How to cook a blockchain and not get burned

Как приготовить
блокчейн
на Scala
и не обжечься
1

SAFE HARBOR
• Следующий доклад предназначен для
описания нашего общего направления в
разработке.
2

SAFE HARBOR
• Он предназначен только для информационных
целей.
2

SAFE HARBOR
• Он предназначен только для информационных
целей.
• На этот доклад не следует полагаться при
принятии решений о построении схожего
решения.
2

О себе
• Меня зовут Александр.
3

О себе
• Scala Software Engineer в Aeneas. Заодно и студент в КНУ
им. Шевченка !.
3

О себе
• Пишу на Scala (по работе и в свободное время), Java,
Kotlin, Haskell/Idris, JS и С++. Изучаю Rust.
3

О себе
• Contributor в open-source проекты, такие как Scorex,
Korolev (Scala), TeaVM (Java).
3

О себе
• Contributor в open-source проекты, такие как Scorex,
Korolev (Scala), TeaVM (Java).
• Пристально слежу за разработкой виртуальных машин и
операционных систем и собираюсь делать вклад в это в
будущем.
3

Мои контакты
FlyCreat1ve
ﬂy_style
Fly-Style
4

Aeneas
• Aeneas - это публичная
модульная blockchain-
платформа.
5

Aeneas
• Aeneas - это публичная
модульная blockchain-
платформа.
• Её первостепенными
функциями являются:
инициирование проектов
добровольной финансовой
поддержки, размещение
заявок на политическое
лоббирование и
возможность их
исполнения лоббистскими
группами.
5

• Строгая статическая типизация.
• Сильная ФП-составляющая языка.
• Лаконичность языка.
• Совместимость с Java на уровне исходников.
• Масштабируемость языка (Scalable).
• Под капотом - JVM.
6

• Акторы - сущности, напоминающие потоки.
• Но главное отличие - у каждого актора своя
память.
• Общение путем передачи сообщений.
• Удобная сериализация.
• Дополнительно получаем кучу удобных методов
работы с различными сетевыми протоколами.
7

Почему Scorex 2?
• Модульность.
8

• Akka & Akka-TCP под капотом.
8

• Небольшой объём кодовой базы.
8

• Легко разобраться, с чего начать.
8

• Широкий выбор сопутствующих вспомогательных
инструментов (БД, библиотека криптоалгоритмов).
8

• Широкий выбор сопутствующих вспомогательных
инструментов (БД, библиотека криптоалгоритмов).
• Знакомые разработчики "
8

Scorex 2 :  
Архитектура локального узла :
NodeViewHolder
9

Минусы Scorex 2!
• Поверхностная документация!
10

• Неочевидные решения в коде.
10

• Akka => сложный дебаг кода акторов.
10

• Akka => сложный дебаг кода акторов.
• Местами SOLID и не пахнет.
10

Баг подкрался незаметно
• … и не один.
• Посему данный доклад предназначен облегчить
жизнь всем, кто хочет попробовать сделать
blockchain на Scala + Scorex, и не наступить на
те грабли, что наступали (и продолжаем
наступать) мы.
12

1. lazy
class SimpleBlockChain(loadSettings: LoadSettings)
extends Application with ScorexLogging {
//…
override implicit val settings = SimpleSettings.read().scorexSettings
override val nodeViewHolderRef: ActorRef = actorSystem.actorOf(
Props(new AeneasNodeViewHolder(settings, simpleSettings.miningSettings)))
}
14

1. lazy
//…
// Note : NEVER NEVER forget to mark override & implicit as LAZY!
override implicit lazy val settings = SimpleSettings.read().scorexSettings
}
15

1. lazy
//…
// Note : NEVER NEVER forget to mark override & implicit as LAZY!
override implicit lazy val settings = SimpleSettings.read().scorexSettings
}
• Не забывайте о lazy для перегружаемых и
имплицитных свойств!
15

2. Запуск нескольких узлов
16

• Для отладки (да и для работы, собственно) вам
наверняка понадобится запускать несколько
экземпляров узлов.
16

• И тут помехой вам стаёт … sbt :  
[error] server failed to start on 127.0.0.1:4714. java.net.BindException:
Address already in use.
16

• И тут помехой вам стаёт … sbt :  
[error] server failed to start on 127.0.0.1:4714. java.net.BindException:
Address already in use.
• Он не способен запускать несколько
экземпляров «себя», и это давняя история.
16

17

• Немного погуглив, мы забили на попытки
запустить sbt, а вспомнили об отличном
компоновочном универсальном туле под
названием make.
17

• Сборка решения в jar-файл, запуск и очистка
происходит в специальном Makeﬁle.
17

• Сборка решения в jar-файл, запуск и очистка
происходит в специальном Makeﬁle.
• Также, если критичны логи в режиме реального
времени, можно запускать решения из Вашей
IDE (IntelliJ IDEA в нашем случае).
17

3. Синхронизация цепочек
18

• После консенсуса или в случае минутного
простоя надо синхронизировать всю активную
сеть.
18

• После консенсуса или в случае минутного
простоя надо синхронизировать всю активную
сеть.
• Для этого мы используем некое подобие
активного кэша в виде списка id-шников
последних 50 блоков. Известна эта структура в
Scorex 2 как SyncInfo.
18

19

case class AeneasSyncInfo(blockchainHeight : Long,
lastBlocks: Seq[ModifierId],
genesisBlock: ModifierId) extends SyncInfo {
require(lastBlocks.size <= AeneasSyncInfo.lastBlocksCount)
override def startingPoints: Seq[(ModifierTypeId, ModifierId)] = {
Seq(lastBlocks.map(block => PowBlock.ModifierTypeId -> block)).flatten
}
override type M = AeneasSyncInfo
override def serializer = VerySimpleSyncInfoSerializer
}
object AeneasSyncInfo {
val lastBlocksCount = 50
}
19

3. Ситуации синхронизации
для наглядности
20

3. Ситуации синхронизации
для наглядности
<= Older 
 
Younger =>
20

21

• Мы рекомендуем сравнивать SyncInfo
пришедший c другого пира и SyncInfo
текущего узла, который можно получить,
вызвав метод syncInfo(). 
21

• Мы рекомендуем сравнивать SyncInfo
пришедший c другого пира и SyncInfo
текущего узла, который можно получить,
вызвав метод syncInfo(). 
• Это не так очевидно, к сожалению, так как в
других проектах используется перебор истории
(оверхед по памяти) и другие более экзотичные
способы.
21

4. Работа с сетью
22

• Реализация работы с TCP присутствует! ☺
22

• Сперва мы по недосмотру ринулись
реализовывать свой велосипед.
22

• Но очередная ревизия кода помогла нам не
идти этим путем.
22

• Но очередная ревизия кода помогла нам не
идти этим путем.
• Из минусов - много тудушек в коде, и полное
отсутствие документации.
22

4. Работа с сетью : 
крупно (1)
23

крупно (1)
• NetworkController – ключевой класс при работе
с сетью, ему подконтрольны все события,
происходящие с сетью.
23

крупно (1)
• PeerManager – контроль за подключениями.
23

крупно (1)
• PeerConnectionHandler – держатель логики
процесса подключения пиров.
23

крупно (1)
• PeerConnectionHandler – держатель логики
процесса подключения пиров.
• SendingStrategy – стратегия посылки сообщений.
23

крупно (2)
24

крупно (2)
• ConnectedPeer
24

крупно (2)
• ConnectedPeer
• Message
24

крупно (2)
• ConnectedPeer
• Message
• MessageSpec – спецификация сообщения.
24

крупно (2)
• ConnectedPeer
• Message
• SendToNetwork(message, sendingStrategy)
24

крупно (2)
• ConnectedPeer
• Message
• SendToNetwork(message, sendingStrategy)
• DataFromPeer(spec, data, source)
24

5. Первый запуск нового узла
в функционирующей сети
25

5. Первый запуск нового узла
в функционирующей сети
Для того, чтобы полноценным узлом
можно было пользоваться, необходимо
скачать полную(!) копию валидного(!!!)
блокчейна.
25

Проблема №1 :  
поиск пиров
26

• Мы временно счастливо забили на это дело $
26

• Дело в том, что для начальных этапов мы
введем так называемые well-known пиры,
которые будут такими же участниками сети, но
будут иметь право раздавать валидный
блокчейн.
26

• Дело в том, что для начальных этапов мы
введем так называемые well-known пиры,
которые будут такими же участниками сети, но
будут иметь право раздавать валидный
блокчейн.
• С процессом распространения платформы мы
будем валидировать проявившие себя узлы.
26

процесс скачивания
27

• Было преодолено много боли, но мы в итоге с
помощью знаний из пункта №4 таки разработали
скачивание при начале работы полного узла.
27

• Было преодолено много боли, но мы в итоге с
помощью знаний из пункта №4 таки разработали
скачивание при начале работы полного узла.
• В первую очередь, надо было обойти навязанный
нам способ инициализации локального узла :  
 
private var nodeView : NodeView = restoreState() 
.getOrElse(genesisState) 
27

Что у нас в планах
29

• Наладить интеграционное тестирование.
29

• Имплементация консенсуса.
29

• Имплементация транзакций и включение их в
блоки.
29

• Имплементация транзакций и включение их в
блоки.
• Возможно, какой-то research относительно
уплотнения хранилища (AVL-trees, но это не
точно).
29

How to cook a blockchain and not get burned

More Related Content

How to cook a blockchain and not get burned