区块链应用接口允许应用的拜占庭容错复制可以由任意一种编程语言编写

Motivation

至今为止，所有的区块链“栈”（比如，比特币）都有着大一统的设计。这就是说，每个区块链栈都是一个单一的程序，这个程序处理了去中心化账本的所有事务。它还包括了?P2P?连接，交易的“内存池”广播，在最新块上的共识，账户余额，图灵完备的合约，用户级别的许可权等。

在计算机科学中，使用大一统的架构，是一个典型的错误实践。这会使得代码重用变得困难，而且如果真的去这么做时，会导致代码库分支的维护变得十分复杂。尤其当代码设计并非模块化时，会产生难以维护的“意大利面条式代码”。

大一统设计的另一个问题是，它限制了区块链栈的语言。比如在以太坊中，它支持一个图灵完备的字节码虚拟机，它限制你必须使用可以编译为那种类型字节码的语言。目前，它所支持的语言是?Serpent?和?Solidity。

相反，我们的方式是从特定区块链应用的应用状态细节中，将共识引擎和?P2P?层分离开来。我们通过将应用细节抽象为一个借口来实现这一点，这个接口被实现为一个?socket?协议。

所以，我们就有了一个接口，应用区块链接口（ABCI），和它的主要实现，Tendermint Socket Protocol (TSP,?或?Teaspoon)。

Intro to ABCI

Tendermint Core?（“共识引擎”）通过一个满足?ABCI?标准的?socket?协议与应用进行交流。

举个大家比较熟悉的例子，比特币。比特币是一个加密货币区块链，其中的每个节点维护了一个完全经过审计的UTXO?数据库。如果有人想要在?ABCI?之上创建一个类似比特币的系统，Tendermint Core?将会负责：

·?在节点间共享区块和交易

·?建立交易（区块链）的标准/不可变顺序

而应用将会负责：

·?维护?UTXO?数据库

·?验证交易的加密签名

·?阻止花费尚未存在的交易

·?允许客户端查询?UTXO?数据库

Tendermint?能够通过在应用过程和共识过程之间，提供一个非常简单的?API?（也就是?ABCI）来分解区块链设计。

ABCI?包含了?3?个主要的消息类型，它们由?core?发送至应用。应用会对消息产生相应的回复。

消息的详细说明在这里：ABCI?消息类型。

DeliverTx?消息是应用的主要部分。链中的每笔交易都通过这个消息进行传送。应用需要基于当前状态，应用协议，和交易的加密证书上，去验证接收到?DeliverTx?消息的每笔交易，。一个经过验证的交易然后需要去更新应用状态?–?比如通过将绑定一个值到键值存储，或者通过更新?UTXO?数据库。

CheckTx?消息类似于?DeliverTx，但是它仅用于验证交易。Tendermint Core?的内存池首先通过?CheckTx?检验一笔交易的有效性，并且只将有效交易中继到其他节点。比如，一个应用可能会检查在交易中不断增长的序列号，如果序列号过时，CheckTx?就会返回一个错误。又或者，他们可能使用一个基于容量的系统，该系统需要对每笔交易重新更新容量。

Commit?消息用于计算当前应用状态的一个加密保证（cryptographic commitment），这个加密保证会被放到下一个区块头。这有一些比较方便的属性。现在，更新状态时的不一致性会被认为是区块链的分支，分支会捕获所有的编程错误。这同样也简化了保障轻节点客户端安全的开发，因为?Merkel-hash?证明可以通过在区块哈希上的检查得到验证，区块链哈希由一个?quorum?签署。

一个应用可能有多个?ABCI socket?连接。Tendermint Core?给应用创建了三个?ABCI?连接：一个用于内存池广播时的交易验证，一个用于运行提交区块时的共识引擎，还有一个用于查询应用状态。

很显然，在创建区块链时，应用的设计者需要非常小心地设计他们的消息处理，这个架构提供一个范例。下图阐释了通过?ABCI?的消息流：

A Note on Determinism

区块链交易处理的逻辑必须是确定性的。如果应用逻辑不确定，就无法在?Tendermint Core?复制节点间达成共识。

在以太坊上的?Solidity?是用于区块链应用一个非常好的语言选择，除了一些其他因素，它还是一个完全确定性的编程语言。但是，通过使用现有的一些语言，比如?Java，C++，Python?和?Go?也是可以创建确定性应用的。对通过避免非确定性来源创建确定性程序，游戏程序员和区块链开发者都已经很熟悉了，比如：

·?随机数生成器（没有确定性的种子）

·?线程上的竞争条件（或者避免多线程）

·?系统时钟

·?未初始化的内存（在像?C?或者?C++?这样的不安全语言）

·?浮点数算法

·?随机的语言特性（比如?Go?语言的?map?迭代）

尽管程序员可以通过加倍小心来避免非确定性，但是给每个语言创建一个特殊的语法检查器或静态分析器，用它们来检查确定性也是有可能的。在未来，我们可能会与合作者一起创造出这样的工具。

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编译者/作者：深圳库链科技

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