In recent decades, the rapid growth of the internet has radically changed human
\textenglish{In recent decades, the rapid growth of the internet has radically changed human
societies, through a plethora of digital applications, the vast majority of which are offered by cloud computing service providers, following the client-server architecture.
societies, through a plethora of digital applications, the vast majority of which are offered by cloud computing service providers, following the client-server architecture.
Although this implementation model has proven to be highly functional and has improved significantly over the years, its centralized logic is accompanied by a number of problems. First of all, the user is required to trust his personal data to an external entity. Maintaining full control over them, the latter gains the ability to process, share and censor them, either to serve its own interests or to comply with other authorities in power. In addition, there is no guarantee of data availability, as, at any time, the server can be disconnected indefinitely and for a variety of reasons, such as a cyber attack or a natural disaster.
Although this implementation model has proven to be highly functional and has improved significantly over the years, its centralized logic is accompanied by a number of problems. First of all, the user is required to trust his personal data to an external entity. Maintaining full control over them, the latter gains the ability to process, share and censor them, either to serve its own interests or to comply with other authorities in power. Furthermore, there is no guarantee of data availability, as, at any time, the server can be disconnected indefinitely and for a variety of reasons, such as a cyber attack or a natural disaster.
These are some of the key factors that have led to the rapid development of a wide range of innovating open source software, that are based on technologiew such as blockchain and peer-to-peer networks. The above, although at a relatively early stage, are already powerful tools for creating distributed and decentralized applications.
These are some of the key factors that have led to the rapid development of a wide range of innovating open source software, that are based on technologies such as blockchain and peer-to-peer networks. The aforementioned, although at a relatively early stage, are already powerful tools for creating distributed and decentralized applications.
The aim of this thesis is the implementation of an autonomous social platform,
The goal of this thesis is the implementation of an autonomous social platform,
which, by utilizing decentralization technologies, on the one hand will return the ownership of the staff
which, by utilizing decentralization technologies, on the one hand will return the ownership of the data to the end user, on the other hand will provide transparent democratic voting processes. These in a context resistant to both faults and attacks, as well as attempts at censorship and falsification.
user data, on the other hand, will enable transparent democratic voting processes. These in a context resistant to both faults and attacks, as well as attempts at censorship and falsification.
The developed proof of concept application "Concordia" approaches the above goal by combining Ethereum and IPFS, in order to define a decentralized digital space, both at architectural and political level.
The developed proof of concept application "Concordia" approaches the above goal by combining Ethereum and IPFS, in order to define a digital space, that is decentralized both at architectural and political level.
Σε αυτό το σημείο θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε εγκάρδια όλους εκείνους που συνέβαλαν στην εκπόνηση της παρούσας εργασίας:
Σε αυτό το σημείο θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε εγκάρδια όλους εκείνους που συνέβαλλαν στην εκπόνηση της παρούσας εργασίας:
\begin{itemize}
\begin{itemize}
\item Τον επιβλέποντα καθηγητή μας, κ. Δημάκη Χρήστο, για την ευκαιρία που μας έδωσε να ασχοληθούμε με το συγκεκριμένο θέμα και την εμπιστοσύνη που μας έδειξε από την αρχή μέχρι το τέλος.
\item Τον επιβλέποντα καθηγητή μας, κ. Δημάκη Χρήστο, για την ευκαιρία που μας έδωσε να ασχοληθούμε με το συγκεκριμένο θέμα και την εμπιστοσύνη που μας έδειξε από την αρχή μέχρι το τέλος.
Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία μίας αυτόνομης κοινωνικής πλατφόρμας, η οποία, βασιζόμενη σε τεχνολογίες αποκέντρωσης, θα λειτουργεί ανεξάρτητα από κεντρικές αρχές, παρέχοντας στους χρήστες της πλήρη ελευθερία του λόγου και κυριότητα επί των δεδομένων τους. Παράλληλα, θα παρέχει μία πλατφόρμα για ανώνυμες και αυθεντικές ψηφοφορίες, εν δυνάμει ικανών να αποτελέσουν ένα έγκυρο, έμπιστο και άμεσα δημοκρατικό βήμα λήψης αποφάσεων.
Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία μίας αυτόνομης κοινωνικής πλατφόρμας, η οποία, βασιζόμενη σε τεχνολογίες αποκέντρωσης, θα λειτουργεί ανεξάρτητα από κεντρικές αρχές, παρέχοντας στους χρήστες της πλήρη ελευθερία του λόγου και κυριότητα επί των δεδομένων τους. Παράλληλα, θα παρέχει μία πλατφόρμα για ανώνυμες και αυθεντικές ψηφοφορίες, εν δυνάμει ικανών να αποτελέσουν ένα έγκυρο, έμπιστο και άμεσα δημοκρατικό βήμα λήψης αποφάσεων.
Η proof of concept (PoC) εφαρμογή που αναπτύχθηκε για την επίτευξη του παραπάνω στόχου ονομάζεται Concordia\footnote{Η Concordia είναι η θεά της αρχαίας Ρωμαϊκής θρησκείας που προσωποποιεί την ομόνοια. Στην ελληνική μυθολογία ταυτίζεται με τη θεότητα Ομόνοια ή τη θεά Αρμονία.} και λειτουργεί μέσω ενός συνδυασμού αποκεντρωτικών τεχνολογιών. Πιο συγκεκριμένα, στον επεξεργαστικό πυρήνα της και σαν σημείο αναφοράς αξιοποιεί τo Ethereum blockchain, ενώ για την αποθήκευση του μεγαλύτερου όγκου των δεδομένων χρησιμοποιεί το IPFS μέσω της OrbitDB. Η δε διεπαφή του χρήστη υλοποιείται με σύγχρονες μεθόδους web development σε Javascript (React, Redux κ.ά.).
Η proof of concept (PoC) εφαρμογή που αναπτύχθηκε για την επίτευξη του παραπάνω στόχου ονομάζεται Concordia\footnote{Η Concordia είναι η θεά της αρχαίας Ρωμαϊκής θρησκείας που προσωποποιεί την ομόνοια. Στην ελληνική μυθολογία ταυτίζεται με τη θεότητα Ομόνοια ή τη θεά Αρμονία.} και λειτουργεί μέσω ενός συνδυασμού αποκεντρωτικών τεχνολογιών. Πιο συγκεκριμένα, στον επεξεργαστικό πυρήνα της και σαν σημείο αναφοράς αξιοποιεί τo Ethereum blockchain, ενώ για την αποθήκευση του μεγαλύτερου όγκου των δεδομένων χρησιμοποιεί το IPFS μέσω της OrbitDB. Η δε διεπαφή του χρήστη υλοποιείται με σύγχρονες μεθόδους web development σε JavaScript (React, Redux κ.ά.).
Κατά την σχεδίαση και την υλοποίηση του κώδικα ακολουθήθηκαν διάφορες τεχνικές και μοτίβα ανάπτυξης. Κατά βάση χρησιμοποιήθηκαν Agile μέθοδοι όπως το Kanban και Scrum και, αργότερα στην ανάπτυξη, το DevOps μοντέλο για διαρκή ενσωμάτωση (Continuous Integration) και διαρκή εγκατάσταση (Continuous Deployment).
Κατά την σχεδίαση και την υλοποίηση του κώδικα ακολουθήθηκαν διάφορες τεχνικές και μοτίβα ανάπτυξης. Κατά βάση χρησιμοποιήθηκαν Agile μέθοδοι όπως το Kanban και Scrum και, αργότερα στην ανάπτυξη, το DevOps μοντέλο για διαρκή ενσωμάτωση (Continuous Integration) και διαρκή εγκατάσταση (Continuous Deployment).
% todo: add an intro to agile too?
Για την παρούσα εργασία, πραγματοποιήθηκε ανάλυση και σχεδιασμός των επιμέρους μονάδων εργασίας (tasks) πριν την έναρξη της διαδικασίας ανάπτυξης του κώδικα. Τα tasks που προδιαγράφηκαν ήταν συνήθως epics\footnote{Τα epics είναι μεγάλες μονάδες εργασίας οι οποίες αφορούν κάποιο βασικό χαρακτηριστικό. Ο διαχωρισμός τους σε επιμέρους tasks αναβάλλεται με σκοπό την καλύτερη κατανόηση των αναγκών τους.} τα οποία αργότερα χωρίστηκαν σε επιμέρους, μικρότερα tasks. Ορίστηκαν επίσης ορόσημα (milestones) τα οποία βοήθησαν ιδιαίτερα στην ιεράρχηση και προτεραιοποίηση των tasks.
Για την παρούσα εργασία, πραγματοποιήθηκε ανάλυση και σχεδιασμός των επιμέρους μονάδων εργασίας (tasks) πριν την έναρξη της διαδικασίας ανάπτυξης του κώδικα. Τα tasks που προδιαγράφηκαν ήταν συνήθως epics\footnote{Τα epics είναι μεγάλες μονάδες εργασίας οι οποίες αφορούν κάποιο βασικό χαρακτηριστικό. Ο διαχωρισμός τους σε επιμέρους tasks αναβάλλεται με σκοπό την καλύτερη κατανόηση των αναγκών τους.} τα οποία αργότερα χωρίστηκαν σε επιμέρους, μικρότερα tasks. Ορίστηκαν επίσης ορόσημα (milestones) τα οποία βοήθησαν ιδιαίτερα στην ιεράρχηση και προτεραιοποίηση των tasks.
Το Kanban είναι μία μέθοδος οργάνωσης έργων και οπτικοποίησης των μονάδων εργασίας (tasks) που απαιτούνται για την ολοκλήρωσή τους. Στο Kanban ορίζονται τα βασικά στάδια της ροής ενός task και χρησιμοποιούνται οπτικά μέσα ώστε να γίνει ιχνηλάτηση τόσο της συνολικής κατάστασης του έργου, όσο και συγκεκριμένων-μεμονωμένων tasks καθώς αυτά προοδεύουν. Για κάθε στάδιο ολοκλήρωσης ορίζεται μία ξεχωριστή ουρά εργασιών (στήλη), για παράδειγμα "σε αναμονή", "σε εξέλιξη", "ολοκληρωμένο". Χρησιμοποιούνται οπτικά σινιάλα (χρώματα, tags και άλλα) για τον διαχωρισμό και την γρήγορη κατανόηση των σημαντικότερων γνωρισμάτων των tasks, για παράδειγμα ξεχωριστό tag για κάθε υπηρεσία στην οποία αναφέρεται το task. Επίσης, ορίζονται όρια στον αριθμό των tasks που μπορούν να είναι ταυτόχρονα σε εξέλιξη.
Το Kanban είναι μία μέθοδος οργάνωσης έργων και οπτικοποίησης των μονάδων εργασίας (tasks) που απαιτούνται για την ολοκλήρωσή τους. Στο Kanban ορίζονται τα βασικά στάδια της ροής ενός task και χρησιμοποιούνται οπτικά μέσα ώστε να γίνει ιχνηλάτηση τόσο της συνολικής κατάστασης του έργου, όσο και συγκεκριμένων-μεμονωμένων tasks καθώς αυτά προοδεύουν. Για κάθε στάδιο ολοκλήρωσης ορίζεται μία ξεχωριστή ουρά εργασιών (στήλη), για παράδειγμα "σε αναμονή", "σε εξέλιξη", "ολοκληρωμένο". Χρησιμοποιούνται οπτικά σινιάλα (χρώματα, tags και άλλα) για τον διαχωρισμό και την γρήγορη κατανόηση των σημαντικότερων γνωρισμάτων των tasks, για παράδειγμα ξεχωριστό tag για κάθε υπηρεσία στην οποία αναφέρεται το task. Επίσης, ορίζονται όρια στον αριθμό των tasks που μπορούν να είναι ταυτόχρονα σε εξέλιξη.
Για την επίτευξη των στόχων που ορίστηκαν και την οργάνωση της εργασίας που απαιτείται σε διαχειρίσιμα μέρη, σχεδιάστηκε η χρήση διάφορων εργαλείων και μεθόδων ανάπτυξης λογισμικού, όπως το σύστημα ελέγχου εκδόσεων (version control system) Git, η μέθοδος οργάνωσης Scrum και οι διαδικασίες ανάπτυξης DevOps. Τα εργαλεία αυτά είναι δοκιμασμένα και έχουν εδραιωθεί στη σύγχρονη ανάπτυξη λογισμικού.
Για την επίτευξη των στόχων που ορίστηκαν και την οργάνωση της εργασίας που απαιτείται σε διαχειρίσιμα μέρη, χρησιμοποιήθηκαν διάφορα εργαλεία και μέθοδοι ανάπτυξης λογισμικού, όπως το σύστημα ελέγχου εκδόσεων (version control system) Git, η μέθοδος οργάνωσης Scrum και οι διαδικασίες ανάπτυξης DevOps. Τα εργαλεία αυτά είναι δοκιμασμένα και έχουν εδραιωθεί στη σύγχρονη ανάπτυξη λογισμικού.
Μέσα από την χρήση των παραπάνω εργαλείων επιτυγχάνεται η ομαλή συνεργασία στην ανάπτυξη του λογισμικού. Κάθε μέλος της ομάδας δύναται να εργαστεί ανεξάρτητα και χωρίς την ανάγκη διαρκούς επικοινωνίας με τα υπόλοιπα μέλη. Οι στόχοι είναι ορισμένοι, σαφείς και χωρισμένοι σε διαχειρίσιμα μέρη τα οποία δεν καταβάλουν τα μέλη. Ταυτόχρονα, έχοντας ως έδρα καθιερωμένα πρότυπα ανάπτυξης, παρέχεται φορμαλισμός και έτοιμες μέθοδοι επίλυσης προβλημάτων, γεγονός που λειτουργεί καταλυτικά και βοηθά στην αποφυγή τελμάτων κατά τη συγγραφή του κώδικα.
Μέσα από την χρήση των παραπάνω εργαλείων επιτυγχάνεται η ομαλή συνεργασία στην ανάπτυξη του λογισμικού. Κάθε μέλος της ομάδας δύναται να εργαστεί ανεξάρτητα και χωρίς την ανάγκη διαρκούς επικοινωνίας με τα υπόλοιπα μέλη. Οι στόχοι είναι ορισμένοι, σαφείς και χωρισμένοι σε διαχειρίσιμα μέρη τα οποία δεν καταβάλλουν τα μέλη. Ταυτόχρονα, έχοντας ως έδρα καθιερωμένα πρότυπα ανάπτυξης, παρέχεται φορμαλισμός και έτοιμες μέθοδοι επίλυσης προβλημάτων, γεγονός που λειτουργεί καταλυτικά και βοηθά στην αποφυγή τελμάτων κατά τη συγγραφή του κώδικα.
Το Git είναι δωρεάν λογισμικό ανοιχτού κώδικα το οποίο επιτρέπει και επικουρεί την απρόσκοπτη ανάπτυξη λογισμικού από πολλαπλά μέλη μίας ομάδας, ταυτόχρονα και διανεμημένα. Αυτό επιτυγχάνεται παρέχοντας ένα πλαίσιο από εργαλεία τα οποία βοηθούν την διαχείριση και ενσωμάτωση των διαφορετικών εκδόσεων του κώδικα τις οποίες αναπτύσσει κάθε μέλος της ομάδας ξεχωριστά. Υπάρχουν διάφορα μοντέλα χρήσης του Git και πιο συγκεκριμένα της δυνατότητας που δίνει για δημιουργία, ανάπτυξη και ένωση (merge) κλαδιών (branches).
Το Git είναι δωρεάν λογισμικό ανοιχτού κώδικα το οποίο επιτρέπει και επικουρεί την απρόσκοπτη ανάπτυξη λογισμικού από πολλαπλά μέλη μίας ομάδας, ταυτόχρονα και διανεμημένα. Αυτό επιτυγχάνεται παρέχοντας ένα πλαίσιο από εργαλεία τα οποία βοηθούν την διαχείριση και ενσωμάτωση των διαφορετικών εκδόσεων του κώδικα τις οποίες αναπτύσσει κάθε μέλος της ομάδας ξεχωριστά. Υπάρχουν διάφορα μοντέλα χρήσης του Git και πιο συγκεκριμένα της δυνατότητας που δίνει για δημιουργία, ανάπτυξη και ένωση (merge) κλαδιών (branches).
Για τους σκοπούς της παρούσας διπλωματικής χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο GitHub flow\cite{4.1-github-flow}. Το μοντέλο αυτό ορίζει ότι κάθε προγραμματιστής ανοίγει ένα νέο branch για τη ανάπτυξη ενός χαρακτηριστικού της εφαρμογής ή τη διόρθωση ενός μέρους του κώδικα. Έπειτα, όταν η δουλειά έχει ολοκληρωθεί, δημιουργείται ένα αίτημα ένωσης (pull request) με το βασικό κλαδί ανάπτυξης (develop) της εφαρμογής. Η δουλειά υπόκειται σε αξιολόγηση από την υπόλοιπη ομάδα (review) και όταν κριθεί ότι ικανοποιεί τις ανάγκες του έργου, το branch γίνεται merge με το develop. Όταν το develop φτάσει σε ικανό σημείο σταθερότητας και αλλαγών, γίνεται merge με το branch παραγωγής (master). Από το master δημιουργούνται οι τελικές εκδόσεις της εφαρμογής οι οποίες διανέμονται για χρήση στην παραγωγή (production versions), ενώ από το develop δημιουργούνται οι δοκιμαστικές εκδόσεις αιχμής της εφαρμογής οι οποίες χρησιμοποιούνται κατά τον έλεγχο (staging versions).
Για τους σκοπούς της παρούσας διπλωματικής χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο GitHub flow.\cite{4.1-github-flow} Το μοντέλο αυτό ορίζει ότι κάθε προγραμματιστής ανοίγει ένα νέο branch για τη ανάπτυξη ενός χαρακτηριστικού της εφαρμογής ή τη διόρθωση ενός μέρους του κώδικα. Έπειτα, όταν η δουλειά έχει ολοκληρωθεί, δημιουργείται ένα αίτημα ένωσης (pull request) με το βασικό κλαδί ανάπτυξης (develop) της εφαρμογής. Η δουλειά υπόκειται σε αξιολόγηση από την υπόλοιπη ομάδα (review) και όταν κριθεί ότι ικανοποιεί τις ανάγκες του έργου, το branch γίνεται merge με το develop. Όταν το develop φτάσει σε ικανό σημείο σταθερότητας και αλλαγών, γίνεται merge με το branch παραγωγής (master). Από το master δημιουργούνται οι τελικές εκδόσεις της εφαρμογής οι οποίες διανέμονται για χρήση στην παραγωγή (production versions), ενώ από το develop δημιουργούνται οι δοκιμαστικές εκδόσεις αιχμής της εφαρμογής οι οποίες χρησιμοποιούνται κατά τον έλεγχο (staging versions).
Το Scrum είναι μία μέθοδος οργάνωσης στην οποία ο επιμελητής του Scrum (Scrum master) διαχωρίζει τα ανεξάρτητα μέρη εργασίας (tasks) που πρέπει να υλοποιηθούν για την ολοκλήρωση των στόχων ενός project. Τα μέρη αυτά περιγράφονται αναλυτικά μαζί με τις απαιτήσεις τους και κατατίθενται σε μία λίστα εργασιών (backlog). Έπειτα, μέσα από συσκέψεις (meetings), επιλέγεται ένας αριθμός από tasks τα οποία ορίζουν το επόμενο προγραμματιστικό κύκλο (sprint). Κάθε task ανατίθεται σε κάποιο μέλος για υλοποίηση. Για το Sprint ορίζεται μία χρονική διάρκεια, στόχος της οποίας είναι η περάτωση όλων των tasks πριν τη λήξη της. Στο τέλος της προθεσμίας που ορίστηκε για το Sprint τα μέλη της ομάδας αποτιμούν τα αποτελέσματα και ορίζουν το επόμενο Sprint. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται έως ότου το έργο ολοκληρωθεί.
Το Scrum είναι μία μέθοδος οργάνωσης στην οποία ο επιμελητής του Scrum (Scrum master) διαχωρίζει τα ανεξάρτητα μέρη εργασίας (tasks) που πρέπει να υλοποιηθούν για την ολοκλήρωση των στόχων ενός project. Τα μέρη αυτά περιγράφονται αναλυτικά μαζί με τις απαιτήσεις τους και κατατίθενται σε μία λίστα εργασιών (backlog). Έπειτα, μέσα από συσκέψεις (meetings), επιλέγεται ένας αριθμός από tasks τα οποία ορίζουν το επόμενο προγραμματιστικό κύκλο (sprint). Κάθε task ανατίθεται σε κάποιο μέλος για υλοποίηση. Για το Sprint ορίζεται μία χρονική διάρκεια, στόχος της οποίας είναι η περάτωση όλων των tasks πριν τη λήξη της. Στο τέλος της προθεσμίας που ορίστηκε για το Sprint τα μέλη της ομάδας αποτιμούν τα αποτελέσματα και ορίζουν το επόμενο Sprint. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται έως ότου το έργο ολοκληρωθεί.
Λόγω του πολύ μικρού μεγέθους της ομάδας, το Scrum ακολουθήθηκε ελαστικά. Συγκεκριμένα, δεν ορίστηκε ένας συγκεκριμένος επιμελητής του board αλλά κάθε μέλος της ομάδας φρόντιζε για τον ορισμό και την περιγραφή ενός μέρους των tasks. Τα sprints δεν ήταν συνεχόμενα και δεν είχαν πάντα τον ίδιο χρόνο εκτέλεσης αλλά προσαρμόζονταν ανάλογα με τις εκάστοτε ανάγκες και τον χρόνο των μελών. Κατά βάση, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Kanban (που χρησιμοποιείται από το ίδιο το Scrum), για την οπτικοποίηση των tasks. Τα tasks χωρίστηκαν σε λίστες οι οποίες περιλαμβάνουν:
Λόγω του πολύ μικρού μεγέθους της ομάδας, το Scrum ακολουθήθηκε ελαστικά. Συγκεκριμένα, δεν ορίστηκε ένας συγκεκριμένος επιμελητής του board αλλά κάθε μέλος της ομάδας φρόντιζε για τον ορισμό και την περιγραφή ενός μέρους των tasks. Τα sprints δεν ήταν συνεχόμενα και δεν είχαν πάντα τον ίδιο χρόνο εκτέλεσης αλλά προσαρμόζονταν ανάλογα με τις εκάστοτε ανάγκες και τον χρόνο των μελών. Κατά βάση, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Kanban (που χρησιμοποιείται από το ίδιο το Scrum), για την οπτικοποίηση των tasks. Τα tasks χωρίστηκαν κατά κύριο λόγο στις παρακάτω λίστες:
\begin{itemize}
\begin{itemize}
\itemσε αναμονή (backlog), περιλαμβάνει tasks τα οποία δεν έχουν ακόμα εισαχθεί σε κάποιο sprint
\item"Αναμονής" (backlog), η οποία περιέχει tasks τα οποία δεν έχουν ακόμα εισαχθεί σε κάποιο sprint
\itemενεργό sprint (sprint/todo), περιλαμβάνει tasks τα οποία συμμετέχουν στο ενεργό (τωρινό) sprint
\item"Ενεργού sprint" (sprint/todo), που περιλαμβάνει tasks τα οποία συμμετέχουν στο ενεργό (τρέχον) sprint
\itemεκτέλεση (in progress/doing), περιλαμβάνει tasks για τα οποία έχει ξεκινήσει η ανάπτυξη από κάποιο μέλος της ομάδας
\item"Εκτέλεσης" (in progress/doing), η οποία περιλαμβάνει tasks για τα οποία έχει ξεκινήσει η ανάπτυξη από κάποιο μέλος της ομάδας
\itemέλεγχος και αξιολόγησης (testing/code review), περιλαμβάνει tasks των οποίων η ανάπτυξη έχει ολοκληρωθεί και βρίσκονται στο στάδιο ελέγχου (testing) ή αναμονής σε pull request
\item"Ελέγχου και αξιολόγησης" (testing/code review), η οποία περιέχει tasks των οποίων η ανάπτυξη έχει ολοκληρωθεί και βρίσκονται στο στάδιο ελέγχου (testing) ή αναμονής σε pull request
\itemολοκλήρωση (done), περιλαμβάνει tasks τα οποία έχουν τελειώσει, δηλαδή των οποίων η ανάπτυξη έχει ολοκληρωθεί και το pull request έχει γίνει merge
\item"Ολοκλήρωσης" (done), που περιλαμβάνει tasks τα οποία έχουν τελειώσει, δηλαδή των οποίων η ανάπτυξη έχει ολοκληρωθεί και το pull request έχει γίνει merge
\end{itemize}
\end{itemize}
Τέλος, ορίστηκαν στις λίστες οι μέγιστοι αριθμοί tasks που μπορούν τα υπάρχουν σε κάθε χρονική στιγμή. Για παράδειγμα, μέχρι τέσσερα tasks στην λίστα εκτέλεσης. Αυτό έγινε για ενθάρρυνση της ολοκλήρωσης των tasks από τα μέλη, σε αντίθεση με την εγκατάλειψή τους σε ημιτελή κατάσταση της ανάπτυξης για την ανάληψη κάποιου νέου task.
Τέλος, ορίστηκαν στις λίστες οι μέγιστοι αριθμοί από tasks που μπορούν τα υπάρχουν σε κάθε χρονική στιγμή. Για παράδειγμα, μέχρι τέσσερα tasks στην λίστα εκτέλεσης. Αυτό έγινε για ενθάρρυνση της ολοκλήρωσης των tasks από τα μέλη, σε αντίθεση με την εγκατάλειψή τους σε ημιτελή κατάσταση της ανάπτυξης για την ανάληψη κάποιου νέου task.
\begin{figure}[H]
\begin{figure}[H]
\centering
\centering
@ -32,13 +32,13 @@
Κατά την διαδικασία της ανάπτυξης του κώδικα, εφαρμόστηκαν επίσης οι τακτικές που ορίζονται από το DevOps σε ό,τι αφορά το deployment των υπηρεσιών. Το DevOps ορίζει διάφορα εργαλεία που αποσκοπούν στην απρόσκοπτη, αυτοματοποιημένη και γρήγορα ενσωμάτωση του κώδικα από το στάδιο της συγγραφής μέχρι την ολοκλήρωση και εγκατάσταση. Τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν εδώ είναι:
Κατά την διαδικασία της ανάπτυξης του κώδικα, εφαρμόστηκαν επίσης οι τακτικές που ορίζονται από το DevOps σε ό,τι αφορά το deployment των υπηρεσιών. Το DevOps ορίζει διάφορα εργαλεία που αποσκοπούν στην απρόσκοπτη, αυτοματοποιημένη και γρήγορα ενσωμάτωση του κώδικα από το στάδιο της συγγραφής μέχρι την ολοκλήρωση και εγκατάσταση. Τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν εδώ είναι:
\begin{itemize}
\begin{itemize}
\itemσυνεχής έλεγχος (continuous testing)
\itemΣυνεχής έλεγχος (continuous testing)
\itemσυνεχής ολοκλήρωση (continuous integration)
\itemΣυνεχής ολοκλήρωση (continuous integration)
\itemσυνεχής παράδοση (continuous delivery)
\itemΣυνεχής παράδοση (continuous delivery)
\itemσυνεχής εγκατάσταση (continuous deployment)
\itemΣυνεχής εγκατάσταση (continuous deployment)
\end{itemize}
\end{itemize}
Για την υλοποίηση των τακτικών αυτών επιλέχθηκε μετά από εκτενή έρευνα η πλατφόρμα Jenkins. Το Jenkins συνδυάστηκε με την πλατφόρμα εικονοποίησης Docker ώστε να ακολουθηθούν οι τελευταίες ενδεδειγμένες πρακτικές της βιομηχανίας. Έγινε συγγραφή του αρχείου Jenkinsfile το οποίο περιγράφει με κώδικα την ροή εργασιών (pipeline) που πρέπει να ακολουθηθεί μετά από κάθε αλλαγή στον κώδικα. Η εκτέλεση του pipeline πραγματοποιείται αυτόματα από το Jenkins.
Για την υλοποίηση των τακτικών αυτών επιλέχθηκε μετά από εκτενή έρευνα η πλατφόρμα \hyperref[subsection:4-2-1-3-jenkins]{Jenkins}. Το Jenkins συνδυάστηκε με την πλατφόρμα εικονοποίησης \hyperref[subsection:4-2-1-2-docker]{Docker} ώστε να ακολουθηθούν οι τελευταίες ενδεδειγμένες πρακτικές της βιομηχανίας. Έγινε συγγραφή του αρχείου Jenkinsfile το οποίο περιγράφει με κώδικα την ροή εργασιών (pipeline) που πρέπει να ακολουθηθεί μετά από κάθε αλλαγή στον κώδικα. Η εκτέλεση του pipeline πραγματοποιείται αυτόματα από το Jenkins.
Το pipeline αποτελείται από στάδια και βήματα τα οποία φαίνονται στο σχήμα \ref{figure:4.1.implementation-methodology-jenkins-pipeline}:
Το pipeline αποτελείται από στάδια και βήματα τα οποία φαίνονται στο σχήμα \ref{figure:4.1.implementation-methodology-jenkins-pipeline}:
Με την χρήση του Jenkins αυτοματοποιείται με μεγάλη ευκολία ένα σημαντικό μέρος των διαδικασιών ανάπτυξης και δημοσίευσης του κώδικα. Με την χρήση του συγκεκριμένου pipeline γίνεται σίγουρο ό,τι σε κάθε αλλαγή, ασχέτως του κλαδιού ανάπτυξης ο κώδικας ελέγχεται και τα αποτελέσματα των tests είναι αποθηκευμένα και διαθέσιμα για ανάλυση. Ακόμα, για το κλαδί develop, αυτοματοποιείται η ολοκλήρωση των πακέτων και η εγκατάστασή τους σε περιβάλλον δοκιμής (staging), γεγονός που διευκολύνει σημαντικά τις συλλογικές δοκιμές από την ομάδα σε διαφορετικά περιβάλλοντα χρήσης (browsers). Τέλος, για το κλαδί master, αυτοματοποιείται η διαδικασία δημοσίευσης των docker images, μηδενίζοντας έτσι τον χρόνο που πρέπει να καταβάλουν τα μέλη της ομάδας σε αυτό.
Με τη χρήση του Jenkins αυτοματοποιείται με μεγάλη ευκολία ένα σημαντικό μέρος των διαδικασιών ανάπτυξης και δημοσίευσης του κώδικα. Με τη χρήση του συγκεκριμένου pipeline γίνεται σίγουρο ό,τι σε κάθε αλλαγή, ασχέτως του κλαδιού ανάπτυξης ο κώδικας ελέγχεται και τα αποτελέσματα των tests είναι αποθηκευμένα και διαθέσιμα για ανάλυση. Ακόμα, για το κλαδί develop, αυτοματοποιείται η ολοκλήρωση των πακέτων και η εγκατάστασή τους σε περιβάλλον δοκιμής (staging), γεγονός που διευκολύνει σημαντικά τις συλλογικές δοκιμές από την ομάδα σε διαφορετικά περιβάλλοντα χρήσης (browsers). Τέλος, για το κλαδί master, αυτοματοποιείται η διαδικασία δημοσίευσης των docker images, μηδενίζοντας έτσι τον χρόνο που πρέπει να καταβάλουν τα μέλη της ομάδας σε αυτό.
Το Node.js\footnote{\url{https://nodejs.org/}} είναι ένα περιβάλλον χρόνου εκτέλεσης Javascript πολλαπλών πλατφορμών, το οποίο εκτελείται στη μηχανή V8\footnote{\url{https://v8.dev/}} και παρέχει τη δυνατότητα εκτέλεσης κώδικα Javascript εκτός περιηγητών ιστού. Επιτρέπει στους προγραμματιστές να χρησιμοποιούν Javascript για τη σύνταξη εργαλείων γραμμής εντολών και τη δημιουργία κλιμακωτών διαδικτυακών εφαρμογών (κυρίως για εξυπηρετητές). Έχει αρχιτεκτονική βασισμένη σε συμβάντα (event-driven architecture), με δυνατότητα ασύγχρονης εισόδου/εξόδου (asynchronous I/O).\cite{4.2-node.js}
Το Node.js\footnote{\url{https://nodejs.org/}} είναι ένα περιβάλλον χρόνου εκτέλεσης JavaScript πολλαπλών πλατφορμών, το οποίο εκτελείται στη μηχανή V8\footnote{\url{https://v8.dev/}} και παρέχει τη δυνατότητα εκτέλεσης κώδικα JavaScript εκτός περιηγητών ιστού. Επιτρέπει στους προγραμματιστές να χρησιμοποιούν JavaScript για τη σύνταξη εργαλείων γραμμής εντολών και τη δημιουργία κλιμακωτών διαδικτυακών εφαρμογών (κυρίως για εξυπηρετητές). Έχει αρχιτεκτονική βασισμένη σε συμβάντα (event-driven architecture), με δυνατότητα ασύγχρονης εισόδου/εξόδου (asynchronous I/O).\cite{4.2-node.js}
Ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά του Node.js είναι ο ενσωματωμένος διαχειριστής πακέτων του, ο οποίος ονομάζεται npm. Με τον npm γίνεται εφικτή η εγκατάσταση πακέτων (βιβλιοθηκών) από το μητρώο npm (npm registry\footnote{\url{https://www.npmjs.com/}}), καθώς και η οργάνωση και η διαχείρισή τους στα πλαίσια της ανάπτυξης μίας εφαρμογής που εξαρτάται από αυτά.
Ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά του Node.js είναι ο ενσωματωμένος διαχειριστής πακέτων του, ο οποίος ονομάζεται npm. Με τον npm γίνεται εφικτή η εγκατάσταση πακέτων (βιβλιοθηκών) από το μητρώο npm (npm registry\footnote{\url{https://www.npmjs.com/}}), καθώς και η οργάνωση και η διαχείρισή τους στα πλαίσια της ανάπτυξης μίας εφαρμογής που εξαρτάται από αυτά.
Το Jenkins είναι ένας πλήρως παραμετροποιήσιμος και επεκτάσιμος διακομιστής αυτοματοποίησης (automation server). Ο διακομιστής μπορεί να αυτοματοποιήσει τις διαδικασίες ελέγχου, ολοκλήρωσης, παράδοσης και εγκατάστασης του κώδικα, υλοποιώντας έτσι βασικές διαδικασίες που ορίζει το DevOps, συνεχή έλεγχο (continuous testing), συνεχή ολοκλήρωση (continuous integration), συνεχή παράδοση (continuous delivery) και συνεχή εγκατάσταση (continuous deployment). Επίσης, το Jenkins μπορεί να παραμετροποιηθεί μέσω των ρυθμίσεων που προσφέρει και των επεκτάσεων (plugins) που υπάρχουν ώστε να παρέχει τις δυνατότητες αυτές για οποιαδήποτε πλατφόρμα, γλώσσα και περιβάλλον ανάπτυξης.
Το Jenkins είναι ένας πλήρως παραμετροποιήσιμος και επεκτάσιμος διακομιστής αυτοματοποίησης (\textenglish{automation server}). Ο διακομιστής μπορεί να αυτοματοποιήσει τις διαδικασίες ελέγχου, ολοκλήρωσης, παράδοσης και εγκατάστασης του κώδικα, υλοποιώντας έτσι βασικές διαδικασίες που ορίζει το DevOps, συνεχή έλεγχο (\textenglish{continuous testing}), συνεχή ολοκλήρωση (\textenglish{continuous integration}), συνεχή παράδοση (\textenglish{continuous delivery}) και συνεχή εγκατάσταση (\textenglish{continuous deployment}). Επίσης, το Jenkins μπορεί να παραμετροποιηθεί μέσω των ρυθμίσεων που προσφέρει και των επεκτάσεων (plugins) που υπάρχουν ώστε να παρέχει τις δυνατότητες αυτές για οποιαδήποτε πλατφόρμα, γλώσσα και περιβάλλον ανάπτυξης.
Στο Jenkins είναι δυνατός ο ορισμός με χρήση κώδικα (σε Groovy και στο DSL που παρέχεται από το Jenkins) πολλαπλών γραμμών εργασιών (pipeline). Οι γραμμές εργασιών συντίθενται από πολλαπλά βήματα τα οποία επιτελούν ξεχωριστούς στόχους προς το τελικό αποτέλεσμα της γραμμής. Τα βήματα μπορούν να τρέχουν σειριακά ή παράλληλα. Ενώ δίνεται η δυνατότητα εκτέλεσης σε πολλαπλά, διανεμημένα συστήματα καθώς και άλλες προχωρημένες λειτουργικότητες.
Στο Jenkins είναι δυνατός ο ορισμός με χρήση κώδικα (σε Groovy και στο DSL που παρέχεται από το Jenkins) πολλαπλών γραμμών εργασιών (pipeline). Οι γραμμές εργασιών συντίθενται από πολλαπλά βήματα τα οποία επιτελούν ξεχωριστούς στόχους προς το τελικό αποτέλεσμα της γραμμής. Τα βήματα μπορούν να τρέχουν σειριακά ή παράλληλα. Ενώ δίνεται η δυνατότητα εκτέλεσης σε πολλαπλά, διανεμημένα συστήματα καθώς και άλλες προχωρημένες λειτουργικότητες.
Η React\footnote{\url{https://reactjs.org/}} αποτελεί βιβλιοθήκη Javascript, η οποία χρησιμοποιείται για την κατασκευή διεπαφών χρήστη. Είναι δηλωτική (declarative) και βασίζεται σε components, τα οποία διαχειρίζονται την κατάστασή τους (state) και συντίθενται για να δημιουργήσουν πολύπλοκα διαδραστικά UIs.
Η React\footnote{\url{https://reactjs.org/}} αποτελεί βιβλιοθήκη JavaScript, η οποία χρησιμοποιείται για την κατασκευή διεπαφών χρήστη. Είναι δηλωτική (declarative) και βασίζεται σε components, τα οποία διαχειρίζονται την κατάστασή τους (state) και συντίθενται για να δημιουργήσουν πολύπλοκα διαδραστικά UIs.
%TODO: When https://2021.stateofjs.com/en-US/ is available, add to the paragraph above that is the most popular js front-end framework (by usage), according to https://2020.stateofjs.com/en-US/technologies/front-end-frameworks/ and also add this beautiful chart.
Ένα σημαντικό εργαλείο για την ταχεία ανάπτυξη web εφαρμογών σε React είναι το Create React App\footnote{\url{https://create-react-app.dev/}}. Με τη χρήση μίας και μόνο εντολής (\texttt{npx create-react-app my-app}), εγκαθίσταται αυτόματα ένας development server σε περιβάλλον Node.js (ως μία μοναδική βιβλιοθήκη). Αυτός εμπεριέχει μία πληθώρα από build tools (π.χ. Webpack, Babel, ESLint), τα οποία προσφέρουν ισχυρές δυνατότητες, όπως άμεσα reloads και παραγωγή βελτιστοποιημένων bundles. Έτσι, η διαδικασία της υλοποίησης αποκτά ποικίλες διευκολύνσεις, χωρίς να απαιτεί την εκμάθηση, την χειροκίνητη εγκατάσταση και την προηγμένη διαμόρφωση των τεχνολογιών στο εσωτερικό.
Ένα σημαντικό εργαλείο για την ταχεία ανάπτυξη web εφαρμογών σε React είναι το Create React App\footnote{\url{https://create-react-app.dev/}}. Με τη χρήση μίας και μόνο εντολής (\texttt{npx create-react-app my-app}), εγκαθίσταται αυτόματα ένας development server σε περιβάλλον Node.js (ως μία μοναδική βιβλιοθήκη). Αυτός εμπεριέχει μία πληθώρα από build tools (π.χ. Webpack, Babel, ESLint), τα οποία προσφέρουν ισχυρές δυνατότητες, όπως άμεσα reloads και παραγωγή βελτιστοποιημένων bundles. Έτσι, η διαδικασία της υλοποίησης αποκτά ποικίλες διευκολύνσεις, χωρίς να απαιτεί την εκμάθηση, την χειροκίνητη εγκατάσταση και την προηγμένη διαμόρφωση των τεχνολογιών στο εσωτερικό.
Το Redux\footnote{\url{https://redux.js.org/}} αποτελεί μία βιβλιοθήκη Javascript, η χρήση της οποίας προσφέρει στην εφαρμογή ένα πλήρως διαχειρίσιμο global state.
Το Redux\footnote{\url{https://redux.js.org/}} αποτελεί μία βιβλιοθήκη JavaScript, η χρήση της οποίας προσφέρει στην εφαρμογή ένα πλήρως διαχειρίσιμο global state.
%TODO: When https://2021.stateofjs.com/en-US/ is available, add to the paragraph above that is the most popular data layer technology (by usage), according to https://2020.stateofjs.com/en-US/technologies/datalayer/ and also add this beautiful chart.
Το Redux-Saga\footnote{\url{https://redux.js.org/}} αποτελεί μία βιβλιοθήκη Javascript του οικοσυστήματος του Redux. Πρόκειται για ένα Redux middleware, το οποίο χρησιμοποιεί ESG generator functions\footnote{\url{https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Statements/function*}} για την εκτέλεση και διαχείριση ποικίλων ασύγχρονων side effect. Αυτές οι συναρτήσεις (sagas) παρέχουν μία πληθώρα επιλογών για την παράλληλη εκτέλεση κώδικα που μπορεί να σχετίζεται με εξωτερικά APIs, όπως με ένα blockchain ή μία βάση δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο, τα τελευταία μπορούν να συμπεριληφθούν στο κεντρικό Redux store και τη διαχείριση του συνολικού state της εφαρμογής.
Το Redux-Saga\footnote{\url{https://redux.js.org/}} αποτελεί μία βιβλιοθήκη JavaScript του οικοσυστήματος του Redux. Πρόκειται για ένα Redux middleware, το οποίο χρησιμοποιεί ESG generator functions\footnote{\url{https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Statements/function*}} για την εκτέλεση και διαχείριση ποικίλων ασύγχρονων side effect. Αυτές οι συναρτήσεις (sagas) παρέχουν μία πληθώρα επιλογών για την παράλληλη εκτέλεση κώδικα που μπορεί να σχετίζεται με εξωτερικά APIs, όπως με ένα blockchain ή μία βάση δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο, τα τελευταία μπορούν να συμπεριληφθούν στο κεντρικό Redux store και τη διαχείριση του συνολικού state της εφαρμογής.
Το Redux-Saga έχει το αποθετήριό του στο GitHub (\url{https://github.com/redux-saga/redux-saga}) και διατίθεται μέσω του μητρώου npm (\url{https://www.npmjs.com/package/redux-saga}).
Το Redux-Saga έχει το αποθετήριό του στο GitHub (\url{https://github.com/redux-saga/redux-saga}) και διατίθεται μέσω του μητρώου npm (\url{https://www.npmjs.com/package/redux-saga}).
H υλοποίηση του IPFS που χρησιμοποείται στην εφαρμογή Concordia είναι αυτή σε Javascript και ονομάζεται js-ipfs. Μέσω αυτής της βιβλιοθήκης, παρέχεται η δυνατότητα δημιουργίας ενός IPFS κόμβου, τόσο σε έναν Node.js server, όσο και σε ένα περιβάλλον browser.
H υλοποίηση του IPFS που χρησιμοποείται στην εφαρμογή Concordia είναι αυτή σε JavaScript και ονομάζεται js-ipfs. Μέσω αυτής της βιβλιοθήκης, παρέχεται η δυνατότητα δημιουργίας ενός IPFS κόμβου, τόσο σε έναν Node.js server, όσο και σε ένα περιβάλλον browser.
Το js-ipfs έχει το αποθετήριό του στο GitHub (\url{https://github.com/ipfs/js-ipfs}) και διατίθεται μέσω του μητρώου npm (\url{https://www.npmjs.com/package/ipfs}).
Το js-ipfs έχει το αποθετήριό του στο GitHub (\url{https://github.com/ipfs/js-ipfs}) και διατίθεται μέσω του μητρώου npm (\url{https://www.npmjs.com/package/ipfs}).
\item\textbf{Access Control}: Κατά τη δημιουργία μίας βάσης μπορούν να οριστούν όσοι θα έχουν δικαίωμα εγγραφής σε αυτή, μέσω ενός ελεγκτή πρόσβασης (access controller). Ο ελεγκτής θα περιλαμβάνει τα public keys τους, τα οποία μπορούν να ανακτηθούν από το identity του καθενός. Από προεπιλογή και αν δεν ορίζεται διαφορετικά, δίνεται πρόσβαση εγγραφής μόνο στον δημιουργό της βάσης.
\item\textbf{Access Control}: Κατά τη δημιουργία μίας βάσης μπορούν να οριστούν όσοι θα έχουν δικαίωμα εγγραφής σε αυτή, μέσω ενός ελεγκτή πρόσβασης (access controller). Ο ελεγκτής θα περιλαμβάνει τα public keys τους, τα οποία μπορούν να ανακτηθούν από το identity του καθενός. Από προεπιλογή και αν δεν ορίζεται διαφορετικά, δίνεται πρόσβαση εγγραφής μόνο στον δημιουργό της βάσης.
Η libp2p είναι ένα αρθρωτό σύστημα πρωτοκόλλων, προδιαγραφών και βιβλιοθηκών που επιτρέπουν την ανάπτυξη p2p εφαρμογών. Αποτελεί το υποκείμενο επίπεδο δικτύου του IPFS.\cite{2.7-ipfs-docs}
Η libp2p είναι ένα αρθρωτό σύστημα πρωτοκόλλων, προδιαγραφών και βιβλιοθηκών που επιτρέπουν την ανάπτυξη p2p εφαρμογών. Αποτελεί το υποκείμενο επίπεδο δικτύου του IPFS.\cite{2.7-ipfs-docs}
Ένα από τα υλοποιημένα πρωτόκολλα μεταφοράς δεδομένων της libp2p είναι το libp2p-webrtc-star\footnote{\url{https://github.com/libp2p/js-libp2p-webrtc-star}}. Αποτελεί το πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων της εφαρμογής, καθώς υποστηρίζεται τόσο από Node.js servers, όσο και από browsers. Περιλαμβάνει, επίσης, έναν signalling server, που επιτρέπει τη γρήγορη ανακάλυψη και διασύνδεση των peers.
Ένα από τα υλοποιημένα πρωτόκολλα μεταφοράς δεδομένων της libp2p είναι το libp2p-webrtc-star\footnote{\url{https://github.com/libp2p/js-libp2p-webrtc-star}}. Αποτελεί πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων το οποίο υποστηρίζεται τόσο από Node.js servers, όσο και από browsers. Περιλαμβάνει, επίσης, έναν signalling server, που επιτρέπει τη γρήγορη ανακάλυψη και διασύνδεση των peers.
Το libp2p-webrtc-star έχει το αποθετήριό του στο GitHub (\url{https://github.com/libp2p/js-libp2p-webrtc-star}) και διατίθεται μέσω του μητρώου npm (\url{https://www.npmjs.com/package/libp2p-webrtc-star}).
Το libp2p-webrtc-star έχει το αποθετήριό του στο GitHub (\url{https://github.com/libp2p/js-libp2p-webrtc-star}) και διατίθεται μέσω του μητρώου npm (\url{https://www.npmjs.com/package/libp2p-webrtc-star}).
Το σύστημα υλοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το μοντέλο αρχιτεκτονικής των μικροϋπηρεσιών. Το μοντέλο των μικροϋπηρεσιών βασίζεται στην αποδόμηση του συστήματος σε μικρές μονάδες, οι οποίες συνεργάζονται ώστε να προσφέρουν ένα ενιαίο αποτέλεσμα. Η προσέγγιση αυτή έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με την ανάπτυξη μονολιθικών εφαρμογών % todo: add reference
Το περιβάλλον ανάπτυξης της εφαρμογής υλοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το μοντέλο αρχιτεκτονικής των μικροϋπηρεσιών. Το μοντέλο των μικροϋπηρεσιών βασίζεται στην αποδόμηση του συστήματος σε μικρές μονάδες, οι οποίες συνεργάζονται ώστε να προσφέρουν ένα ενιαίο αποτέλεσμα. Η προσέγγιση αυτή έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με την ανάπτυξη μονολιθικών εφαρμογών.% todo: add reference
. Ο βασικός λόγος για τον οποίο επιλέχθηκε η αρχιτεκτονική μικροϋπηρεσιών είναι η ευκολία που προσφέρει στη γρήγορη ανάπτυξη καινούριων χαρακτηριστικών, ταυτόχρονα από διαφορετικά μέλη μίας ομάδας, ασύγχρονα και χωρίς την ανάγκη συνεχής επικοινωνίας και συνεννόησης μεταξύ τους. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε μέρος του συστήματος (υπηρεσία) είναι αυτόνομο και η ανάπτυξή του είναι διαχωρισμένη από το υπόλοιπο σύστημα με το οποίο είναι αδύναμα συνδεδεμένο (loosely coupled).
Ο βασικός λόγος για τον οποίο επιλέχθηκε η αρχιτεκτονική μικροϋπηρεσιών είναι η ευκολία που προσφέρει στη γρήγορη ανάπτυξη καινούριων χαρακτηριστικών, ταυτόχρονα από διαφορετικά μέλη μίας ομάδας, ασύγχρονα και χωρίς την ανάγκη συνεχούς επικοινωνίας και συνεννόησης μεταξύ τους. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε μέρος του συστήματος (υπηρεσία) είναι αυτόνομο και η ανάπτυξή του είναι διαχωρισμένη από το υπόλοιπο σύστημα με το οποίο είναι αδύναμα συνδεδεμένο (loosely coupled).
Το σύστημα συντίθεται από διάφορες μικροϋπηρεσίες, κάποιες από τις οποίες αναπτύχθηκαν στα πλαίσια αυτής της εργασίας ενώ άλλες αποτελούν δωρεάν λογισμικό ανοιχτού κώδικα. Οι μικροϋπηρεσίες αυτές συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα (πίνακας \ref{table:4-3-microservice-summary}).
Το σύστημα του περιβάλλοντος ανάπτυξης συντίθεται από διάφορες μικροϋπηρεσίες, κάποιες από τις οποίες αναπτύχθηκαν στα πλαίσια αυτής της εργασίας, ενώ άλλες αποτελούν δωρεάν λογισμικό ανοιχτού κώδικα. Οι μικροϋπηρεσίες αυτές συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα:
Rendezvous Server & Υπηρεσία εύρεσης ομότιμων χρηστών.\\ [0.5ex]
Rendezvous Server & Υπηρεσία εύρεσης ομότιμων χρηστών \\ [0.5ex]
\bottomrule
\bottomrule
\end{tabularx}
\end{tabularx}
\end{center}
\end{center}
\caption{Σύντομη περιγραφή υπηρεσιών συστήματος.}
\caption{Σύντομη περιγραφή των υπηρεσιών του περιβάλλοντος ανάπτυξης}
\label{table:4-3-microservice-summary}
\label{table:4-3-microservice-summary}
\end{table}
\end{table}
Στα πλαίσια της εργασίας αναπτύχθηκαν επίσης διάφορα αρθρώματα, κυρίως με τη μορφή βιβλιοθηκών Javascript. Τα αρθρώματα χρησιμοποιούνται από τις υπηρεσίες για την επίτευξη των επιμέρους εργασιών. Η ανάπτυξη του λογισμικού σε ξεχωριστά αρθρώματα επιτρέπει την εύκολη επαναχρησιμοποίηση του κώδικα καθώς και τον διαχωρισμό των αυτόνομων τμημάτων κώδικα. Τα αρθρώματα συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα (πίνακας \ref{table:4-3-software-units-summary}).
Στα πλαίσια της εργασίας αναπτύχθηκαν επίσης διάφορα αρθρώματα (modules), κυρίως με τη μορφή βιβλιοθηκών JavaScript. Τα αρθρώματα χρησιμοποιούνται από τις υπηρεσίες για την επίτευξη των επιμέρους εργασιών. Η ανάπτυξη του λογισμικού σε ξεχωριστά αρθρώματα επιτρέπει την εύκολη επαναχρησιμοποίηση του κώδικα, καθώς και τον διαχωρισμό των αυτόνομων τμημάτων κώδικα. Τα αρθρώματα συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα:
\begin{table}[H]
\begin{table}[H]
\begin{center}
\begin{center}
@ -44,7 +44,7 @@
\label{table:4-3-software-units-summary}
\label{table:4-3-software-units-summary}
\end{table}
\end{table}
Τα αρθρώματα και οι υπηρεσίες θα περιγραφούν σε μεγαλύτερη ανάλυση στα επόμενα κεφάλαια. Στο παρακάτω σχήμα (σχήμα \ref{figure:4-3-architecture-overview}) φαίνεται η συνολική αρχιτεκτονική του συστήματος.
Τα αρθρώματα και οι υπηρεσίες θα περιγραφούν σε μεγαλύτερη ανάλυση στα επόμενα κεφάλαια. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η συνολική αρχιτεκτονική του συστήματος:
Το άρθρωμα concordia-shared αποτελεί μία βιβλιοθήκη χρήσιμων εργαλείων και σταθερών. Εδώ περιέχεται όλο το λογισμικό το οποίο πρέπει ή είναι επιθυμητό να συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο συνολικά στο σύστημα, όπως για παράδειγμα μέθοδοι παραμετροποίησης των υπηρεσιών και μέθοδοι καταγραφής (logging). Το άρθρωμα αυτό χρησιμοποιείται από το άρθρωμα concordia-contracts καθώς και από τις υπηρεσίες Concordia Application, Concordia Pinner και Concordia Contracts Provider.
% make more sense
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή τοπικής βιβλιοθήκης με τη χρήση της βιβλιοθήκης διαχείρισης μοναδικού αποθετηρίου κώδικα (monorepo) lerna.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Άρθρωμα concordia-contracts}
Το άρθρωμα αυτό επιτελεί δύο ενέργειες. Αρχικά, είναι το άρθρωμα στο οποίο αναπτύσσονται τα contracts που χρησιμοποιούνται από την εφαρμογή. Το άρθρωμα αυτό αναλαμβάνει τη μεταγλώττιση των contracts από κώδικα γλώσσας Solidity, στην κατάλληλη τελική μορφή JSON. Παρέχονται επίσης σενάρια ενεργειών (scripts) ώστε τα contracts να μεταφορτωθούν σε blockchain καθώς και στην υπηρεσία Concordia Contracts Provider. Αποτελεί επίσης βιβλιοθήκη η οποία μετά τη μεταγλώττιση και μεταφόρτωση των contracts σε blockchain παρέχει τα contract artifacts. Χρησιμοποιείται από τις υπηρεσίες Concordia Application και Concordia Pinner.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή τοπικής βιβλιοθήκης με τη χρήση της βιβλιοθήκης διαχείρισης monorepo lerna.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Άρθρωμα eth-identity-provider}
Η λειτουργία της βάση OrbitDB απαιτεί τη δημιουργία ενός μοναδικού αναγνωριστικού χρήστη (identity). Για την εύκολη εξαγωγή ενός αναγνωριστικού χρήστη το οποίο να είναι μεν μοναδικό αλλά να είναι δυνατός ο επανυπολογισμός, χρησιμοποιήθηκε ο συνδυασμός της διεύθυνσης του χρήστη στο δίκτυο Ethereum με τη διεύθυνση του βασικού contract που χρησιμοποιεί η εφαρμογή. Ο υπολογισμός του συνδυασμού αυτού υλοποιείται από αυτό το άρθρωμα.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή βιβλιοθήκης μέσω του αποθετηρίου λογισμικού npm.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Άρθρωμα drizzle}
Το άρθρωμα drizzle που χρησιμοποιείται στην υπηρεσία Concordia Application είναι μία τροποποιημένη έκδοση της Javascript βιβλιοθήκης Drizzle που προσφέρεται από τη σουίτα εργαλείων Truffle. Η τροποποιημένη βιβλιοθήκη αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής με στόχο τη διευκόλυνση της χρήσης του Drizle και την επιδιόρθωση προβληματικών σημείων της πρωτότυπης βιβλιοθήκης.
Το άρθρωμα drizzle υλοποιεί τις προγραμματιστικές διεπαφές μέσω των οποίων πραγματοποιείται η επικοινωνία της εφαρμογής με το blockchain. Για την επίτευξη της επικοινωνίας αυτής, η βιβλιοθήκη χρησιμοποιεί τη συλλογή βιβλιοθηκών web3.js η οποία αποτελεί τον πιο διαδεδομένο τρόπο διεπαφής με το blockchain σε αποκεντρωτικές εφαρμογές.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή βιβλιοθήκης μέσω του αποθετηρίου λογισμικού npm.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Άρθρωμα breeze}
Το άρθρωμα αυτό αποτελεί μία βιβλιοθήκη περίβλημα (wrapper) της βιβλιοθήκης OrbitDB. Η OrbitDB είναι μία βιβλιοθήκη η οποία προσφέρει τις απαραίτητες προγραμματιστικές διεπαφές για τη χρήση της βάσης δεδομένων με το ίδιο όνομα. Μέσα από τη χρήση των βιβλιοθηκών που προσφέρονται από το IPFS για την αποθήκευση δεδομένων, η OrbitDB καταφέρνει να υλοποιήσει μία αποκεντρωμένη βάση δεδομένων.
Το άρθρωμα breeze κάνει χρήση της βιβλιοθήκης OrbitDB, προσφέρει ωστόσο συγκεκριμένες προγραμματιστικές διεπαφές που διευκολύνουν τόσο την παραμετροποίηση της βάσης όσο και τη χρήση της, ενώ όπως και στο άρθρωμα drizzle το άρθρωμα breeze αναλαμβάνει να διορθώσει ορισμένα προβλήματα της πρωτότυπης βιβλιοθήκης.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή βιβλιοθήκης μέσω του αποθετηρίου λογισμικού npm.
Η εφαρμογή Concordia (Concordia Application) εκθέτει τις γραφικές διεπαφές μέσω των οποίων αλληλεπιδρούν οι χρήστες με το σύστημα. Αποτελεί τον δίαυλο επικοινωνίας του τελικού χρήστη με το blockchain και με τη βάση OrbitDB. Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται στο σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-application-architecture}. Μέσω της εφαρμογής Concordia οι χρήστες μπορούν να:
\begin{itemize}
\item περιηγηθούν και διαβάσουν το περιεχόμενο της πλατφόρμας
\item δημιουργήσουν λογαριασμό χρήστη
\item δημοσιεύσουν και τροποποιήσουν προσωπικές τους πληροφορίες όπως η τοποθεσία και η εικόνα προφίλ
\item δημιουργήσουν θέματα (topics)
\item δημιουργήσουν ψηφοφορίες (polls), καθώς και να ψηφίσουν σε αυτές
\item δημιουργήσουν και τροποποιήσουν μηνύματα (posts)
\item υπερψηφίσουν (up-vote) ή καταψηφίσουν (down-vote) μηνύματα άλλων χρηστών
\end{itemize}
Η υπηρεσία αποτελείται από κώδικα γραμμένο σε Javascript ο οποίος γίνεται διαθέσιμος στους τελικούς χρήστες με τη μορφή εφαρμογής διαδικτύου (web application) μέσω ενός διακομιστή (server). Παρόλο που η υπηρεσία προσφέρει τη γραφική διεπαφή χρήστη μόνο στην αγγλική γλώσσα, έχει παραμετροποιηθεί ώστε να είναι δυνατή η εύκολη μεταγλώττιση της χωρίς την ανάγκη πραγματοποίησης μεγάλων αλλαγών στον κώδικα.
Χρησιμοποιείται η βιβλιοθήκη React για την οργάνωση και ανάπτυξη των συνθετικών τμημάτων (components) του γραφικού περιβάλλοντος. Για το γραφικό περιβάλλον γίνεται χρήση του framework της Semantic UI. Χρησιμοποιείται η βιβλιοθήκη Redux για τη διαχείριση κατάστασης της εφαρμογής (state management), % todo: find a better greek translation
καθώς και η βιβλιοθήκη Redux-Saga για τη διαχείριση ασύγχρονων παράπλευρων ενεργειών (side-effects) σε ένα σύστημα βασισμένο σε συμβάντα (event-based). Άλλες βιβλιοθήκες χρησιμοποιούνται για διάφορα μέρη της υπηρεσίας, ενώ χρησιμοποιούνται επίσης τα αρθρώματα που περιγράφηκαν προηγουμένως για την επίτευξη διαφορετικών στόχων. Ο πλήρης κατάλογος των βιβλιοθηκών και αρθρωμάτων μπορεί να βρεθεί στον κώδικα της υπηρεσίας στο παράρτημα. % todo: add reference to the appendix containing the code or a link to it in the repo
Για τη λειτουργία της υπηρεσία Concordia Application είναι απαραίτητα τα αντικείμενα (artifacts) που προκύπτουν από τη μεταγλώττιση των contracts και τη μεταφόρτωση/δημοσίευσή τους στο blockchain. Για την εισαγωγή των artifacts στην υπηρεσία έχουν αναπτυχθεί δύο μέθοδοι.
Η πρώτη μέθοδος είναι η μεταγλώττιση και μεταφόρτωση των contracts πριν την παραγωγή του πακέτου λογισμικού της υπηρεσίας για τελική χρήση (production build). Με αυτό τον τρόπο η υπηρεσία θα έχει πρόσβαση στα artifacts μέσω της βιβλιοθήκης που παράγεται από το άρθρωμα concordia-contracts. Αυτή η μέθοδος έχει το μειονέκτημα ότι το τελικό πακέτο λογισμικού (production build) ``δένεται'' με όποια συγκεκριμένη έκδοση των contracts είναι διαθέσιμη κατά τη δημιουργία του πακέτου. Αυτό σημαίνει ότι σε ενδεχόμενη ενημέρωση των contracts πρέπει αναγκαστικά να δημιουργηθεί και νέα έκδοση του πακέτου λογισμικού της υπηρεσίας Concordia Application.
Για την αποφυγή του παραπάνω προβλήματος αναπτύχθηκε η δεύτερη μέθοδος προσκόμισης των contract artifacts, η οποία είναι η λήψη τους (download) από μία άλλη τοποθεσία στο διαδίκτυο. Σε αυτή τη μέθοδο, η εφαρμογή κατά την εκκίνησή της πραγματοποιεί ένα HTTP αίτημα (HTTP request) σε διεύθυνση η οποία δίνεται ως μεταβλητή περιβάλλοντος (environment variable). Η απάντηση του αιτήματος αναμένεται να περιέχει τα artifacts ώστε η εφαρμογή να τα χρησιμοποιήσει.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Διανομή}
Η υπηρεσία Concordia Application πακετάρεται μαζί με τον διακομιστή nginx και γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως εικόνα docker (docker image) μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Κατά την εκτέλεση της εικόνας οι χρήστες μπορούν μέσω μεταβλητών περιβάλλοντος να ορίσουν παραμέτρους της εκτέλεσης όπως η διεύθυνση του εξυπηρετητή (host location) της εφαρμογής και οι τοποθεσίες των υπηρεσιών Rendezvous Server και Contracts Provider.
Η υπηρεσία αυτή αποτελείται από ένα εκτελέσιμο πρόγραμμα γραμμής εντολών βασισμένο στο άρθρωμα concordia-contracts που αναλύθηκε σε προηγούμενη υποενότητα (\ref{subsection:4-3-software-units}). Το πρόγραμμα, κατά την εκτέλεσή του, μεταγλωττίζει τα contracts και έπειτα τα μεταφορτώνει στο blockchain το οποίο είναι ορισμένο με χρήση μεταβλητών περιβάλλοντος. Τέλος, αν οι κατάλληλες μεταβλητές περιβάλλοντος είναι ορισμένες, το πρόγραμμα μεταφορτώνει τα τελικά artifacts σε αποθετήριο Concordia Contracts Provider. Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται στο παρακάτω σχήμα (σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-contracts-migrator-architecture}).
Η υπηρεσία αυτή γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Οι χρήστες μπορούν χρησιμοποιώντας μεταβλητές περιβάλλοντος να αλλάξουν τη διεύθυνση του blockchain και την τοποθεσία της υπηρεσίας Contracts Provider στην οποία το πρόγραμμα θα μεταφορτώσει τα contracts και τα artifacts.
Η υπηρεσία καρφιτσώματος περιεχομένου (Concordia Pinner) αποτελεί μία εφαρμογή τερματικού (temrinal application/cmd application) η οποία στοχεύει στο καρφίτσωμα (pinning) του περιεχομένου που αποθηκεύεται στο IPFS μέσω της βάσης OrbitDB. Η υπηρεσία είναι γραμμένη στη γλώσσα προγραμματισμού Javascript. Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται το σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-pinner-architecture}.
Η υπηρεσία αυτή υλοποιήθηκε για να εγγυηθεί η διαθεσιμότητα του περιεχομένου του συστήματος που αποθηκεύεται στο IPFS (τίτλοι θεμάτων, περιεχόμενο μηνυμάτων και άλλα). Λόγω του τρόπου λειτουργίας % todo: insert reference
του IPFS, το περιεχόμενο που αναρτούν οι χρήστες πρέπει να καρφιτσώνεται από άλλους χρήστες ή αυτόνομες εφαρμογές, όπως η υπηρεσία Concordia Pinner, ώστε να είναι διαθέσιμο. Αν το περιεχόμενο δεν καρφιτσωθεί, τότε θα είναι διαθέσιμο στους υπόλοιπους χρήστες μόνο από %todo: fix gender stuff
τον/τη δημιουργό, έτσι αν αυτός/αυτή δεν είναι ενεργός/ενεργή στο δίκτυο, το περιεχόμενο θα είναι αδύνατο να βρεθεί.
Η υπηρεσία συνδέεται στο blockchain από όπου παρακολουθεί την κατάσταση του συστήματος και ``ακούει'' για νέους χρήστες, θέματα και μηνύματα. Η υπηρεσία συνδέεται επίσης στο IPFS, έτσι όταν δημιουργηθεί νέο περιεχόμενο στο σύστημα το καρφιτσώνει αυτόματα. Με αυτό τον τρόπο, διατηρώντας την υπηρεσία πάντα διαθέσιμη, για παράδειγμα εκτελώντας τη σε περιβάλλον διακομιστή (server), διαβεβαιώνεται η διαθεσιμότητα του περιεχομένου.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Διανομή}
Η υπηρεσία αυτή γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Κατά την εκτέλεση της εικόνας οι χρήστες μπορούν μέσω μεταβλητών περιβάλλοντος να ορίσουν παραμέτρους της υπηρεσίας όπως τη διεύθυνση του εξυπηρετητή (host location), τη διεύθυνση του blockchain, τις διαδρομές αποθήκευσης των δεδομένων στο σύστημα και τις τοποθεσίες των υπηρεσιών Rendezvous Server και Contracts Provider.
Η υπηρεσία Contracts Provider αποτελεί μία βοηθητική υπηρεσία η οποία υλοποιεί ένα απλό αποθετήριο για τα contract artifacts. Είναι γραμμένη σε Javascript και διαθέτει δύο HTTP \textenglish{endpoints}, ένα για τη μεταφόρτωση (upload) των artifacts προς την υπηρεσία και ένα για τη λήψη (download) από την υπηρεσία. Η υπηρεσία υποστηρίζει επίσης την επισύναψη ετικετών στα artifacts, όπως η έκδοση (version) ή το κλαδί ανάπτυξης (branch, για παράδειγμα \textenglish{master/develop}). Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται το σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-contracts-provider-architecture}.
Η υπηρεσία χρησιμοποιείται σε μία προσπάθεια αποσύνδεσης της βασικής εφαρμογής που υλοποιεί η υπηρεσία Concordia Application από μία συγκεκριμένη έκδοση των contracts. Οι λόγοι που αυτό είναι επιθυμητό αναπτύχθηκαν στην περιγραφή της υπηρεσίας Concordia \textenglish{Application} (υποενότητα \ref{subsection:4-3-concordia-application-service}). Ωστόσο, η υπηρεσία Contracts Provider αποτελεί σημείο κεντροποίησης του συστήματος, για το λόγο αυτό θεωρείται προσωρινή λύση η οποία θα μπορούσε να αντικατασταθεί από αποκεντρωτικές λύσεις όπως η μεταφόρτωση των artifacts στο IPFS και ο διαμοιρασμός τους από εκεί.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Διανομή}
Η υπηρεσία αυτή γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Οι χρήστες μπορούν χρησιμοποιώντας μεταβλητές περιβάλλοντος να αλλάξουν παραμέτρους της εκτέλεσης όπως η διαδρομή αποθήκευσης των μεταφορτωμένων contract artifacts.
Η υπηρεσία Ganache αποτελεί μία εφαρμογή τερματικού η οποία είναι μέρος της δωρεάν σουίτας ανοιχτού λογισμικού Truffle. Η εφαρμογή δημιουργεί ένα τοπικό, ιδιωτικό blockchain το οποίο ακολουθεί το πρότυπο του Ethereum. Επίσης, η εφαρμογή δρα ως minner στο δίκτυο, διεκπεραιώνοντας όλες τις συναλλαγές.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Διανομή}
Για τη χρήση της υπηρεσίας αυτής αναπτύχθηκε μία νέα εικόνα docker που βασίζεται στην επίσημη εικόνα που διατίθεται από τη σουίτα και προσθέτει μερικές χρήσιμες λειτουργικότητες όπως η δυνατότητα αποκάλυψης των κλειδιών που δημιουργούνται κατά την εκτέλεση. Η υπηρεσία γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Η εικόνα παρέχει τη δυνατότητα τροποποίησης των παραμέτρων εκτέλεσης με χρήση μεταβλητών περιβάλλοντος. Με αυτό τον τρόπο οι χρήστες μπορούν να αλλάξουν τον αριθμό των λογαριασμών που θα δημιουργηθούν, το ποσό του Ether που θα λάβει κάθε λογαριασμός καθώς και άλλες μεταβλητές.
Η υπηρεσία Rendezvous Server αποτελεί δωρεάν λογισμικό ανοιχτού κώδικα το οποίο χρησιμοποιήθηκε (αλλά δεν αναπτύχθηκε) στα πλαίσια της διπλωματικής και υλοποιεί το πρωτόκολλο rendezvous για την εύρεση ομότιμων χρηστών (peers). Η υπηρεσία είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του IPFS, ώστε οι ομότιμοι χρήστες (peers) να μπορούν να ανακαλύψουν τις διευθύνσεις των υπόλοιπων χρηστών του δικτύου.
\vspace{0.5cm}
\textbf{Διανομή}
Η υπηρεσία αυτή είναι διαθέσιμη για χρήση από τους δημιουργούς της τόσο ως εφαρμογή μέσω του αποθετηρίου λογισμικού npm αλλά και ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub.
Στο μοντέλο των μικροϋπηρεσιών, βασικό χαρακτηριστικό είναι η επικοινωνία των ξεχωριστών υπηρεσιών και η ανταλλαγή μηνυμάτων για την επίτευξη των λειτουργικοτήτων του συστήματος. Σε αυτήν την υποενότητα θα αναλυθεί ο τρόπος με τον οποίο οι μικροϋπηρεσίες επικοινωνούν μεταξύ τους καθώς και η φύση και το περιεχόμενο των μηνυμάτων που ανταλλάσουν.
Στο παρακάτω σχήμα (σχήμα \ref{figure:4-3-communications-graph}) φαίνεται ο γράφος που οπτικοποιεί τα κανάλια επικοινωνίας μεταξύ των μικροϋπηρεσιών, καθώς και τα κανάλια επικοινωνίας των μικροϋπηρεσιών με το blockchain.
\caption{Γράφος οπτικοποίησης των καναλιών επικοινωνίας των μικροϋπηρεσιών}
\label{figure:4-3-communications-graph}
\end{figure}
Εδώ αναλύεται η επικοινωνία κάθε μικροϋπηρεσίας:
\begin{itemize}
\item\textbf{Contracts Migrator}: η υπηρεσία εκτελεί αίτημα HTTP κατά την μεταφόρτωση των \textenglish{contracts} στο Ethereum blockchain, επίσης εκτελεί αίτημα HTTP για την μεταφόρτωση των contract artifacts στην υπηρεσία Contracts Provider
\item\textbf{Concordia Application}: η υπηρεσία εκτελεί αίτημα HTTP για την λήψη των contract \textenglish{artifacts} από την υπηρεσία Contracts Provider, εκτελεί αιτήματα HTTP για την διενέργεια συναλλαγών στο Ethereum blockchain και τέλος δημιουργεί κανάλι UDP επικοινωνίας με την υπηρεσία Rendezvous Server για την ανακάλυψη ομότιμων χρηστών (peers) στο δίκτυο IPFS
\item\textbf{Pinner}: η υπηρεσία εκτελεί αίτημα HTTP για την λήψη των contract artifacts από την υπηρεσία Contracts Provider, εκτελεί αιτήματα HTTP για την ανανέωση και παρατήρηση της κατάστασης του contract στο Ethereum blockchain και τέλος δημιουργεί κανάλι UDP επικοινωνίας με την υπηρεσία Rendezvous Server για την ανακάλυψη peers στο δίκτυο IPFS
\item\textbf{Rendezvous Server}: η υπηρεσία διατηρεί ανοιχτά κανάλια UDP επικοινωνίας με τους ομότιμους χρήστες μέσω των οποίων ενημερώνει την λίστα των διαθέσιμων, ενεργών χρηστών
\item\textbf{Contracts Provider}: η υπηρεσία δεν υποκινεί καμία επικοινωνία παρά μόνο απαντά σε αιτήματα επικοινωνία από άλλες υπηρεσίες
Στην παρούσα υποενότητα θα αναλυθεί η ροή της πληροφορίας στο σύστημα. Λόγω των πολλαπλών υπηρεσιών, της κατάτμησης την πληροφορίας και των διαφορετικών σημείων αποθήκευσης της, η ροή της πληροφορίας στο σύστημα ακολουθεί ένα σχετικά περίπλοκο μονοπάτι (σε σχέση με κλασσικές, μονολιθικές, κεντροποιημένες εφαρμογές).
Αρχικά θα γίνει αναφορά στη διαδικασία αποθήκευσης των νέων πληροφοριών. Η μοναδική πηγή παραγωγής δεδομένων στο σύστημα είναι οι χρήστες και κατ' επέκταση η υπηρεσία Concordia Application, εφόσον είναι η μοναδική υπηρεσία με την οποία αυτοί αλληλεπιδρούν. Τα δεδομένα που δημιουργούν οι χρήστες (πληροφορίες χρηστών, τίτλοι θεμάτων και περιεχόμενο μηνυμάτων) κατατμήζονται πριν αποθηκευτούν. Η πληροφορία που εισάγεται στο σύστημα κατατμήζεται σε δύο μέρη. Στο blockchain αποθηκεύεται ένας δείκτης προς τα δεδομένα, ενώ τα πραγματικά δεδομένα αποθηκεύονται στη βάση OrbitDB. Ο δείκτης εκτός από την άμεση χρησιμότητα στην εύρεση των δεδομένων, παρέχει και την έμμεση λειτουργικότητα της δημιουργίας απαραίτητων μεταδομένων όπως ο αριθμός των θεμάτων στο σύστημα ή των μηνυμάτων σε ένα θέμα.
Από την πλευρά της εύρεση των πληροφοριών στο σύστημα, η ροή είναι ως εξής. Αρχικά, είναι απαραίτητη η αναζήτηση στο blockchain για την εύρεση του δείκτη προς τα δεδομένα. Έπειτα, τα δεδομένα μπορούν να ανακτηθούν μέσω του IPFS από τον εκάστοτε χρήστη ή από κάποιον Pinner.
Τέλος, παρακάτω δίνεται ένα παράδειγμα εισαγωγής πληροφορίας στο σύστημα και έπειτα ανάκτησης της ίδιας πληροφορίας.
Έστω, χρήστης που δημιουργεί νέο θέμα. Τα δεδομένα που παράγονται είναι ο τίτλος του θέματος και το περιεχόμενο του πρώτου μηνύματος. Μεταδεδομένα της δημιουργίας είναι η διεύθυνση του/της δημιουργού του θέματος. Για την αποθήκευση του θέματος στο σύστημα δημιουργείται πρώτα συναλλαγή στο blockchain ώστε να δημιουργηθεί μία νέα εγγραφή στον πίνακα των θεμάτων. Η εγγραφή αυτή δεν περιέχει τίποτα παρά μόνο τη διεύθυνση του/της δημιουργού χρήστη. Αν η συναλλαγή είναι επιτυχής, θα επιστραφεί ο αύξων αριθμός του νέου θέματος. Έπειτα, στην προσωπική βάση OrbitDB του/της χρήστη και στον πίνακα των θεμάτων θα προστεθεί εγγραφή με αναγνωριστικό τον αύξων αριθμό του θέματος όπου θα αποθηκευτούν τα δεδομένα του τίτλου και πρώτου μηνύματος. Στο σχήμα \ref{figure:4-3-data-flow-insert} παρουσιάζεται γραφικά η διαδικασία.
% todo: UML diagrams might be wrong, should the ethereum and orbitDb blocks be continuous?
Έστω, χρήστης που επιθυμεί να διαβάσει το προηγούμενο μήνυμα. Αρχικά, πρέπει να διαβαστεί ο πίνακας θεμάτων από το blockchain. Η πληροφορία αυτή εμπλουτίζεται από τα δεδομένα του κάθε θέματος, τα οποία ανακτώνται από τις προσωπικές βάσεις Orbit κάθε χρήστη. Έπειτα, εφόσον το θέμα βρεθεί και ο αύξων αριθμός του είναι γνωστός, πρέπει να διαβαστούν από το blockchain τα μεταδομένα των μηνυμάτων του θέματος και συγκεκριμένα η διευθύνσεις των δημιουργών τους. Τέλος, μέσω του IPFS πρέπει να γίνει αντιγραφή των προσωπικών βάσεων των δημιουργών του κάθε μηνύματος και να αναζητηθούν σε αυτές τα εκάστοτε μηνύματα. Στο σχήμα \ref{figure:4-3-data-flow-read} φαίνεται το διάγραμμα ροής της πληροφορίας κατά την ανάκτηση πληροφοριών από το σύστημα.
Το άρθρωμα αυτό επιτελεί δύο ενέργειες. Αρχικά, είναι το άρθρωμα στο οποίο αναπτύσσονται τα contracts που χρησιμοποιούνται από την εφαρμογή. Το άρθρωμα αυτό αναλαμβάνει τη μεταγλώττιση των contracts από κώδικα γλώσσας Solidity, στην κατάλληλη τελική μορφή JSON. Παρέχονται επίσης σενάρια ενεργειών (scripts) ώστε τα contracts να μεταφορτωθούν σε blockchain καθώς και στην υπηρεσία \hyperref[subsection:4-3-5-concordia-contracts-provider-service]{Concordia Contracts Provider}. Αποτελεί επίσης βιβλιοθήκη η οποία μετά τη μεταγλώττιση και μεταφόρτωση των contracts σε blockchain παρέχει τα contract artifacts. Χρησιμοποιείται από τις υπηρεσίες \hyperref[subsection:4-3-2-concordia-application-service]{Concordia Application} και \hyperref[subsection:4-3-4-concordia-pinner-service]{Concordia Pinner}.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή τοπικής βιβλιοθήκης με τη χρήση της δυνατότητας yarn workspaces.
Το άρθρωμα concordia-shared αποτελεί μία βιβλιοθήκη χρήσιμων εργαλείων και σταθερών. Εδώ περιέχεται όλο το λογισμικό το οποίο πρέπει ή είναι επιθυμητό να συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο συνολικά στο σύστημα, όπως για παράδειγμα μέθοδοι παραμετροποίησης των υπηρεσιών και μέθοδοι καταγραφής (logging). Το άρθρωμα αυτό χρησιμοποιείται από το άρθρωμα \hyperref[subsubsection:4-3-1-concordia-contracts-unit]{concordia-contracts} καθώς και από τις υπηρεσίες \hyperref[subsection:4-3-2-concordia-application-service]{Concordia Application}, \hyperref[subsection:4-3-4-concordia-pinner-service]{Concordia Pinner} και \hyperref[subsection:4-3-5-concordia-contracts-provider-service]{Concordia Contracts Provider}.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή τοπικής βιβλιοθήκης με τη χρήση της δυνατότητας διαχείρισης μοναδικού αποθετηρίου κώδικα (monorepo) yarn workspaces{\footnote{\url{https://yarnpkg.com/features/workspaces}}}.
Το άρθρωμα αυτό αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας και αποτελεί μία βιβλιοθήκη περίβλημα (wrapper) της βιβλιοθήκης \hyperref[subsection:4-2-4-2-orbit-db]{OrbitDB}, η οποία παρέχει ένα \hyperref[subsection:4-2-2-2-redux]{Redux} store.
Με τη συμπερίληψη του αρθρώματος στο κεντρικό Redux store της εφαρμογής, παρέχεται η δυνατότητα εκτέλεσης των λειτουργιών των OrbitDB βάσεων εντός του γενικότερου flow του frontend της εφαρμογής. Έτσι, οι προγραμματιστικές διεπαφές που προσφέρει η Orbit χρησιμοποιούνται πλέον μέσα από actions, reducers και middleware.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή βιβλιοθήκης μέσω του μητρώου λογισμικού npm (\url{https://www.npmjs.com/package/@ecentrics/breeze}), ενώ το αποθετήριό του βρίσκεται στο GitLab (\url{https://gitlab.com/ecentrics/breeze}).
Το άρθρωμα drizzle που χρησιμοποιείται στην υπηρεσία \hyperref[subsection:4-3-2-concordia-application-service]{Concordia Application} είναι μία τροποποιημένη έκδοση της JavaScript βιβλιοθήκης Drizzle (και συγκεκριμένα του @drizzle/store\footnote{\url{https://github.com/trufflesuite/drizzle/tree/develop/packages/store}}), η οποία προσφέρεται από τη σουίτα εργαλείων Truffle. Η τροποποιημένη βιβλιοθήκη αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής με στόχο τη διευκόλυνση της χρήσης του Drizle και την επιδιόρθωση προβληματικών σημείων της πρωτότυπης βιβλιοθήκης.
Το άρθρωμα drizzle υλοποιεί τις προγραμματιστικές διεπαφές μέσω των οποίων πραγματοποιείται η επικοινωνία της εφαρμογής με το blockchain. Για την επίτευξη της επικοινωνίας αυτής, η βιβλιοθήκη χρησιμοποιεί τη συλλογή βιβλιοθηκών web3.js η οποία αποτελεί τον πιο διαδεδομένο τρόπο διεπαφής με το blockchain σε αποκεντρωτικές εφαρμογές. Τελικά, παρέχει ένα Redux store, το οποίο συμπεριλαμβάνεται στο κεντρικό store της εφαρμογής.
Το άρθρωμα αυτό γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή βιβλιοθήκης μέσω του μητρώου λογισμικού npm (\url{https://www.npmjs.com/package/@ecentrics/drizzle}), ενώ το αποθετήριό του βρίσκεται στο GitLab (\url{https://gitlab.com/ecentrics/drizzle}).
Η λειτουργία της βάσης OrbitDB επιτρέπει τη χρήση προσαρμοσμένων orbit-db-identity-provider, οι οποίοι θα δημιουργούν και θα επικυρώνουν
τα μοναδικά αναγνωριστικά των χρήστών (OrbitDB Identity) βάσει προσαρμοσμένων εξωτερικών αναγνωριστικών (external identifier), όπως παρουσιάζεται στο σχήμα \ref{figure:4-2-4-2-orbit-db-identity}.
Στην περίπτωση της εφαρμογής Concordia είναι χρήσιμο να μπορούν να υπολογιστούν με ντετερμινιστικό τρόπο οι OrbitDB βάσεις δεδομένων του κάθε χρήστη, για λόγους απλότητας και εξοικονόμησης αποθηκευτικού χώρου επί του blockchain. Έτσι, αφού κάθε χρήστης ορίζεται μοναδικά μέσω της διεύθυνσης Ethereum με την οποία εγγράφεται και συνδέεται, αυτή θα πρέπει να αποτελεί και το εξωτερικό αναγνωριστικό στο πεδίο id της OrbitDB Identity.
Για αυτόν το λόγο υλοποιήθηκε το άρθρωμα eth-identity-provider, το οποίο:
\begin{itemize}
\item Παράγει ένα OrbitDB Identity για τον χρήστη, με id τον συνδυασμο του Ethereum address του και του address του κεντρικού contract της εφαρμογής\footnote{Το δεύτερο εισήχθη για την αποφυγή προβλημάτων σε πολλαπλές αναπτύξεις συμβολαίων.}. Αυτό επιτυγχάνεται με την υπογραφή μίας συναλλαγής με το Ethereum private key του χρήστη, μέσω του MetaMask.
\item Επικυρώνει τις OrbitDB Identity που απαιτούνται, εξασφαλίζοντας ότι υπογράφηκαν από τα Ethereum private key των κατόχων τους.
\item Διασφαλίζει ντετερμινιστικές, υπολογίσιμες διευθύνσεις OrbitDB βάσεων για τον κάθε χρήστη.
\end{itemize}
Το eth-identity-provider γίνεται διαθέσιμο για χρήση με τη μορφή βιβλιοθήκης μέσω του μητρώου λογισμικού npm (\url{https://www.npmjs.com/package/@ecentrics/eth-identity-provider}), ενώ το αποθετήριό του βρίσκεται στο GitLab (\url{https://gitlab.com/ecentrics/eth-identity-provider}).
Η εφαρμογή Concordia (Concordia Application) εκθέτει τις γραφικές διεπαφές μέσω των οποίων αλληλεπιδρούν οι χρήστες με το σύστημα. Αποτελεί τον δίαυλο επικοινωνίας του τελικού χρήστη με το blockchain και με τη βάση OrbitDB. Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται στο σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-application-architecture}. Μέσω της εφαρμογής Concordia οι χρήστες μπορούν:
\begin{itemize}
\item Να περιηγούνται και να διαβάζουν το περιεχόμενο της πλατφόρμας
\item Να δημιουργήσουν λογαριασμό χρήστη
\item Να δημοσιεύουν και να τροποποιούν προσωπικές τους πληροφορίες, όπως η τοποθεσία και η εικόνα προφίλ
\item Να δημιουργούν θέματα (topics)
\item Να δημιουργούν και να τροποποιούν μηνύματα (posts)
\item Να δημιουργούν ψηφοφορίες (polls), καθώς και να ψηφίζουν σε αυτές (εφόσον έχουν το δικαίωμα)
\item Να υπερψηφίζουν (up-vote) ή να καταψηφίζουν (down-vote) μηνύματα άλλων χρηστών
\end{itemize}
Η υπηρεσία αποτελείται από κώδικα γραμμένο σε JavaScript, ο οποίος γίνεται διαθέσιμος στους τελικούς χρήστες με τη μορφή εφαρμογής διαδικτύου (web application) μέσω ενός διακομιστή (server). Παρόλο που η υπηρεσία προσφέρει τη γραφική διεπαφή χρήστη μόνο στην αγγλική γλώσσα, έχει παραμετροποιηθεί ώστε να είναι δυνατή η εύκολη μεταγλώττιση της χωρίς την ανάγκη πραγματοποίησης μεγάλων αλλαγών στον κώδικα.
Χρησιμοποιείται η βιβλιοθήκη \hyperref[subsection:4-2-2-1-react]{React} για την οργάνωση και ανάπτυξη των συνθετικών τμημάτων (components) του γραφικού περιβάλλοντος. Για το γραφικό περιβάλλον γίνεται χρήση του framework της Semantic UI\footnote{\url{https://semantic-ui.com/}}. Χρησιμοποιείται η βιβλιοθήκη \hyperref[subsection:4-2-2-2-redux]{Redux} για τη διαχείριση κατάστασης της εφαρμογής (state management),
καθώς και η βιβλιοθήκη \hyperref[subsection:4-2-2-3-redux-saga]{Redux-Saga} για τη διαχείριση ασύγχρονων παράπλευρων ενεργειών (side-effects) σε ένα σύστημα βασισμένο σε συμβάντα (event-based). Άλλες βιβλιοθήκες χρησιμοποιούνται για διάφορα μέρη της υπηρεσίας, ενώ χρησιμοποιούνται επίσης τα αρθρώματα που περιγράφηκαν προηγουμένως για την επίτευξη διαφορετικών στόχων. Ο πλήρης κατάλογος των βιβλιοθηκών και αρθρωμάτων μπορεί να βρεθεί στον κώδικα της υπηρεσίας στο παράρτημα. % todo: add reference to the appendix containing the code or a link to it in the repo
Για τη λειτουργία της υπηρεσία Concordia Application είναι απαραίτητα τα αντικείμενα (artifacts) που προκύπτουν από τη μεταγλώττιση των contracts και τη μεταφόρτωση/δημοσίευσή τους στο blockchain. Για την εισαγωγή των artifacts στην υπηρεσία έχουν αναπτυχθεί δύο μέθοδοι.
Η πρώτη μέθοδος είναι η μεταγλώττιση και μεταφόρτωση των contracts πριν την παραγωγή του πακέτου λογισμικού της υπηρεσίας για τελική χρήση (production build). Με αυτόν τον τρόπο η υπηρεσία θα έχει πρόσβαση στα artifacts μέσω της βιβλιοθήκης που παράγεται από το άρθρωμα concordia-contracts. Αυτή η μέθοδος έχει το μειονέκτημα ότι το τελικό πακέτο λογισμικού (production build) "δένεται" με όποια συγκεκριμένη έκδοση των contracts είναι διαθέσιμη κατά τη δημιουργία του πακέτου. Αυτό σημαίνει ότι σε ενδεχόμενη ενημέρωση των contracts πρέπει αναγκαστικά να δημιουργηθεί και νέα έκδοση του πακέτου λογισμικού της υπηρεσίας Concordia Application.
Για την αποφυγή του παραπάνω προβλήματος αναπτύχθηκε η δεύτερη μέθοδος προσκόμισης των contract artifacts, η οποία είναι η λήψη τους (download) από μία άλλη τοποθεσία στο διαδίκτυο. Σε αυτή τη μέθοδο, η εφαρμογή κατά την εκκίνησή της πραγματοποιεί ένα HTTP αίτημα (HTTP request) σε διεύθυνση η οποία δίνεται ως μεταβλητή περιβάλλοντος (environment variable). Η απάντηση του αιτήματος αναμένεται να περιέχει τα artifacts ώστε η εφαρμογή να τα χρησιμοποιήσει.
\subsubsection{Διανομή}
Η υπηρεσία Concordia Application πακετάρεται μαζί με τον διακομιστή nginx και γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως εικόνα docker (docker image) μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Κατά την εκτέλεση της εικόνας οι χρήστες μπορούν μέσω μεταβλητών περιβάλλοντος να ορίσουν παραμέτρους της εκτέλεσης όπως η διεύθυνση του εξυπηρετητή (host location) της εφαρμογής και οι τοποθεσίες των υπηρεσιών Rendezvous Server και Contracts Provider.
Η υπηρεσία αυτή αποτελείται από ένα εκτελέσιμο πρόγραμμα γραμμής εντολών βασισμένο στο άρθρωμα concordia-contracts που αναλύθηκε σε προηγούμενη υποενότητα (\ref{subsection:4-3-1-software-units}). Το πρόγραμμα, κατά την εκτέλεσή του, μεταγλωττίζει τα contracts και έπειτα τα μεταφορτώνει στο blockchain το οποίο είναι ορισμένο με χρήση μεταβλητών περιβάλλοντος. Τέλος, αν οι κατάλληλες μεταβλητές περιβάλλοντος είναι ορισμένες, το πρόγραμμα μεταφορτώνει τα τελικά artifacts σε αποθετήριο Concordia Contracts Provider. Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται στο παρακάτω σχήμα (σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-contracts-migrator-architecture}).
Η υπηρεσία αυτή γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Οι χρήστες μπορούν χρησιμοποιώντας μεταβλητές περιβάλλοντος να αλλάξουν τη διεύθυνση του blockchain και την τοποθεσία της υπηρεσίας Contracts Provider στην οποία το πρόγραμμα θα μεταφορτώσει τα contracts και τα artifacts.
Η υπηρεσία καρφιτσώματος περιεχομένου (Concordia Pinner) αποτελεί μία εφαρμογή τερματικού (temrinal application/cmd application) η οποία στοχεύει στο καρφίτσωμα (pinning) του περιεχομένου που αποθηκεύεται στο IPFS μέσω της βάσης OrbitDB. Η υπηρεσία είναι γραμμένη στη γλώσσα προγραμματισμού JavaScript. Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται το σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-pinner-architecture}.
Η υπηρεσία αυτή υλοποιήθηκε για να εγγυηθεί η διαθεσιμότητα του περιεχομένου του συστήματος που αποθηκεύεται στο IPFS (τίτλοι θεμάτων, περιεχόμενο μηνυμάτων και άλλα). Λόγω του τρόπου λειτουργίας του IPFS, το περιεχόμενο που αναρτούν οι χρήστες πρέπει να καρφιτσώνεται από άλλους χρήστες ή αυτόνομες εφαρμογές, όπως η υπηρεσία Concordia Pinner, ώστε να είναι διαθέσιμο. Αν το περιεχόμενο δεν καρφιτσωθεί, τότε θα είναι διαθέσιμο στους υπόλοιπους χρήστες μόνο από
τον δημιουργό του, έτσι αν αυτός δεν είναι ενεργός στο δίκτυο, το περιεχόμενο θα είναι αδύνατο να βρεθεί.
Η υπηρεσία συνδέεται στο blockchain από όπου παρακολουθεί την κατάσταση του συστήματος και "ακούει" για νέους χρήστες, θέματα, μηνύματα και ψηφοφορίες. Η υπηρεσία συνδέεται επίσης στο IPFS, έτσι όταν δημιουργηθεί νέο περιεχόμενο στο σύστημα το καρφιτσώνει αυτόματα. Με αυτό τον τρόπο, διατηρώντας την υπηρεσία πάντα διαθέσιμη, για παράδειγμα εκτελώντας τη σε περιβάλλον διακομιστή (server), διαβεβαιώνεται η διαθεσιμότητα του περιεχομένου.
\subsubsection{Διανομή}
Η υπηρεσία αυτή γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Κατά την εκτέλεση της εικόνας οι χρήστες μπορούν μέσω μεταβλητών περιβάλλοντος να ορίσουν παραμέτρους της υπηρεσίας όπως τη διεύθυνση του εξυπηρετητή (host location), τη διεύθυνση του blockchain, τις διαδρομές αποθήκευσης των δεδομένων στο σύστημα και τις τοποθεσίες των υπηρεσιών Rendezvous Server και Contracts Provider.
Η υπηρεσία Contracts Provider αποτελεί μία βοηθητική υπηρεσία η οποία υλοποιεί ένα απλό αποθετήριο για τα contract artifacts. Είναι γραμμένη σε JavaScript και διαθέτει δύο HTTP \textenglish{endpoints}, ένα για τη μεταφόρτωση (upload) των artifacts προς την υπηρεσία και ένα για τη λήψη (download) από την υπηρεσία. Η υπηρεσία υποστηρίζει επίσης την επισύναψη ετικετών στα artifacts, όπως η έκδοση (version) ή το κλαδί ανάπτυξης (branch, για παράδειγμα \textenglish{master/develop}). Η αρχιτεκτονική της υπηρεσίας φαίνεται το σχήμα \ref{figure:4-3-concordia-contracts-provider-architecture}.
Η υπηρεσία χρησιμοποιείται σε μία προσπάθεια αποσύνδεσης της βασικής εφαρμογής που υλοποιεί η υπηρεσία Concordia Application από μία συγκεκριμένη έκδοση των contracts. Οι λόγοι που αυτό είναι επιθυμητό αναπτύχθηκαν στην περιγραφή της υπηρεσίας Concordia \textenglish{Application} (υποενότητα \ref{subsection:4-3-2-concordia-application-service}). Ωστόσο, η υπηρεσία Contracts Provider αποτελεί σημείο κεντροποίησης του συστήματος, για το λόγο αυτό θεωρείται προσωρινή λύση η οποία θα μπορούσε να αντικατασταθεί από αποκεντρωτικές λύσεις όπως η μεταφόρτωση των artifacts στο IPFS και ο διαμοιρασμός τους από εκεί.
\subsubsection{Διανομή}
Η υπηρεσία αυτή γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Οι χρήστες μπορούν χρησιμοποιώντας μεταβλητές περιβάλλοντος να αλλάξουν παραμέτρους της εκτέλεσης, όπως τη διαδρομή αποθήκευσης των μεταφορτωμένων contract artifacts.
Η συγκεκριμένη υπηρεσία αξιοποιεί την CLI έκδοση του \hyperref[subsection:4-2-3-2-ganache]{Ganache}, δημιουργώντας ένα τοπικό ιδιωτικό Ethereum blockchain για τους σκοπούς ανάπτυξης της εφαρμογής Concordia.
\subsubsection{Διανομή}
Για τη χρήση της υπηρεσίας αυτής αναπτύχθηκε μία νέα εικόνα docker που βασίζεται στην επίσημη εικόνα που διατίθεται από τη σουίτα και προσθέτει μερικές χρήσιμες λειτουργικότητες όπως η δυνατότητα αποκάλυψης των κλειδιών που δημιουργούνται κατά την εκτέλεση. Η υπηρεσία γίνεται διαθέσιμη για χρήση ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub. Η εικόνα παρέχει τη δυνατότητα τροποποίησης των παραμέτρων εκτέλεσης με χρήση μεταβλητών περιβάλλοντος. Με αυτό τον τρόπο οι χρήστες μπορούν να αλλάξουν τον αριθμό των λογαριασμών που θα δημιουργηθούν, το ποσό του Ether που θα λάβει κάθε λογαριασμός καθώς και άλλες μεταβλητές.
Η υπηρεσία Rendezvous Server παρέχει έναν signalling server, ο οποίος υιοθετεί το \hyperref[subsection:4-2-4-3-libp2p]{Libp2p} πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων libp2p-webrtc-star. Μέσω αυτού παρέχεται στους ομότιμους χρήστες (peers) η δυνατότητα ανακάλυψης των διευθύνσεων των υπόλοιπων χρηστών στο δίκτυο του IPFS.
\subsubsection{Διανομή}
Η υπηρεσία αυτή είναι διαθέσιμη για χρήση από τους δημιουργούς της τόσο ως εφαρμογή μέσω του αποθετηρίου λογισμικού npm αλλά και ως docker image μέσω του αποθετηρίου εικόνων dockerhub.
Στο μοντέλο των μικροϋπηρεσιών, βασικό χαρακτηριστικό είναι η επικοινωνία των ξεχωριστών υπηρεσιών και η ανταλλαγή μηνυμάτων για την επίτευξη των λειτουργικοτήτων του συστήματος. Σε αυτήν την υποενότητα θα αναλυθεί ο τρόπος με τον οποίο οι μικροϋπηρεσίες επικοινωνούν μεταξύ τους, καθώς και η φύση και το περιεχόμενο των μηνυμάτων που ανταλλάσουν.
Στο παρακάτω σχήμα (σχήμα \ref{figure:4-3-communications-graph}) φαίνεται ο γράφος που οπτικοποιεί τα κανάλια επικοινωνίας μεταξύ των μικροϋπηρεσιών, καθώς και τα κανάλια επικοινωνίας των μικροϋπηρεσιών με το blockchain.
\caption{Γράφος οπτικοποίησης των καναλιών επικοινωνίας των μικροϋπηρεσιών}
\label{figure:4-3-communications-graph}
\end{figure}
Εδώ αναλύεται η επικοινωνία κάθε μικροϋπηρεσίας:
\begin{itemize}
\item\textbf{Contracts Migrator}: Η υπηρεσία εκτελεί αίτημα HTTP κατά την μεταφόρτωση των \textenglish{contracts} στο Ethereum blockchain. Eπίσης, εκτελεί αίτημα HTTP για την μεταφόρτωση των contract artifacts στην υπηρεσία Contracts Provider.
\item\textbf{Concordia Application}: Η υπηρεσία εκτελεί αίτημα HTTP για την λήψη των contract \textenglish{artifacts} από την υπηρεσία Contracts Provider, εκτελεί αιτήματα HTTP για την διενέργεια συναλλαγών στο Ethereum blockchain και, τέλος, δημιουργεί κανάλι επικοινωνίας UDP με την υπηρεσία Rendezvous Server, για την ανακάλυψη ομότιμων χρηστών (peers) στο δίκτυο IPFS.
\item\textbf{Pinner}: Η υπηρεσία εκτελεί αίτημα HTTP για την λήψη των contract artifacts από την υπηρεσία Contracts Provider, εκτελεί αιτήματα HTTP για την ανανέωση και παρατήρηση της κατάστασης του contract στο Ethereum blockchain και τέλος δημιουργεί κανάλι επικοινωνίας UDP με την υπηρεσία Rendezvous Server για την ανακάλυψη peers στο δίκτυο IPFS.
\item\textbf{Rendezvous Server}: Η υπηρεσία διατηρεί ανοιχτά κανάλια επικοινωνίας UDP με τους ομότιμους χρήστες, μέσω των οποίων ενημερώνει την λίστα των διαθέσιμων, ενεργών χρηστών.
\item\textbf{Contracts Provider}: Η υπηρεσία δεν υποκινεί καμία επικοινωνία, παρά μόνο απαντά σε αιτήματα επικοινωνίας από άλλες υπηρεσίες.
Στην παρούσα υποενότητα θα αναλυθεί η ροή της πληροφορίας στο σύστημα. Λόγω των πολλαπλών υπηρεσιών, της κατάτμησης την πληροφορίας και των διαφορετικών σημείων αποθήκευσης της, η ροή της πληροφορίας στο σύστημα ακολουθεί ένα σχετικά περίπλοκο μονοπάτι (σε σχέση με κλασσικές, μονολιθικές, κεντροποιημένες εφαρμογές).
Αρχικά θα γίνει αναφορά στη διαδικασία αποθήκευσης των νέων πληροφοριών. Η μοναδική πηγή παραγωγής δεδομένων στο σύστημα είναι οι χρήστες και κατ' επέκταση η υπηρεσία Concordia Application, εφόσον είναι η μοναδική υπηρεσία με την οποία αυτοί αλληλεπιδρούν. Τα δεδομένα που δημιουργούν οι χρήστες (πληροφορίες χρηστών, τίτλοι θεμάτων και περιεχόμενο μηνυμάτων) κατατέμνονται πριν αποθηκευτούν. Η πληροφορία που εισάγεται στο σύστημα διαχωρίζεται σε δύο μέρη. Στο blockchain αποθηκεύεται ένας δείκτης προς τα δεδομένα, ενώ τα πραγματικά δεδομένα αποθηκεύονται στη βάση OrbitDB. Ο δείκτης εκτός από την άμεση χρησιμότητα στην εύρεση των δεδομένων, παρέχει και την έμμεση λειτουργικότητα της δημιουργίας απαραίτητων μεταδομένων όπως ο αριθμός των θεμάτων στο σύστημα ή των μηνυμάτων σε ένα θέμα.
Από την πλευρά της εύρεση των πληροφοριών στο σύστημα, η ροή είναι ως εξής. Αρχικά, είναι απαραίτητη η αναζήτηση στο blockchain για την εύρεση του δείκτη προς τα δεδομένα. Έπειτα, τα δεδομένα μπορούν να ανακτηθούν μέσω του IPFS από τον εκάστοτε χρήστη ή από κάποιον Pinner.
Τέλος, παρακάτω δίνεται ένα παράδειγμα εισαγωγής πληροφορίας στο σύστημα και έπειτα ανάκτησης της ίδιας πληροφορίας.
Έστω, χρήστης που δημιουργεί νέο θέμα. Τα δεδομένα που παράγονται είναι ο τίτλος του θέματος και το περιεχόμενο του πρώτου μηνύματος. Μεταδεδομένα της δημιουργίας είναι η διεύθυνση του/της δημιουργού του θέματος. Για την αποθήκευση του θέματος στο σύστημα δημιουργείται πρώτα συναλλαγή στο blockchain ώστε να δημιουργηθεί μία νέα εγγραφή στον πίνακα των θεμάτων. Η εγγραφή αυτή δεν περιέχει τίποτα παρά μόνο τη διεύθυνση του/της δημιουργού χρήστη. Αν η συναλλαγή είναι επιτυχής, θα επιστραφεί ο αύξων αριθμός του νέου θέματος. Έπειτα, στην προσωπική βάση OrbitDB του/της χρήστη και στον πίνακα των θεμάτων θα προστεθεί εγγραφή με αναγνωριστικό τον αύξων αριθμό του θέματος όπου θα αποθηκευτούν τα δεδομένα του τίτλου και πρώτου μηνύματος. Στο σχήμα \ref{figure:4-3-data-flow-insert} παρουσιάζεται γραφικά η διαδικασία.
Έστω, χρήστης που επιθυμεί να διαβάσει το προηγούμενο μήνυμα. Αρχικά, πρέπει να διαβαστεί ο πίνακας θεμάτων από το blockchain. Η πληροφορία αυτή εμπλουτίζεται από τα δεδομένα του κάθε θέματος, τα οποία ανακτώνται από τις προσωπικές βάσεις Orbit κάθε χρήστη. Έπειτα, εφόσον το θέμα βρεθεί και ο αύξων αριθμός του είναι γνωστός, πρέπει να διαβαστούν από το blockchain τα μεταδομένα των μηνυμάτων του θέματος και συγκεκριμένα η διευθύνσεις των δημιουργών τους. Τέλος, μέσω του IPFS πρέπει να γίνει αντιγραφή των προσωπικών βάσεων των δημιουργών του κάθε μηνύματος και να αναζητηθούν σε αυτές τα εκάστοτε μηνύματα. Στο σχήμα \ref{figure:4-3-data-flow-read} φαίνεται το διάγραμμα ροής της πληροφορίας κατά την ανάκτηση πληροφοριών από το σύστημα.
Σε αυτό το κεφάλαιο θα περιγραφούν οι μεγαλύτερες δυσκολίες που αντιμετωπίστηκαν κατά την ανάπτυξη της πλατφόρμας. Αυτές μπορεί να αναφέρονται σε τεχνικά θέματα αλλά και στις κοινωνικές και πολιτισμικές συνθήκες που επικρατούν στον χώρο των DApps και του crypto γενικότερα.
Σε αυτήν την ενότητα περιγράφονται οι μεγαλύτερες δυσκολίες που αντιμετωπίστηκαν κατά την ανάπτυξη της πλατφόρμας. Αυτές μπορεί να αναφέρονται σε τεχνικά θέματα, αλλά και στις κοινωνικές και πολιτισμικές συνθήκες που επικρατούν στον χώρο των DApps και των crypto γενικότερα.
Μία από τις μεγαλύτερες τροχοπέδες που καθυστέρησε σοβαρά την ανάπτυξη ήταν η πρωιμότητα των βιβλιοθηκών και εργαλείων ανάπτυξης. Οι βασικότερες βιβλιοθήκες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν σε πρώτο ή δεύτερο πειραματικό στάδιο (alpha και beta phase αντίστοιχα). Συγκεκριμένα:
Μία από τις μεγαλύτερες τροχοπέδες που καθυστέρησε σοβαρά την ανάπτυξη ήταν η πρωιμότητα των βιβλιοθηκών και των εργαλείων ανάπτυξης. Οι βασικότερες βιβλιοθήκες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν σε πρώτο ή δεύτερο πειραματικό στάδιο (alpha και beta phase αντίστοιχα). Συγκεκριμένα:
\begin{itemize}
\begin{itemize}
\itemόλα τα εργαλεία της σουίτας Truffle ήταν σε alpha phase κατά την ανάπτυξη (κάποια έχουν περάσει σε beta πλέον)
\itemΌλα τα εργαλεία της σουίτας Truffle ήταν σε alpha phase κατά την ανάπτυξη (κάποια έχουν περάσει σε beta πλέον).
\itemτο IPFS (συγκεκριμένα η βιβλιοθήκη js-ipfs) βρίσκεται ακόμα σε alpha έκδοση
\itemΤο IPFS (συγκεκριμένα η βιβλιοθήκη js-ipfs) βρίσκεται ακόμα σε alpha έκδοση.
\itemη OrbitDB βρίσκεται ακόμα σε alpha phase
\itemΗ OrbitDB βρίσκεται ακόμα σε alpha phase.
\itemη γλώσσα των contracts, Solidity, ακόμα δεν έχει βγάλει version 1.0 καθώς αλλάζει διαρκώς με breaking changes\footnote{Από την σελίδα του πηγαίου κώδικα https://github.com/ethereum/solidity}
\itemΗ γλώσσα των contracts, Solidity, ακόμα δεν έχει βγάλει version 1.0 καθώς αλλάζει διαρκώς με breaking changes\footnote{Από τη σελίδα του πηγαίου κώδικα \url{https://github.com/ethereum/solidity}}.
\end{itemize}
\end{itemize}
Η έλλειψη αυτή, ώριμων βιβλιοθηκών και εργαλείων προκάλεσε μείζονα προβλήματα. Συχνά έπρεπε να διορθωθούν προβλήματα των βιβλιοθηκών ή να γίνει δουλειά που να τα παρακάμπτει. Άλλες φορές χρειάστηκαν πολλές ώρες αποσφαλμάτωσης και δοκιμών ώστε να δουλέψουν τα χαρακτηριστικά που υπόσχονταν τα εργαλεία.
Αυτή η έλλειψη ώριμων βιβλιοθηκών και εργαλείων προκάλεσε μείζονα προβλήματα. Συχνά έπρεπε να διορθωθούν προβλήματα των βιβλιοθηκών, ή να γίνει δουλειά που να τα παρακάμπτει. Άλλες φορές απαιτήθηκαν πολλές ώρες αποσφαλμάτωσης και δοκιμών ώστε να λειτουργήσουν τα χαρακτηριστικά που υπόσχονταν τα εργαλεία.
Ένα άλλο πρόβλημα ήταν η έλλειψη εργαλείων για ορισμένες διαδικασίες. Δύο βασικά παραδείγματα αυτού αποτελούν, πρώτων η έλλειψη υποστήριξης για integration/end-to-end testing των contracts κατά την ανάπτυξη (πλέον υπάρχουν κάποιες λύσεις) και δεύτερων η έλλειψη έτοιμων διαδικασιών, plugins και integrations του Jenkins με τα εργαλεία ανάπτυξης και ειδικά με τη σουίτα Truffle.
Ένα άλλο πρόβλημα ήταν η έλλειψη εργαλείων για ορισμένες διαδικασίες. Δύο βασικά παραδείγματα αυτού αποτελούν πρώτον η έλλειψη υποστήριξης για integration/end-to-end testing των contracts κατά την ανάπτυξη (πλέον υπάρχουν κάποιες λύσεις) και δεύτερον η έλλειψη έτοιμων διαδικασιών, plugins και integrations του Jenkins με τα εργαλεία ανάπτυξης και ειδικά με τη σουίτα Truffle.
Σε παρόμοια κατάσταση βρίσκεται και η γενική συναίνεση σχετικά με τα best practices. Σε διάφορα μέρη της ανάπτυξης παρατηρήθηκε ότι δεν υπήρχε κάποια διαμορφωμένη άποψη στην κοινότητα και κάθε ομάδα ανάπτυξης εφάρμοζε την δική της ιδέα. Αυτό καθιστά δύσκολη την ανάπτυξη από αρχάριους προγραμματιστές χωρίς καθοδήγηση. Ένα άλλο, σχετικό πρόβλημα που παρατηρήθηκε είναι ότι στον χώρο υπάρχει ακόμα πολλής θόρυβος, δηλαδή σημαντικό μέρος των πηγών που βρίσκονται στο διαδίκτυο είναι αντικρουόμενες ή σε πολλές περιπτώσεις οι προτάσεις τους απορρίπτονται από την κοινότητα.
Σε παρόμοια κατάσταση βρίσκεται και η γενική συναίνεση σχετικά με τα best practices. Σε διάφορα μέρη της ανάπτυξης παρατηρήθηκε ότι δεν υπήρχε κάποια διαμορφωμένη άποψη στην κοινότητα και κάθε ομάδα ανάπτυξης εφάρμοζε την δική της ιδέα. Αυτό καθιστά δύσκολη την ανάπτυξη από αρχάριους προγραμματιστές χωρίς καθοδήγηση. Ένα άλλο σχετικό πρόβλημα που παρατηρήθηκε είναι ότι στον χώρο υπάρχει ακόμα πολύς θόρυβος, δηλαδή σημαντικό μέρος των πηγών που βρίσκονται στο διαδίκτυο είναι αντικρουόμενες ή σε πολλές περιπτώσεις οι προτάσεις τους απορρίπτονται από την κοινότητα.
Τελικώς, ένα μη τεχνικό ζήτημα που έπρεπε να αντιμετωπιστεί είναι η αβεβαιότητα της βιωσιμότητας, εξέλιξης και αποδοχής της τεχνολογίας Blockchain και των εφαρμογών που βασίζονται σε αυτή από το ευρύ κοινό. Αυτό συναίνεσε αρνητικά καθώς δημιούργησε μία επιτακτικότητα προσοχής της εμπειρίας του χρήστη (UX), κάτι που φυσιολογικά δεν αποτελεί σημαντικό μέρος της ανάπτυξης ενός PoC. Η ανάγκη για προσοχή του UX πηγάζει από την ανάγκη για συγκράτηση των χρηστών (user retention) με στόχο την αντιστροφή της αβεβαιότητας και την παροχή μίας γνησίως ευχάριστης εμπειρίας.
Τελικώς, ένα μη τεχνικό ζήτημα που έπρεπε να αντιμετωπιστεί είναι η αβεβαιότητα της βιωσιμότητας, εξέλιξης και αποδοχής της τεχνολογίας blockchain και των εφαρμογών που βασίζονται σε αυτήν από το ευρύ κοινό. Αυτό συναίνεσε αρνητικά, καθώς δημιούργησε μία επιτακτικότητα προσοχής της εμπειρίας του χρήστη (UX), κάτι που φυσιολογικά δεν αποτελεί σημαντικό μέρος της ανάπτυξης ενός PoC. Η ανάγκη για προσοχή του UX πηγάζει από την ανάγκη για συγκράτηση των χρηστών (user retention) με στόχο την αντιστροφή της αβεβαιότητας και την παροχή μίας γνησίως ευχάριστης εμπειρίας.
\section{Χαρακτηριστικά που υλοποιήθηκαν}\label{section:4-5-implemented-parts}
\section{Χαρακτηριστικά που υλοποιήθηκαν}\label{section:4-5-implemented-parts}
Κατά την υλοποίηση εμφανίστηκαν διάφορα προβλήματα που δεν είχαν προβλεφθεί όπως αναλύθηκε στο προηγούμενο κεφάλαιο και τα οποία προκάλεσαν καθυστερήσεις στην ολοκλήρωση των tasks. Λόγω των καθυστερήσεων αυτών έγιναν διάφορες αναδιαμορφώσεις του προγραμματισμού των Sprint καθώς και διαπραγματεύσεις της σημαντικότητας των χαρακτηριστικών. Από τον επανασχεδιασμό και τις προσαρμογές αυτές προέκυψαν μερικές αλλαγές στο τελικό σετ των χαρακτηριστικών της πλατφόρμας σε σχέση με ό,τι είχε αρχικά προδιαγραφεί. Τα χαρακτηριστικά που υλοποιήθηκαν τελικά είναι:
Όπως αναλύθηκε στο προηγούμενο κεφάλαιο, κατά την υλοποίηση εμφανίστηκαν διάφορα προβλήματα που δεν είχαν προβλεφθεί και τα οποία προκάλεσαν καθυστερήσεις στην ολοκλήρωση των tasks. Λόγω των καθυστερήσεων αυτών έγιναν διάφορες αναδιαμορφώσεις του προγραμματισμού των Sprint καθώς και διαπραγματεύσεις της σημαντικότητας των χαρακτηριστικών. Από τον επανασχεδιασμό και τις προσαρμογές αυτές προέκυψαν μερικές αλλαγές στο τελικό σετ των χαρακτηριστικών της πλατφόρμας σε σχέση με ό,τι είχε αρχικά προδιαγραφεί.
Τα χαρακτηριστικά που τελικά υλοποιήθηκαν είναι:
\begin{itemize}
\begin{itemize}
\itemη εγγραφή χρήστη και η δημιουργία των τοπικών βάσεων του όπως περιγράφεται στις \ref{srs:functional-srs-sign-up}\&\ref{srs:functional-srs-create-user-databases} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-signup}
\itemΗ εγγραφή χρήστη και η δημιουργία των τοπικών βάσεων του, όπως περιγράφονται στις \ref{srs:functional-srs-sign-up}\&\ref{srs:functional-srs-create-user-databases} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-signup}.
\itemη αυτόματη είσοδος χρήστη όπως περιγράφεται στην\ref{srs:functional-srs-sign-in} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-signin}
\itemΗ αυτόματη είσοδος χρήστη, όπως περιγράφεται στη\ref{srs:functional-srs-sign-in} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-signin}.
\itemη δημιουργία θέματος και η δημιουργία ψηφοφοριών όπως περιγράφεται στις \ref{srs:functional-srs-create-topic}\&\ref{srs:functional-srs-create-polls} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-create-topic}
\itemΗ δημιουργία θέματος και η δημιουργία ψηφοφοριών, όπως περιγράφονται στις \ref{srs:functional-srs-create-topic}\&\ref{srs:functional-srs-create-polls} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-create-topic}.
\itemη περιήγηση στα υπάρχοντας θέματα όπως περιγράφεται στην\ref{srs:functional-srs-browse-community-topics} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-fetch-topic}
\itemΗ περιήγηση στα υπάρχοντας θέματα, όπως περιγράφεται στη \ref{srs:functional-srs-browse-community-topics} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-fetch-topic}.
\itemη δημοσίευση μηνύματος όπως περιγράφεται στην\ref{srs:functional-srs-create-post} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-create-post}
\itemΗ δημοσίευση μηνύματος, όπως περιγράφεται στη\ref{srs:functional-srs-create-post} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-create-post}.
\itemη επεξεργασία μηνύματος όπως περιγράφεται στην\ref{srs:functional-srs-modify-post} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-modify-post}
\itemΗ επεξεργασία μηνύματος, όπως περιγράφεται στη\ref{srs:functional-srs-modify-post} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-modify-post}.
\itemη ψήφιση σε ψηφοφορία όπως περιγράφεται στην\ref{srs:functional-srs-vote-polls} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-vote-in-poll}
\itemΗ ψήφιση σε ψηφοφορία, όπως περιγράφεται στη\ref{srs:functional-srs-vote-polls} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-vote-in-poll}.
\itemη ψήφιση σε μηνύματα όπως περιγράφεται στην\ref{srs:functional-srs-vote-posts} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-vote-post}
\itemΗ ψήφιση σε μηνύματα, όπως περιγράφεται στη\ref{srs:functional-srs-vote-posts} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-vote-post}.
\itemη διαγραφή των τοπικών δεδομένων όπως περιγράφεται στην\ref{srs:functional-srs-delete-local-data} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-delete-local-data}
\itemΗ διαγραφή των τοπικών δεδομένων, όπως περιγράφεται στη \ref{srs:functional-srs-delete-local-data} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-6-use-case-delete-local-data}.
\end{itemize}
\end{itemize}
Τα παραπάνω αντιστοιχούν σε 11 ολοκληρωμένες από τις 13 προδιαγεγραμμένες ΛΑ ή πλήρωση 84.6\%, ποσοστό που θεωρείται από τους συγγραφείς επαρκές για την εξαγωγή συμπερασμάτων για τον χώρο των DApps και υπερβάλλων για τα πλαίσια ενός PoC. Στο παράρτημα \ref{screenshots-appendix} παρατίθενται τα στιγμιότυπα οθόνης των υλοποιημένων χαρακτηριστικών.
Τα παραπάνω αντιστοιχούν σε 11 ολοκληρωμένες από τις 13 προδιαγεγραμμένες ΛΑ ή πλήρωση 84.6\%, ποσοστό που θεωρείται από τους συγγραφείς επαρκές για την εξαγωγή συμπερασμάτων για τον χώρο των DApps και υπερβάλλον για τα πλαίσια ενός PoC. Στο παράρτημα \ref{screenshots-appendix} παρατίθενται τα στιγμιότυπα οθόνης των υλοποιημένων χαρακτηριστικών.
Τα χαρακτηριστικά τα οποία παραλήφθηκαν είναι τα παρακάτω:
\begin{itemize}
Το χαρακτηριστικά το οποία παραλήφθηκε είναι η δημιουργία κοινοτήτων και ο ορισμός εξωτερικών contracts για τα tokens τους, όπως περιγράφονται στις \ref{srs:functional-srs-create-communities}\&\ref{srs:functional-srs-assign-community-contract} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-10-use-case-create-community}.
\item η δημιουργία κοινοτήτων και ο ορισμός εξωτερικών contracts για τα tokens τους όπως περιγράφεται στις \ref{srs:functional-srs-create-communities}\&\ref{srs:functional-srs-assign-community-contract} και στο σενάριο χρήσης \ref{subsection:3-10-use-case-create-community}
\end{itemize}
Τέλος, η ΜΛΑ που αφορά την ελαχιστοποίηση των fees (\ref{srs:non-functional-srs-minimize-fees}) ακολουθήθηκε κατά το δυνατόν σε όλη τη διαδικασία σχεδιασμού και υλοποίησης. Η ΜΛΑ σχετικά με την αναβαθμισιμότητα των contracts (\ref{srs:non-functional-srs-upgrade-contracts}) καταστρατηγήθηκε λόγω του χρόνου που θα απαιτούσε μία τέτοια υλοποίηση.
Τέλος, η ΜΛΑ που αφορά την ελαχιστοποίηση των fees (\ref{srs:non-functional-srs-minimize-fees}) ακολουθήθηκε κατά το δυνατόν σε όλη τη διαδικασία σχεδιασμού και υλοποίησης. Η ΜΛΑ σχετικά με την αναβαθμισιμότητα των contracts (\ref{srs:non-functional-srs-upgrade-contracts}) καταστρατηγήθηκε λόγω του χρόνου που θα απαιτούσε μία τέτοια υλοποίηση.
Η \ref{srs:non-functional-srs-maximum-decentraliztion} απαιτεί την μεγιστοποίηση της αποκέντρωσης της πλατφόρμας. Παρότι υπάρχουν μέρη τα οποία φαινομενικά έχει παραβιαστεί, όπως η διάθεση της εφαρμογής και των contract artifacts μέσω κεντροποιημένων servers καθώς και η ύπαρξη του rendezvous server, στην πραγματικότητα έχει ακολουθηθεί σε ικανοποιητικό βαθμό. Σχετικά με την εφαρμογή και τα contracts, πάρθηκε η απόφαση να διατεθούν μέσω των αντίστοιχων servers επειδή αυτό προσφέρει μεγάλη ευελιξία και ευκολία στην ανάπτυξη. Θα μπορούσαν εύκολα να διατεθούν μέσω αποκεντρωμένων συστημάτων όπως torrents ή το IPFS και αυτό παραμένει ένα ανοιχτό θέμα. Επίσης ανοιχτό θέμα παραμένει η ανάγκη ύπαρξης του rendezvous server. Λόγω της φύσης του πρωτοκόλλου IPFS και της λειτουργίας που επιτελεί ο server αυτός, είναι αδύνατον να παραληφθεί, ωστόσο είναι ανοιχτό ερευνητικό πεδίο η περαιτέρω αποκέντρωση του πρωτοκόλλου.
Η \ref{srs:non-functional-srs-maximum-decentraliztion} απαιτεί την μεγιστοποίηση της αποκέντρωσης της πλατφόρμας. Παρότι υπάρχουν μέρη τα οποία φαινομενικά έχει παραβιαστεί, όπως η διάθεση της εφαρμογής και των contract artifacts μέσω κεντροποιημένων servers καθώς και η ύπαρξη του rendezvous server, στην πραγματικότητα έχει ακολουθηθεί σε ικανοποιητικό βαθμό. Σχετικά με την εφαρμογή και τα contracts, πάρθηκε η απόφαση να διατεθούν μέσω των αντίστοιχων servers επειδή αυτό προσφέρει μεγάλη ευελιξία και ευκολία στην ανάπτυξη. Θα μπορούσαν εύκολα να διατεθούν μέσω αποκεντρωμένων συστημάτων όπως torrents ή το IPFS και αυτό παραμένει ένα ανοιχτό θέμα. Επίσης ανοιχτό θέμα παραμένει η ανάγκη ύπαρξης του rendezvous server. Λόγω της φύσης του πρωτοκόλλου IPFS και της λειτουργίας που επιτελεί ο server αυτός, είναι αδύνατον να παραληφθεί, ωστόσο είναι ανοιχτό ερευνητικό πεδίο η περαιτέρω αποκέντρωση του πρωτοκόλλου.
Η ανάγκη για τα νέα πακέτα λογισμικού προέκυψε κατά την πορεία υλοποίησης της διπλωματικής και προστέθηκαν στον χρονοπρογραμματισμό που είχε γίνει στην αρχή της εργασίας. Στην προσαρμογή αυτή βοήθησαν ιδιαίτερα οι Agile τακτικές που ακολουθήθηκαν και η προσαρμοστικότητα που προσφέρει το Scrum σε μεταβαλλόμενες απαιτήσεις.
Η ανάγκη για τα νέα πακέτα λογισμικού προέκυψε κατά την πορεία υλοποίησης της διπλωματικής και προστέθηκαν στον χρονοπρογραμματισμό που είχε γίνει στην αρχή της εργασίας. Στην προσαρμογή αυτή βοήθησαν ιδιαίτερα οι Agile τακτικές που ακολουθήθηκαν και η προσαρμοστικότητα που προσφέρει το Scrum σε μεταβαλλόμενες απαιτήσεις.
Τέλος, κατά την υλοποίηση έγινε γρήγορα αντιληπτή η αξία που προσφέρουν ένα δοκιμαστικό περιβάλλον (staging environment) σε συνδυασμό με ένα CI/CD σύστημα. Για το λόγο αυτό πάρθηκε η απόφαση να μεταφερθεί το sprint που αφορούσε αυτά πολύ νωρίτερα στην διαδικασία υλοποίησης, ώστε να μεγιστοποιηθεί η χρήση του.
Τέλος, κατά την υλοποίηση έγινε γρήγορα αντιληπτή η αξία που προσφέρουν ένα δοκιμαστικό περιβάλλον (staging environment) σε συνδυασμό με ένα CI/CD σύστημα. Για το λόγο αυτό λήφθηκε η απόφαση να μεταφερθεί το sprint που αφορούσε αυτά πολύ νωρίτερα στην διαδικασία υλοποίησης, ώστε να μεγιστοποιηθεί η χρήση του.
Εποπτικά, η διαδικασία της υλοποίησης περιγράφεται στο παρακάτω σχήμα (σχήμα \ref{figure:4.6.design-implementation-differences-sprints}). Με σκούρο πράσινο χρώμα εμφανίζονται τα tasks τα οποία υπήρχαν στο χρονοπρογραμματισμό από τη αρχή και υλοποιήθηκαν, με ανοιχτό πράσινο αυτά τα οποία δεν υπήρχαν στον αρχικό προγραμματισμό αλλά υλοποιήθηκαν και με κόκκινο αυτά τα οποία δεν υλοποιήθηκαν.
Εποπτικά, η διαδικασία της υλοποίησης περιγράφεται στο παρακάτω σχήμα (σχήμα \ref{figure:4.6.design-implementation-differences-sprints}). Με σκούρο πράσινο χρώμα εμφανίζονται τα tasks τα οποία υπήρχαν στο χρονοπρογραμματισμό από τη αρχή και υλοποιήθηκαν, με ανοιχτό πράσινο αυτά τα οποία δεν υπήρχαν στον αρχικό προγραμματισμό αλλά υλοποιήθηκαν και με κόκκινο αυτά τα οποία δεν υλοποιήθηκαν.
Συνοψίζοντας, μέσω της ανάπτυξης της πιλοτικής εφαρμογής Concordia γίνεται φανερό ότι είναι εφικτή η υλοποίηση μίας πλήρως αποκεντρωμένης κοινωνικής πλατφόρμας, η οποία να εκπληρώνει τον στόχο που τέθηκε στην \hyperref[section:1-4-thesis-goal]{ενότητα 1.4}, σύμφωνα με τον σχεδιασμό του \hyperref[chapter:3-application-design]{κεφαλαίου 3}.
Συνοψίζοντας, μέσω της ανάπτυξης της πιλοτικής εφαρμογής Concordia γίνεται φανερό ότι είναι εφικτή η υλοποίηση μίας πλήρως αποκεντρωμένης κοινωνικής πλατφόρμας, η οποία να εκπληρώνει τον στόχο που τέθηκε στην \hyperref[section:1-4-thesis-goal]{ενότητα 1.4}, σύμφωνα πάντα με τον σχεδιασμό του \hyperref[chapter:3-application-design]{κεφαλαίου 3}.
Μέσω της αρχιτεκτονικής αποκέντρωσης των τριών επιπέδων της τεχνολογικής στοίβας (βλ. \hyperref[section:3-2-technology-stack]{ενότητα 3.2}), δημιουργείται ένα πολιτικά αποκεντρωμένος ψηφιακός χώρος, ο οποίος κατοχυρώνει την ελευθερία του λόγου των συμμετεχόντων και παρέχει παντοδύναμες αυθεντικές δημοκρατικές διαδικασίες.
Μέσω της αρχιτεκτονικής αποκέντρωσης των τριών επιπέδων της τεχνολογικής στοίβας (βλ. \hyperref[section:3-2-technology-stack]{ενότητα 3.2}), δημιουργείται ένας πολιτικά αποκεντρωμένος ψηφιακός χώρος, ο οποίος κατοχυρώνει την ελευθερία του λόγου των συμμετεχόντων και παρέχει παντοδύναμες αυθεντικές δημοκρατικές διαδικασίες.
Ωστόσο, θα πρέπει να επισημανθεί ότι η εφαρμογή χαρακτηρίζεται από ορισμένα μειονεκτήματα, τα οποία σχετίζονται, κυρίως, με την πρώιμη κατάσταση ανάπτυξης των επιλεγμένων τεχνολογιών:
Ωστόσο, θα πρέπει να επισημανθεί ότι η εφαρμογή χαρακτηρίζεται από ορισμένα μειονεκτήματα, τα οποία σχετίζονται, κυρίως, με την πρώιμη κατάσταση ανάπτυξης των επιλεγμένων τεχνολογιών:
@ -17,4 +17,4 @@
\item Στο Data tier, το IPFS και η OrbitDB αποτελούν επίσης ιδιαίτερα καινοτόμα λογισμικά και δε θεωρούνται ακόμα production-ready. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να εισάγουν με τη σειρά τους διάφορα προβλήματα, τα οποία σχετίζονται κυρίως με την εύρεση των peers (το οποίο βασίζεται προσωρινά σε signalling servers\footnote{Βλ. και \url{https://github.com/libp2p/js-libp2p/issues/385}.}) και το replication των δεδομένων.
\item Στο Data tier, το IPFS και η OrbitDB αποτελούν επίσης ιδιαίτερα καινοτόμα λογισμικά και δε θεωρούνται ακόμα production-ready. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να εισάγουν με τη σειρά τους διάφορα προβλήματα, τα οποία σχετίζονται κυρίως με την εύρεση των peers (το οποίο βασίζεται προσωρινά σε signalling servers\footnote{Βλ. και \url{https://github.com/libp2p/js-libp2p/issues/385}.}) και το replication των δεδομένων.
\end{itemize}
\end{itemize}
Τέλος, τονίζεται πως, παρ' όλες τις τρέχουσες δυσκολίες, οι προγραμματιστικές κοινότητες των παραπάνω τεχνολογιών εργάζονται αδιάκοπα για τη βελτίωση τους, ενώ παρόμοια εναλλακτικά project μπορούν ανά πάσα στιγμή να αντικαταστήσουν αυτά που επιλέχθηκαν στην τρέχουσα υλοποίηση.
Τέλος, τονίζεται πως, παρ' όλες τις τρέχουσες δυσκολίες, οι προγραμματιστικές κοινότητες των παραπάνω τεχνολογιών εργάζονται αδιάκοπα για τη βελτίωση τους, ενώ παρόμοια εναλλακτικά project μπορούν ανά πάσα στιγμή να αντικαταστήσουν αυτά που επιλέχθηκαν στην τρέχουσα υλοποίηση της τεχνολογικής στοίβας.
Ezerous
3 years ago
