentation begleitet werden. Beispielsweise ist die Dokumentation von Moralis mit praktischen Anwendungsbeispielen angereichert, die das umfangreiche Spektrum an Endpunkten abdecken. Dies gibt Entwicklern die Möglichkeit, eine Vielzahl von Abfragen mithilfe prägnanter Codesegmente zu beantworten.
Web3- und Web2-Entwicklungstools und -plattformen
Obwohl es logisch erscheinen mag, die dritte und vierte Schicht des Blockchain-Tech-Stacks zu integrieren, verdient ihre Bedeutung angesichts der Tatsache, dass APIs von Natur aus Entwicklungswerkzeuge sind, eine deutliche Anerkennung.
Diese Schicht kapselt höherstufige Softwareabstraktionen und Frontend-Bibliotheken und wird oft als Präsentationsschicht bezeichnet. Es umfasst Web3-spezifische Bibliotheken, Entwicklungsumgebungen und dezentrale Speicherlösungen wie IPFS.
Darüber hinaus integriert diese Schicht des Blockchain-Tech-Stacks traditionelle Anwendungsentwicklungsplattformen. Durch die Nutzung robuster plattformübergreifender APIs, wie sie beispielsweise von Moralis bereitgestellt werden, können Entwickler renommierte Plattformen wie Firebase, Supabase und PlayFab nutzen, um herausragende dApps zu erstellen.
dApps
An der Spitze des Blockchain-Entwickler-Tech-Stacks angekommen, stoßen wir auf dApps oder dezentrale Anwendungen. Diese Anwendungen manifestieren sich in einer Vielzahl von Formen, die von DeFi-Plattformen und DEXs bis hin zu dApps zur Identitätsprüfung, NFT-Marktplätzen und datenzentrierten dApps reichen. Es ist wichtig zu erkennen, dass die Vitalität der darunter liegenden Schichten in dieser obersten Schicht ihren Höhepunkt erreicht. Für den durchschnittlichen Web3-Benutzer erfolgt die Interaktion hauptsächlich mit dieser Ebene.
Während die Hauptaufgabe eines Web3-Entwicklers die Erstellung von dApps ist, nutzen sie auch vorhandene dApps, um Prozesse zu optimieren. Web3-Wallets wie MetaMask spielen beispielsweise eine wichtige Rolle bei der Verwaltung der Transaktionskosten bei der Bereitstellung intelligenter Verträge und beim Testen von dApps.
Diese Ebene bietet eine Leinwand für Innovation und Kreativität. Die Verantwortung liegt bei den Entwicklern, eine fesselnde Benutzeroberfläche (UI) zu präsentieren und ein beispielloses Benutzererlebnis (UX) zu gewährleisten. Diese Aspekte spielen eine entscheidende Rolle dabei, die Blockchain-Technologie in den Mainstream zu bringen.
Top Web3-Entwicklungsumgebungen
Für Web3-Entwickler, die sich auf die Reise der dApp-Erstellung begeben, ist die Wahl des Blockchain-Netzwerks von entscheidender Bedeutung. Ein wesentliches Kriterium ist die Bandbreite und Qualität der ihnen zur Verfügung stehenden Entwicklertools.
Der Silberstreif am Horizont für diejenigen, die sich für EVM-kompatible Ketten entscheiden, ist das reiche Erbe der Entwicklungsgeschichte von Ethereum, das eine Fülle bewährter Entwicklungsumgebungen bietet.
helm
Diese JavaScript-zentrierte Entwicklungsumgebung ist ein Segen für Entwickler, die Ethereum-Anwendungen kompilieren, testen, bereitstellen und Fehler beheben möchten. Die Erweiterbarkeit von Hardhat durch Plugins ermöglicht maßgeschneiderte lokale Blockchain-Entwicklungs-Setups. Darüber hinaus unterstützt die umfassende Dokumentation das reibungslose Debuggen und Problemlösen.
Trüffelsuite
Diese Suite besteht aus drei JavaScript-orientierten Entwicklertools – Truffle, Ganache und Drizzle – und ist ein umfassendes Toolkit für die EVM-Entwicklung.
- Trüffel: Dient als Hauptentwicklungsplattform und bietet Test- und Bereitstellungsfunktionen.
- Ganache: Erleichtert den schnellen Aufbau einer lokalen Blockchain.
- Nieselregen: Bietet eine Sammlung von Frontend-Bibliotheken, die Frontend-Elemente mit zugrunde liegenden Smart Contracts verbinden.
Brownie
Als Gegenstück zu Hardhat und Truffle positioniert, ist Brownie ein Python-gesteuertes Framework, das auf die EVM-Entwicklung zugeschnitten ist. Es stellt eine umfassende Palette von Web3-Entwicklerdienstprogrammen vor, die hauptsächlich das web3.py-Paket für die Kompilierung, das Testen und die Bereitstellung von dApps nutzen.
Entwicklungsumgebungen für Nicht-EVM-Blockchains
Ein aktueller Trend im Blockchain-Bereich ist der Anstieg der dApp-Entwicklung auf Nicht-EVM-Blockchains.
Befürworter dieser Netzwerke kritisieren oft, dass EVM-Ketten zu stark an das Ethereum-Framework gebunden seien, und plädieren für Innovation durch neuartige Architekturen. In der Regel priorisieren Nicht-EVM-Blockchains die Skalierbarkeit von Daten und Transaktionen und sorgen so für beeindruckende Transaktionsraten.
Beispiele für Nicht-EVM-Blockchains sind:
- Solarium: Eine Layer-1-Plattform, die Rust für die Entwicklung intelligenter Verträge nutzt.
- IN DER NÄHE VON: Eine weitere Layer-1-Plattform, die Rust oder Assembly Script für die Erstellung intelligenter Verträge bevorzugt.
- Liner: Eine Parachain, die das Polkadot-Ökosystem mit führenden Layer-1-Blockchains verbindet.
Während Entwicklungsumgebungen für Nicht-EVM-Ketten möglicherweise nicht so ausgereift sind, bieten bestimmte Netzwerke bahnbrechende Entwicklertools an, die auf ihre Plattformen zugeschnitten sind.
Flow stattet Entwickler beispielsweise mit Tools aus, mit denen sie intelligente Verträge von Cadence auf potenzielle Probleme untersuchen können, und nutzt dabei eine native Erweiterung für Visual Studio Code – eine der gefragtesten integrierten Entwicklungsumgebungen (IDEs).
Eine weitere bemerkenswerte Nicht-EVM-Entwicklungsumgebung ist Anchor, die für die Solana-Vertragsentwicklung entwickelt wurde. Es bietet eine Benutzererfahrung, die an Solidity und Truffle erinnert, und macht den Übergang zur Rust- und Solana-Entwicklung für Entwickler einfacher.
Zusammenfassung
Der Blockchain-Tech-Stack ist ein vielschichtiges Ökosystem, wobei jede Schicht eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Bereitstellung dezentraler Anwendungen spielt. Unabhängig davon, ob man ein erfahrener Entwickler oder ein Neuling im Blockchain-Bereich ist, ist es wichtig, diese Schichten und die darin enthaltenen Tools zu verstehen. Da die digitale Landschaft immer weiter wächst, wird es entscheidend sein, informiert zu bleiben und die richtigen Tools zu nutzen, um das volle Potenzial der Blockchain-Technologie auszuschöpfen.
Quelle: https://www.cryptopolitan.com/best-tech-stack-for-blockchain-developers/