پروژه هایپرلجر ساوتوث (Hyperledger Sawtooth) یک مجموعه بلاکچین مدولار (Modular) است که توسط اینتل (Intel) توسعه یافته است و از ساز و کار اجماع اثبات زمان سپری شده (Proof of elapsed time) یا به اختصار PoET استفاده می کند. این پروژه جهت استقرار و اجرای دفتر کل توزیع شده مبتنی بر بلاکچین در سطوح سازمانی طراحی شده که از قابلیت نگهداری سوابق دیجیتال پشتیبانی می کند (Aggarwal & Kumar, 2021; Nawaz et al., 2024). به عبارتی دیگر، Hyperledger sawtooth یک زیرساخت بلاکچین مدولار برای توسعه، استقرار و اجرای دفتر کل توزیع شده (Distributed ledgers) است (Moriggl et al., 2021; Moschou et al., 2020; Shaikh et al., 2022). در واقع، هایپرلجر ساوتوث یک سکوی (Platform) مقیاس پذیر (Scalable) و امن (Secure) برای توسعه اپلیکیشن های DLT پیچیده است (Oh et al., 2019). هایپرلجر ساوتوث یک سکوی بلاکچین مجاز خصوصی (Private permissioned blockchain) است، که جهت پشتیبانی و ساخت شبکه های خصوصی در یک دفتر کل توزیع شده تغییرناپذیر مورد استفاده قرار می گیرد (Ampel et al., 2019). به دلیل معماری شبکه خصوصی، هایپرلجر ساوتوث برای تراکنش های مجاز نمی تواند به صورت یک شبکه عمومی اجرا شود (Khan et al., 2021). طراحی ماژولار هایپرلجر ساوتوث، منجر به تسهیل برآوردن نیازهای به خصوص و ارتقا یا حفظ شبکه می شود (Gkogkos et al., 2023).
شکل 1 یک نمای کلی از اجزای Hyperledger Sawtooth را نشان می دهد. هر گره در شبکه شامل یک اعتبار سنج (Validator)، یک یا چند پردازنده تراکنش (transaction processors (TP)) و یک REST API است. اعتبارسنج ها داده های زنجیره بلوکی را در خود نگه می دارند و به برقراری ارتباط با سایر اعتبارسنج های شبکه می پردازند تا تراکنش های دریافتی از TPها را مورد ارزیابی قرار دهند (Kuhle et al., 2021). به عبارتی دیگر، مؤلفه اعتبار سنجی، تراکنش ها را زمان بندی کرده و دفتر کل را مدیریت می کند (Capocasale et al., 2023). منطق تجاری زنجیره بلوکی (Business logic of the blockchain) نیز توسط TP ها اعمال می شود (Kuhle et al., 2021). به عبارتی دیگر، TP ها به اجرای منطق قرارداد هوشمند (Smart contract) می پردازند (Capocasale et al., 2023). برای برقراری ارتباط با برنامه های کاربردی خارجی (External applications)، یک گره هایپرلجر ساوتوث باید یک REST API داشته باشد. REST API درخواست های تراکنش و پخش رویداد را مدیریت می کند، یعنی سیگنالی را برای اطلاع مشترکین در مورد تغییرات وضعیت و سایر رویدادهای مهم ارسال می کند. این معماری این امکان را فراهم می کند که کسب و کارها مطابق با نیازهای مشتری خود گام بردارند (Kuhle et al., 2021). در واقع، مؤلفه REST API، به تسهیل تعامل کلاینت ها با مؤلفه اعتبار سنج می پردازد. لازم به ذکر است که Sawtooth تراکنش ها را به صورت دسته ای (batches) پردازش می کند (به عنوان مثال، گروه هایی از تراکنش ها که باید همه با هم کامل شوند یا اصلاً انجام نشوند) (Capocasale et al., 2023).
شکل 1 مروری بر اجزایساتوث (Kuhle et al., 2021)
ساتوث یک سکوی بلاکچین مجاز برای ایجاد شبکه ها و برنامه های کاربردی توزیع شده (Distributed applications) است. فلسفه اصلی طراحی Hyperledger Sawtooth ساده سازی فرآیند توسعه برنامه بلاکچین است و این کار را از طریق جداسازی سیستم مرکزی از لایه کاربردی (Application layer) انجام می دهد. یک گره Sawtooth که در سیستم شرکت می کند عمدتاً از اجزای زیر تشکیل شده است: اعتبار سنج (Validator)، یک REST API، پردازنده تراکنش (Transaction processors)، و مشتریان (Clients). اعتبارسنج ها هسته اصلی Hyperledger Sawtooth هستند. وظیفه اصلی اعتبارسنج ها شامل دریافت درخواست های تراکنش و ارسال آنها به پردازشگر تراکنش مربوطه است. علاوه بر این، اعتبارسنج باید تصمیم بگیرد که چگونه یک بلوک جدید را بر اساس نتیجه پردازش پردازشگر تراکنش ایجاد کند و چگونه نتیجه را به مشتریان منعکس کند. در همین حال، یک اعتبارسنج با سایر اعتبارسنج ها همکاری می کند تا وضعیت جهانی شبکه Sawtooth را پایدار نگه دارد. پردازنده های تراکنش (Transaction processors) برای محصور کردن منطق برنامه و مدل های تجاری استفاده می شوند. آنها مشابه کدهای زنجیره ای (Chaincodes) در Hyperledger Fabric و قراردادهای هوشمند (Smart contracts) در اتریوم (Ethereum) کار می کنند. REST API پل ارتباطی بین اعتبارسنج و مشتریان است. شکل 2 نمایی دیگر از معماری Hyperledger Sawtooth را با جزئیات بیشتر نمایش می دهد (Shi et al., 2019).
شکل 2 معماری کلی و اجزای کلیدی یک گره ساتوث (Shi et al., 2019)
منابع
Aggarwal, S., & Kumar, N. (2021). Chapter Sixteen – Hyperledger☆☆Working model. In S. Aggarwal, N. Kumar, & P. B. T.-A. in C. Raj (Reds), The Blockchain Technology for Secure and Smart Applications across Industry Verticals (Vol 121, bll 323–343). Elsevier. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/bs.adcom.2020.08.016
Ampel, B., Patton, M., & Chen, H. (2019). Performance Modeling of Hyperledger Sawtooth Blockchain. 2019 IEEE International Conference on Intelligence and Security Informatics (ISI), 59–61. https://doi.org/10.1109/ISI.2019.8823238
Capocasale, V., Gotta, D., & Perboli, G. (2023). Comparative analysis of permissioned blockchain frameworks for industrial applications. Blockchain: Research and Applications, 4(1), 100113. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.bcra.2022.100113
Gkogkos, G., Lourenço, P., Pechlivani, E. M., Encarnação, L., Votis, K., Giakoumoglou, N., da Silva, J. M., & Tzovaras, D. (2023). Distributed Ledger Technologies for Food Sustainability indexing. Smart Agricultural Technology, 5, 100312. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100312
Khan, A. A., Uddin, M., Shaikh, A. A., Laghari, A. A., & Rajput, A. E. (2021). MF-Ledger: Blockchain Hyperledger Sawtooth-Enabled Novel and Secure Multimedia Chain of Custody Forensic Investigation Architecture. IEEE Access, 9, 103637–103650. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3099037
Kuhle, P., Arroyo, D., & Schuster, E. (2021). Building A blockchain-based decentralized digital asset management system for commercial aircraft leasing. Computers in Industry, 126, 103393. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.compind.2020.103393
Moriggl, P., Asprion, P. M., & Schneider, B. (2021). Blockchain Technologies Towards Data Privacy—Hyperledger Sawtooth as Unit of Analysis BT – New Trends in Business Information Systems and Technology: Digital Innovation and Digital Business Transformation (R. Dornberger (red); bll 299–313). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-48332-6_20
Moschou, K., Theodouli, A., Terzi, S., Votis, K., Tzovaras, D., Karamitros, D., & Diamantopoulos, S. (2020). Performance Evaluation of different Hyperledger Sawtooth transaction processors for Blockchain log storage with varying workloads. 2020 IEEE International Conference on Blockchain (Blockchain), 476–481. https://doi.org/10.1109/Blockchain50366.2020.00069
Nawaz, A., Wang, L., Irfan, M., & Westerlund, T. (2024). Hyperledger sawtooth based supplychain traceability system for counterfeit drugs. Computers & Industrial Engineering, 190, 110021. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cie.2024.110021
Oh, B., Jun, T. J., Yoon, W., Lee, Y., Kim, S., & Kim, D. (2019). Enhancing Trust of Supply Chain Using Blockchain Platform with Robust Data Model and Verification Mechanisms. 2019 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC), 3504–3511. https://doi.org/10.1109/SMC.2019.8913871
Shaikh, Z. A., Khan, A. A., Baitenova, L., Zambinova, G., Yegina, N., Ivolgina, N., Laghari, A. A., & Barykin, S. E. (2022). Blockchain Hyperledger with Non-Linear Machine Learning: A Novel and Secure Educational Accreditation Registration and Distributed Ledger Preservation Architecture. In Applied Sciences (Vol 12, Number 5). https://doi.org/10.3390/app12052534
Shi, Z., Zhou, H., Hu, Y., Jayachander, S., Laat, C. de, & Zhao, Z. (2019). Operating Permissioned Blockchain in Clouds: A Performance Study of Hyperledger Sawtooth. 2019 18th International Symposium on Parallel and Distributed Computing (ISPDC), 50–57. https://doi.org/10.1109/ISPDC.2019.00010
