Die 7 bekanntesten Blockchain-Frameworks im Vergleich

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Mit Blockchain-Frameworks können Organisationen eigene Blockchain-Infrastrukturen und Distributed Ledgers aufbauen und selbst eine Blockchain betreiben. Es gibt immer mehr Frameworks, welche die Blockchain-Infrastruktur vorantreiben. In diesem Beitrag zeigen wir einige der bekanntesten Frameworks und deren Zusatzlösungen. Die Möglichkeiten von Blockchain-Framework umfassen den Aufbau einer Blockchains mit integrierten DApps, Smart Contracts und anderen Funktionen. Auch der Aufbau eigener Blockchain-Netzwerke ist möglich. Die in diesem Beitrag vorgestellten Frameworks bieten flexible Funktionen, die für verschiedene Einsatzgebiete sinnvoll sind.

Hyperledger – Die aktuelle Marktmacht

Die Linux Foundation hat 2016 das Hyperledger-Projekt gestartet. Mittlerweile gehört die Open Source zu den bekanntesten Frameworks im Blockchain-Bereich, mit zahlreichen Zusatztools. Es gibt zahlreiche weitere Tools und Lösungen, die neben dem bekannten Framework Hyperledger Fabric eine Rolle spielen. Im Framework gibt es keine Kryptowährung. Organisationen könnten mit den Lösungen von Hyperledger aber problemlos eigene Kryptowährungen aufbauen. Im Fokus von Hyperledger stehen aber vor allem professionelle Einsatzgebiete für die Blockchains, zum Beispiel DApps oder Smart Contracts. Wir haben bereits in verschiedenen Beiträgen unterschiedliche Bereiche von Hyperledger durchleuchtet:

Hyperledger Transact – Smart Contracts universeller entwickeln

Mit Hyperledger Caliper Benchmarks für Smart Contracts erstellen

Hyperledger Avalon – Off-Chain-Funktionen für die Blockchain

Hyperledger | Die Blockchain für Unternehmen

Im Fokus von Hyperledger steht das gemeinsame Entwickeln von Blockchain-Technologien im professionellen Umfeld und verschiedenen Branchen. Hyperledger bietet zahlreiche Frameworks, Lösungen und Tools, die zum großen Teil auch miteinander interagieren. Finanz-, Gesundheits-, Bank-, IoT-, Lieferketten- und anderen Projekte können die verschiedenen Frameworks und Tools von Hyperledger zur Entwicklung nutzen. Die verschiedenen Mitglieder von Hyperledger finanzieren die einzelnen Projekte. Bekannte Mitglieder bei Hyperledger sind neben IBM und Intel unter anderem Fujitsu, Oracle, SAP, VMware, Cisco, Red Hat, Bosch, Samsung, SAP und Daimler. Dadurch wird schnell klar, dass Hyperledger im Blockchain-Bereich zu den Größen am Markt gehört, die nicht verschwinden.

Besonders wichtig ist dem Projekt, dass es nicht ein mächtiges Werkzeug und ein Framework gibt, sondern dass die verschiedenen Bereiche in Unterprojekten abgebildet werden. Das ermöglicht die Zusammenarbeit der verschiedenen Tools und deren Funktionen auch mit anderen Blockchains. Die einzelnen Frameworks und Funktionen von Hyperledger gehören sicherlich zu den bekanntesten im Bereich der Blockchains für das professionelle Umfeld. Wer auf eigene Blockchains setzt, kommt kaum darum herum sich die Möglichkeiten von Hyperledger anzuschauen.

Hyperledger Fabric

Hyperledger FabricDie einzelnen Lösungen und Frameworks von Hyperledger bestehen meistens aus einer Reihe von Bibliotheken, Instrumenten, Frameworks und Schnittstellen. Neben Fabric und Sawtooth besteht das Projekt aus weiteren Bereichen, die wir in den verlinkten Beiträgen näher durchleuchten. Hyperledger Fabric ist meistens häufiger im Einsatz als die anderen Hyperledger-Frameworks. Das Framework ist sehr flexibel und modular aufgebaut.

Nahezu alle Lösungen, Frameworks und Tools von Hyperledger können an die eigenen Anforderungen antepasst werden. Der modulare Aufbau stellt  gleichzeitig die Skalierbarkeit und optimale Wartung der Umgebung sicher. Fabric bietet private Kanäle, mit denen Teilnehmer untereinander Nachrichten schreiben können, ohne dass nicht berechtigte Teilnehmer Zugriff darauf erhalten. Organisationen, welche die Einführung der Blockchain-Technologie planen, sollten sich die Funktionen von Hyperledger Fabric genauer anschauen.

Exonum – Open Source Blockchain-Framework

Exonum ist ein weiteres Framework für die Entwicklung von Blockchain-Technologien. Genauso wie Hyperledger steht auch Exonum als Open Source zur Verfügung. Die Verwaltung der Blockchains, die mit Exonum entwickelt werden, erfolgt über interne Tools, welche die Entwickler ebenfalls als Open Source zur Verfügung stellen. Die Clients in Exonum basieren auf Rust. Aktuell gibt es bereits produktive Einsatzgebiete für Blockchains auf Basis von Exonum. Beispiele dafür ist die Grundbuchverwaltung in der Ukraine und Georgien.

Auch Kaspersky setzt auf Exonum, um seine seine Lösung Polys zur Verfügung zu stellen. Polys ist ein Blockchain-basiertes Abstimmungswerkzeug aus dem Kaspersky Innovation Hub. Polys kann Abstimmungen in großem Umfang sehr schnell über Exonum verarbeite. Das Blockchain-Framework ermöglicht auch die Implementierung einer Ende-zu-Ende-Verifizierbarkeit sowie stärkere Anonymisierungs- und Verschlüsselungsalgorithmen. Die Verwendung dieser Technologie stellt sicher, dass niemand Abstimmungen heimlich manipulieren kann. Für Kaspersky war das Ethereum-Protokoll zu langsam. Daher ist die Sicherheitsfirma Ende 2020 zu Exonum gewechselt.

Das von Bitfury entwickelte Blockchain-Framework, verwendet einen eigenen Konsensalgorithmus, der schnellere Abläufe ermöglicht. Das kommt natürlich Kaspersky sehr entgegen Da Exonum nicht nur mit Rust entwickelt wurde, sondern auch die Programmiersprache für eigene Projekte unterstützt, kann die Logik der Smart Contracts von Polys ohne eine virtuelle Maschine ausgeführt werden. Dies kommt auch der Produktivität der Plattform zugute, sodass sie bis zu 5.000 Transaktionen pro Sekunde mit einer Latenz von 0,5 Sekunden verarbeiten kann.

Polys nutzt dazu in Exonum einen Light-Client, mit dem Polys kryptografische Beweise dafür erstellen kann, dass Bulletins in der Blockchain gespeichert sind. Diese Funktion dient der End-to-End-Verifizierung und stellt sicher, dass ein Wahlprozess ohne Wahlmanipulationen durchgeführt wird. Diese Technologie kann auch zusammen mit anderen Funktionen und eigenen Blockchains zum Einsatz kommen.

Genauso wie bei Hyperledger, gibt es auch bei Exonum standardmäßig keine Kryptowährung. Es ist aber möglich auf Basis des Frameworks ein eigene Blockchain zu entwickeln, die wiederum auf eine Kryptowährung setzt. Exonum und Hyperledger nutzen keinerlei Mining-Funktionen, da der Schwerpunkt der beiden Frameworks nicht in diesem Bereich liegt. Exonum-Blockchains verarbeiten etwa 5.000 Transaktionen pro Sekunde.

Damit ist die Leistung ähnlich zu der von Hyperleder Fabric. Beide sind Blockchains wie Bitcoin deutlich überlegen. Der Quellcode von Exonum steht auf GitHub zur Verfügung (https://github.com/exonum). Exonum ist ähnlich modular aufgebaut, wie Hyperledger und genauso einfach skalierbar. Wer auf Exonum setzt, braucht keine weiteren Lösungen. Ebenfalls wie bei Hyperledger, verfügt auch Exonum über alle notwendigen Funktionen um eigenständige Blockchains aufzubauen.

OpenChain – Digitale Assets und Lizenzen von Open Source verwalten

Das OpenChain-Framework (https://github.com/OpenChain-Project/) wird vor allem von Qualcomm und Siemens seit 2013 vorangetrieben. Zu den Unterstützern des Projektes gehören aber auch Bosch, Cisco, Adobe, Google, Facebook, Microsoft, Fujtsu, Hitachi, Panasonic, Toshiba, Sony, Toyota, Western Digital, Uber und viele weitere, große Unternehmen. Das Projekt setzt den Industriestandard für Open Source Compliance. Das Projekt will dabei helfen, die korrekte Lizenzierung von Open Source für Hardware und für Software zu verwalten und zu gewährleisten.

Genauso wie Hyperledger ist auch OpenChain unter dem Dach der Linux Foundation organisiert. Das Projekt OpenChain wurde 2020 als ISO-Standard akzeptiert und steht als ISO/IEC 5230:2020 zur Verfügung. Im Fokus von OpenChain stehen Blockchains für Elektronikkonzerne und die Automobilindustrie. Vor allem hier spielen Lieferketten und Lizenzen wichtige Rollen, daher auch die Bezeichnung OpenChain. Mit dem Framework sollen sich Blockchain-Lösungen entwickeln lassen, die im Rahmen einer Lieferkette sicherstellen, dass alle Teile eines Produktes richtig lizenziert und zum Beispiel Open Source sind. Die OpenChain Specification ist unter CC-BY-4.0 lizenziert und entspricht dem Standard ISO/IEC 5230:2020.

OpenChain soll Vertrauen zwischen Unternehmen in einer Supply Chain aufbauen und stärken. Dadurch soll Open Source berechenbar, verständlich und für interne und externe Lieferketten jeder Art optimiert werden können. Wenn in einer Lieferkette einzelne Produktschritte, Soft- und Hardware, oder andere Bereiche nicht korrekt umgesetzt sind, kann das ganze Endprodukt falsch lizenziert sein, was innerhalb der Lieferkette schlussendlich alle Organisationen betrifft. Aus diesem Grund spielt es eine große Rolle die Compliance innerhalb einer Lieferkette optimal zu überwachen. Das ist mit Blockchains ideal umsetzbar, und OpenChain ist optimiert für diese Herausforderung.

OpenChain
OpenChain

Für die Spezifikation einer Open Source definieren die beteiligten Unternehmen einen Kernsatz von Anforderungen, die jedes Compliance-Programm erfüllen muss. Eine OpenChain-Zertifizierung ermöglicht die Einhaltung der Anforderungen zu definieren. Im Fokus von OpenChain steht die Vereinfachung der Verwendung, Entwicklung und der Arbeit mit Open Source. In der Vergangenheit war es so, dass Unternehmen den Compliance-Angaben von Zulieferern kein Vertrauen geschenkt haben, und selbst Überprüfungen durchgeführt habe. Das ist natürlich sehr ineffizient und teuer. In den meisten Fällen ist die Vorgehensweise auch unnötig, da die Compliance-Angaben richtig waren. Um das allerdings ohne weitere Überprüfung sicherzustellen, ist eine Überprüfung-Struktur notwendig, die mit Blockchain-Lösungen optimal umsetzbar sind.

OpenChain definiert dazu Minimalanforderungen an ein Compliance-Programm für Free and Open Source Software (FOSS). Mit FOSS-Richtlinien im Unternehmen wird die FOSS-Lizenz-Compliance geregelt. Die Richtlinien müssen alle Mitarbeiter im Unternehmen kennen, damit sich auch alle Mitarbeiter an die Richtlinie halten. Mit OpenChain ist es auch möglich Verantwortliche zu definieren, die im Unternehmen als Ansprechpartner dienen. Es gibt noch einige weitere Vorgaben, die Unternehmen erfüllen muss. Auf der OpenChain-Seite sind diese Vorgaben zu finden.

Corda – Banken-Konsortium entwickelt Blockchain (ähnliche)-Plattform

Die Open Source Blockchain Plattform Corda wurde vom R3 Consortium gegründet. Bei der Plattform wirken vor allem Banken mit, da das Projekt seinen Fokus auf Blockchain-Lösungen für das Finanzwesen legt. Aktuell sind bereits über 100 Banken und Unternehmen an R3 und Corda beteiligt.

Mitglied sind unter anderem Barclays, BBVA, Commonwealth Bank of Australia, Credit Suisse, Goldman Sachs, Royal Bank of Scotland, State Street, und UBS. Auch die Bank of America, BNY Mellon, Citi, Commerzbank, Deutsche Bank, HSBC, Mitsubishi UFJ Financial Group, Morgan Stanley, National Australia Bank, Royal Bank of Canada, Skandinaviska Enskilda Banken, Société Générale, und Toronto-Dominion Bank sind Mitglied. Das zeigt, dass die Plattform Ernst zu nehmen ist. Wer eine Blockchain im Bereich Finanzdienstleistungen aufbauen will, sollte sich mit den Möglichkeiten von Corda auseinandersetzen.

Corda steht auch über Clouddienstleister zur Verfügung, zum Beispiel in AWS. Die Commerzbank und Thyssen-Krupp nutzen in einer Kooperation Funktionen aus Corda. Die Open Source-Version von Corda umfasst verschiedene Smart Contracts. Sie steht unter der Apache 2-Lizenz zur Verfügung. Der Quellcode und Vorlagen für Smart Contracts sind auf Github zu finden. Die kostenlose Open Source-Version bietet alle Kernelemente, um eine eigene Blockchain zu entwickeln. Zusätzlich zur Community-Version bietet das R3-Konsortium mit Corda Enterprise eine kommerzielle Version von Corda. Diese kann natürlich auch mit Netzwerken verbunden werden, die auf die kostenlose Open Source-Version setzen. Ein erster Blick auf Corda steht mit der Corda DemoBench zur Verfügung.

Corda
Corda

Speziell in Corda ist die Möglichkeit auch Überwachungsknoten in eine Blockchain einbinden zu können. Das spielt natürlich bei Finanztransaktionen eine wichtige Rolle, da es hier die Möglichkeit geben muss die einzelnen Transaktionen in der Blockchain auch gezielt zu überwachen. Solche Knoten können zum bei Aufsichtsbehörden positioniert werden.

Corda ist in Kotlin und Java geschrieben und läuft auf einer Java Virtual Machine (JVM). Das ermöglicht einen flexiblen Aufbau und die Integration zahlreicher Erweiterungen in das System. Organisationen können mit Corda verschiedene Konsens-Algorithmen verwenden. Wie die anderen Frameworks in diesem Bereich gibt es auch bei Corda hat keine eigene Krypto-Währung.

Quorum – Das Blockchain-Framework von J.P. Morgan/Consensys

Bei Quorum handelt es sich um ein Blockchain-Framework, das ursprünglich von J.P. Morgan entwickelt wurde. Seit 2020 entwickelt Consensys das Framework weiter. Auch Microsoft ist Unterstützer der Blockchain. Grundsätzlich basiert Quorum auf Ethereum. Generell ist die Entwicklung von Smart Contracts und anderen Funktionen mit Quorum sehr ähnlich zum Aufbau in Ethereum. Quorum unterstützt dazu Truffle und Remix sowie Solidity-Tools für die Entwicklung von Smart Contracts und DApps. Wir haben Quorum einen eigenen Beitrag gewidmet.

Ethereum – Die Blockchain für Smart Contracts

Die Ethereum-Blockchain und ihre Abwandlungen gehört zu den bekanntesten Plattformen, wenn es um die Entwicklung von Blockchains geht. Ethereum verfügt über die interne Krypto-Währung Ether und bietet einen Schwerpunkt für das Entwickeln von Smart Contracts. Ethereum unterscheidet zwischen Transaktionen und der Schicht  für die Smart Contracts. Das ermöglicht das Ausführen von ICOs und DApps auf der Plattform. Auch Ethereum ist Open Source.

ERC-20 Token

MultiChain – Open Source-Fork von Bitcoin

Auch mit MultiChain können Unternehmen und Organisationen eine eigene Blockchain mit eigenen Kryptowährungen, Smart Contracts und DApps aufbauen.  MultiChain ist Open Sourcen und kann On-Premises genauso installiert werden, wie in AWS oder der Cloud von SAP.

MultiChain ist eine Open Source-Fork von Bitcoin, das seit 2014 bekannt ist. Das Erstellen von eigenen Blockchains ist natürlich problemlos möglich. Die Blockchains können auch kompatibel mit der Bitcoin-Blockchain sein. MultiChain bietet den Vorteil, dass sich eigene Blockchains sehr schnell erstellen lassen.

Mit seinen Bitcoin Transaktionen sollte man nicht prahlen
Mit seinen Bitcoin Transaktionen sollte man nicht prahlen –

MultiChain ist sehr schlank gehalten und bietet zunächst weder integrierte Tokens, noch Smart Contracts, Kryptowährungen oder andere digitale Assets. Die Community Edition steht unter der GPLv3-Lizenz kostenlos zur Verfügung. Im produktiven Einsatz ist eine Lizenz der Enterprise-Version notwendig. Die Enterprise-Version bietet folgende Funktionen:

  • Stream Read Restrictions
  • End-to-End Encryption
  • Real-Time Data Feeds
  • Selective Stream Indexing
  • Selective Data Retrieval
  • Off-Chain Data Purging
MultiChain
MultiChain

Quasar/Stellar – Die Blockchain für das Internet-of-Things

Quantoz Quasar ist vor allem für Blockchains zur Verwaltung von Internet-of-Things-Infrastrukturen optimiert. Bei Quasar handelt es sich um ein zugangsbeschränktes und DLT-basiertes System. Im Fokus von Quasar stehen auch Transaktionen zwischen Unternehmen, Personen und Geräten im Internet of Things. Quasar basiert auf Technologien des Unternehmens Quantoz. Quasar selbst ist in C++ geschrieben. Quasar ist als Netzwerk an mehreren Standorten konzipiert. Stellar wird hier als ein verteiltes Ledger betrieben.

 

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