函數式編程能否支持更高效的區塊鏈基礎設施?

如果說區塊鏈技術令人神往,那恐怕還有點保守呢。現在,已經部署的區塊鏈項目已經有幾百個,並且還有數百個項目將在未來幾個月推出。隨着各家公司開發更先進的區塊鏈基礎設施及應用程序,區塊鏈技術的未來將變得一片光明。

在區塊鏈平臺開發中使用的一些最著名的編程語言是面嚮對象語言。到目前爲止,像C++、Python和Ruby這樣的編程語言在區塊鏈場景中佔據主導地位。

如果按照最近的發展來看,函數式編程語言是一股不可忽視的力量。它們提供了區塊鏈技術獨特的功能,有助於它們展示出重要的比較優勢。

那麼,目前用於開放區塊鏈協議開發的有哪些函數式編程語言?在此舉幾個例子。

函數式編程語言

OCaml

OCaml是經過時間考驗過的函數式編程語言。它擁有靜態類型的系統,有助於消除運行時錯誤。相比C#或Java,用OCaml編寫的程序通常啓動和運行速度更快,並且消耗的內存更少。

除了支持鏈接到C基本類型的外部函數接口之外,OCaml的其他功能包括一流的語法閉包、參數多態、異常處理、尾遞歸和模式匹配。 還有用於自動內存管理的垃圾收集器功能。

Haskell

Haskell是基於lambda演算的純函數式編程語言。它具有用戶友好的語法、一系列廣泛的物理庫和用於教育和支持的絕佳資源。不瞭解它的開發人員進行原型設計時,這些能起到重要的參考作用。

Haskell還擁有一流的工具、聲明式和靜態、強類型。在構建高性能應用程序時,這些特性讓Haskell成爲一個很好的選擇。

Erlang

Erlang是一種函數式編程語言,用於構建分佈在計算機網絡上的強大的程序系統。它已經在通信行業中使用了30多年,目前90%的互聯網流量會經過由Erlang控制的節點。作爲一種函數式編程語言,它更注重表達式的評估。表達式使用函數來獲取基本值。

在支持多線程方面,Erlang比任何其他編程語言都早。它提供垃圾收集、使用虛擬機,並具有模式匹配,用它可以寫出簡潔清晰的程序。Erlang爲C、C++和Rust等其他編程語言提供了接口。

Erlang被認爲是一種優秀的語言,尤其是在開發有如下要求的後端系統時:

  • 大量的併發活動
  • 實時響應
  • 不間斷運行和容錯

現在,你對函數式編程語言有了一點基本瞭解了,我們來看看是什麼讓它們這麼適合區塊鏈。

函數式編程語言的優點

不變性

通常,函數式編程語言沒有可變變量,一旦賦了值,就不能改變。這讓代碼行爲更容易預測,並且減少了系統錯誤的數量,從而提高了系統的穩定性。

容錯

容錯是指即使出現錯誤,系統可以繼續運行。有些函數式編程語言(如Erlang)默認具有容錯功能。

易於並行化,高度分佈式

函數式編程語言可以讓你創建高度並行化和高度分佈式的系統。用於迭代的內置函數(如map和reduce)在區塊鏈開發中發揮作用。

雖然還有很多優點,但我們來深入研究一下更有趣的內容。你聽說過包含函數式編程的區塊鏈嗎?請繼續閱讀我們的文章。

用函數式編程的區塊鏈協議

Tezos

Tezos是一個區塊鏈項目,旨在提供“世界首個‘自我修正’的加密貨幣”。它是一個自治的、去中心化的區塊鏈平臺,使用鏈上治理,會隨着時間的推移幫助自己升級協議。用替代的委託股權證明(Delegated Proof-of-Stake,簡稱DPoS)方法達成共識,被稱爲液態股權證明(Liquid Proof-of-Stake)。

Tezos在OCaml中實現,OCaml是一種函數式編程語言,提供快速、明確的語法和語義以及生態系統,使Tezos成爲正確性形式證明的良好選擇。形式驗證,即開發人員能夠用數學方法證明其智能合約代碼的準確性。

Cardano

Cardano是去中心化、基於區塊鏈的開源平臺,使用被稱爲Ouroboros的股權證明(Proof-of-Stake)數學計算。Ouroboros可以通過代幣擁有者的投票來形成共識。

Cardano區塊鏈是用Haskell編寫的,使用了具有強大靜態類型和正式規範的純函數式編程語言Plutus來定義其智能合約。Plutus的語法和Haskell的類似,但是與Haskell不同,該語言受到了熱切的評估。

æternity

æternity是基於區塊鏈的平臺,包含智能合約和去中心化應用程序。類似Tezos和Cardano,æternity協議是用函數式編程語言Erlang編寫的,其智能合約語言Sophia也是函數式編程語言。

Sophia是屬於機器學習的編程語言。它缺少任意可變狀態,但是每個合約實例的狀態形式是有限的。它是一種強大的語言,可以指定和自動證明智能合約的屬性,使之非常適用於高價值、系統關鍵的智能合約。

除了Erlang之外,核心協議中還包括一些技術特性,使æternity脫穎而出。

狀態渠道——該技術用於顯著地改善交易和智能合約的擴展性,方法是通過把交易和智能合約從更慢的主鏈上移走(離線鏈)。除了可擴展性外,狀態渠道的額外優點是提高了隱私性,因爲參與渠道的所有各方之間的交易或合約保持隱私性。此外,因爲用戶之間的所有互動都是私密的,所以智能合約和交易可以並行執行。

Bitcoin-NG——爲了提高移動去中心化應用程序的可用性,主鏈的交易速度也必須提高。在æternity中,這是通過實現Bitcoin-NG來實現的,Bitcoin-NG是下一代共識協議,在保持系統去中心化的同時,可以更快**地進行交易。

命名系統(Naming System)——集成的命名系統也是æternity的一部分。任何地址、智能合約或Oracle數據庫都可以擁有一個人類可讀的名字,而不是一串數字和字母,這和大多數區塊鏈平臺的情況一樣。這改善了用戶友好性,並有助於智能合約開發人員。

集成的預言機——在æternity區塊鏈上,任何AE用戶都可以託管和使用帶有一組特別交易的預言機。預言機報告真實世界裏的事件,爲智能合約提供信息。這提高了智能合約的效用,並充分實現其完全破壞性的潛力。

區塊鏈治理—— æternity實現了一種股權證明變體,允許AE代幣用戶正式表達他們在任何主題上的觀點。任何AE用戶可以用他們的AE餘額簽署交易來提出問題或回答問題。可以委託。 æternity的治理體系類似於一種在區塊鏈中實施的流動民主。投票結果向開發人員表明,社區在不同主題上的觀點,包括基本的系統變量,如區塊大小、區塊獎勵或區塊時間。投票結果不具有約束力,但具有形式上具有象徵意義。

工作量證明挖礦——與很多新的區塊鏈平臺不同(那些平臺實施有爭議的治理機制,建立了股權證明共識),æternity依賴於經過驗證的工作量證明方法。

如果你對 æternity背後的團隊感興趣,可以瞭解一下:該項目得到了Erlang和區塊鏈社區中一些最有經驗的開發人員的支持。Erlang的共同創始人Robert Virding,和開源Erlang社區最多產和知名的成員之一Ulf Wiger,以及世界級的區塊鏈開發者Sascha hanse都是æternity 團隊中的成員。在該運動最前沿的是創始人Yanislav Malahv,由於一開始就參與該項目,他被看作是以太坊的教父。

結論

函數式編程語言正在進入區塊鏈世界。它們的特性使它們能夠獨特地適合分佈式分類賬協議和智能合約的開發。區塊鏈領域內外技術最先進的一些項目轉用函數式編程,以獲得可擴展性、穩定性和容錯性。關注區塊鏈技術的開發人員絕對應該要考慮探索一下函數式編程。它很有可能是最實用的智能合約平臺的基礎。

閱讀英文原文:Advantages of Functional Programming for Blockchain Protocols

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