SUBS:Substrate是什么？

編者按：本文來自PolkaWorld，Odaily星球日報經授權轉載。如果你關注過Polkadot的發展，你可能會多次看到“Substrate”。它是Polkadot項目的重要組成部分，但有關該領域的信息很少。它不在白皮書或黃皮書中，或者至少不在“Substrate”的名稱下，并且其規范仍然很不穩定。概括來看，它是一個使用最新的區塊鏈技術研究，來創建加密貨幣和其他去中心化系統的框架。但這個定義不是很有幫助，至少對我不是很有幫助。我認為了解ParitySubstrate最重要的部分是它根本不是Polkadot的一部分。盡管Polkadot是使用Substrate構建的，并且使用Substrate構建的項目可以在Polkadot上本地運行，但是你現在可以使用Substrate構建新的區塊鏈。你無需等待Polkadot完成，甚至無需發布概念證明即可開始使用此框架在區塊鏈上工作。那么什么是Substrate？你可以把它看作Express或其他Web應用程序框架，但用于構建分布式或去中心化系統，例如加密貨幣或消息總線。正如大多數Web應用程序不需要重新實現自己的HTTP版本一樣，我們認為每個團隊創建一個新的區塊鏈，都必須從頭開始實施所有網絡和共識代碼，這是浪費了精力。更不用說密碼學家、安全研究人員、網絡工程師、DevOps人員等，當你的業務邏輯真正是你的產品時，就需要雇用這些人員并為其付費。如果你想使用Substrate建立一個新項目，你要做的就是在代碼中實現少量的鉤子，然后免費獲得：共識、確定性和區塊投票邏輯。即使你不是在構建加密貨幣，甚至不是需要區塊鏈的項目，這也是可取的——這意味著你可以免費獲得拜占庭容錯能力，因此即使其中的某些節點被損壞、禁用或是惡意的，你的系統仍將繼續正常運行；網絡，如對等發現、復制等；一個高效的、確定的、沙盒化的WebAssemblyruntime，可用于運行智能合約，甚至運行其他基于Substrate的項目。你不必一定要使用WebAssembly，你當然可以編寫自己的虛擬機解釋器，但是我們堅信使用WebAssembly運行時的好處，因此你可以充分利用我們在WebAssembly和全球社區中的工作其他開發人員為此創建工具的情況；能夠在瀏覽器中無縫運行可與任何桌面或云節點通信的節點；跨平臺的數據庫/文件存儲抽象，甚至可以在瀏覽器中使用；無縫的客戶端更新——任何可能影響共識的更新，都可以通過將代碼編譯到WebAssembly，并將其作為網絡上的另一條消息進行部署來處理。不僅如此，你還可以存儲N個版本你要編譯成本機代碼的共識代碼，并且Substrate將處理確保執行的本機代碼與當前部署的WebAssembly代碼對齊的復雜工作。你可以獲得本機代碼的速度，而由于始終有WebAssembly墊后，你可以按照自己的進度部署本機代碼版本，而且你知道自己永遠不會意外地遇到硬分叉或其他共識問題，你是安全的。能夠在項目發布后立即開始在Polkadot上運行你的項目。盡管可以將使用Substrate構建的項目編譯為每個項目使用單獨的客戶端，但是由于Polkadot實現了SubstrateAPI，你可以利用Polkadot提供的共享安全性和互操作性。Polkadot本身是使用Substrate構建的，這讓我們可以快速獲取框架中任何漏洞的反饋，并允許我們運行Polkadot測試網，甚至可以將Polkadot本身的第二個實例作為平行鏈運行。如果你不了解Polkadot，或還不夠了解它的好處的話，可以在Polkadot博客上查看此帖子：https://medium.com/polkadot-network/how-polkadot-tackles-the-biggest-problems-facing-blockchain-innovators-1affc1309b0f。那么哪些東西不是你免費獲得的呢？本質上，只有你的狀態機，其中包括交易之類的東西。為了使Substrate盡可能通用，它沒有交易。相反，它具有我們所謂的“extrinsics”，它們只是二進制的blob，可用于存儲所需的任何數據。對于大多數鏈來說，這些外部要素將包括交易，但是你當然不需要那樣做！你可以從網絡中完全刪除貨幣的概念，并使用Substrate創建具有一組可信任權限的去中心化Erlang風格參與者模型并發系統，以驗證網絡的正確行為。假設你確實想要貨幣和交易，那么實現交易格式可能很簡單——只是一種交換格式和一個庫，可以從你選擇的語言訪問該數據。它比微服務之類的其他分布式體系結構甚至更容易——由于代碼及其所操作的數據存儲在同一位置，因此你無需為交易強制執行向后兼容保證，而只需為存儲而執行。對于具有私人交易的鏈，實現可能會更復雜。所有內容的名稱尚未最終確定，因此你會在不同的地方看到使用不同的語言，但這是你為了實現完整的區塊鏈需要實現的東西的簡單說明：一個基于前一個區塊的區塊頭，創建新的待處理區塊的函數。區塊頭包括：塊高；對區塊狀態的“加密承諾”，這對于輕客戶端驗證區塊正確是很重要的。加密承諾與哈希的作用相同，你在使承諾失效前無法更改狀態。對主體中所有extrinsics的加密承諾，可防止extrinsics被更改；父區塊的哈希值；一些額外的任意數據。此數據的一個用例是用于客戶端更新——由于輕客戶端僅同步區塊頭，因此，如果要更新區塊頭，則無法將更新實現為extrinsics，否則輕客戶端不會接收到它們。將extrinsic添加到待處理區塊的函數。這還應該更新鏈的狀態；接受一個待處理區塊，并從中生成一個完成的區塊的函數。然后可以將完成的區塊傳播到整個網絡。執行現有區塊的功能。這由全節點運行，以便在接收區塊之前確認收到的區塊是有效的。例如，在一條價值鏈中，你可以確認沒人試圖轉走超過其余額的金額。這種設計的一個缺點是，你必須手動確保創建區塊時完成的狀態轉換，與執行現有區塊時完成的狀態轉換保持同步。如果不這樣做，可能會引起共識問題！將來這一點可能會改變，但是目前這在實踐中應該不是什么大問題，因為你可能會將外部函數的執行委派給一個通用函數。此外，你需要提供一個驗證人集。盡管目前我們無意在Substrate中支持工作量證明鏈，但這既涵蓋了權威證明又包括權益證明/委托的權益證明鏈。驗證人集是公共密鑰的列表，其相應的私鑰應被認為對簽署給定區塊有效。該集合可以更改，但是每個區塊均由在創建區塊時選擇的集合驗證。你不必處理處理驗證人的票甚至單個區塊的“憑證”難題，這些問題由Substrate自動處理。驗證人集可以根據需要設置，但這里需要權衡。驗證人越少，他們串通起來就越容易，但驗證人越多，那么任何給定的區塊都需要更多驗證才能將其視為“最終確定”。我們無法讓Substrate為你自動處理權益證明，因為權益證明依賴于你的項目，包括帶有價值的token，而并非所有項目都可以做到這一點。測試網可能故意讓token沒有，而使用Substrate實現消息總線的項目可能根本沒有toekn。但是，很容易在Substrate之上編寫一個庫來強制使用token并自動為你提供交易和權益證明共識。關于Substrate的一件事是，在它之上構建更高級別的庫相對容易。雖然使用Substrate構建新的區塊鏈時你可以免費獲得很多東西，但它仍然是相對最少的一組原語，并且并非真正可以直接使用。相反，應該把它看作基石，其他常見功能可以納入幫助程序庫。盡管細節還沒確認，但Polkadot并不是唯一在Substrate上構建的鏈。隨著平臺的成熟，可以構建更多的庫，來讓創建一條新的鏈，變得像編寫現代Web應用程序一樣容易。我知道科技文章中，“即將到來”這幾個字的可信度跟政客的承諾有一拼，但我還是想以這個結尾。盡管已經可以在Substrate上進行構建，但是我們目前缺少學習材料。目前，在沒有加入Polkadot團隊的情況下，你根本無法學習如何做我剛才告訴你的任何事情。不過，我們正在努力解決這一問題，因此，如果你對此感到興奮，那么請密切注意即將推出的Substrate教程和文檔。更多資源：視頻：GavinWood在EventHorizon2018上介紹Substrate；視頻：RobHabermeier在Truebit的柏林聚會上介紹Substrate；ParitySubstrate的GitHubrepository；注釋當然，實際上，你可能最終希望強制實施向后兼容性，以便外部工具可以輕松地與你的鏈進行交互，但在開發過程中，你可以根據需要快速而輕松地進行兼容。即使你確實需要向后兼容，也不必很難，你可以使用protobuf免費獲得有效的向后兼容存儲。作為這種效應的簡化案例，例如比特幣或以太坊之類的純粹的工作量證明鏈根本就不會具有最終性，因為可能的驗證人集合是無限的。例如，一個簡單的權益證明鏈可能會在每個區塊中設置一次驗證人集，方法是：選擇100個擁有最大抵押的帳戶，并在你獲得他們不當行為證明時刪除其抵押。

Chainstack推出可用于13個區塊鏈的鏈上索引工具Subgraphs:金色財經報道，Web3基礎設施公司Chainstack發布了Subgraphs，一種區塊鏈數據索引工具，旨在為加密項目、交易所、錢包、NFT和游戲平臺等應用程序提供實時鏈上數據訪問。Chainstack Subgraphs在發布時支持13個主要區塊鏈，包括Ethereum、Polygon、BNB Chain、Avalanche、Optimism、Arbitrum、Near、Aurora、Fantom、Gnosis、Harmony和Cronos。[2023/4/19 14:13:50]

牛油果ENU團隊將放棄EOS，新項目將基于Substrate:2月21日消息，牛油果 Enumivo 團隊發布推特表示將放棄 EOS，新項目 Regenesis DAO 主網即將上線，將基于波卡底層技術 Substrate 構建。

團隊同時變更了 Regenesis DAO 治理 Token 的分發規則。將針僅對 ETH 鏈上第 1、10、100、1,000、10,000、十萬、一百萬和一千萬個區塊進行快照，對持有大于 0.01ETH 的地址按比例分發 10 億治理 Token，共有 7,426,219 個以太坊地址符合此次空投要求。

此前報道，Enumivo 團隊宣布成立 Regenesis DAO，將針對 ETH 和 EOS 的預售參與者分發治理 Token。[2022/2/21 10:05:56]

波卡開發基礎框架Substrate宣布FRAME v2首個實現已合并至master:1月1日，波卡（Polkadot）區塊鏈開發基礎框架Substrate官方宣布，FRAME v2的第一個實現已合并到master。FRAME v2包含Pallet屬性宏。新的宏語法將更易學習。此前消息，波卡創始人Gavin Wood發文《2020年Polkadot總結》指出，Substrate的下一個主要版本3.0版本可能會在2021年上半年發布。[2021/1/1 16:13:07]

現場 | Cdot 吳逸飛：Substrate很適合中國的創業團隊:金色財經現場報道，12月21日，在北京舉辦的Substrate Workshop上，Cdot CTO吳逸飛講解了Substrate和應用鏈開發，吳逸飛表示，自己從頭做鏈成本很高，對于開發者來說，很多公鏈的底層設計并不能滿足開發者的開發需求。做一條應用鏈開發成本低，底層的共識和網絡等部分已經被開發框架所涵蓋，只需要做應用邏輯即可，并且可以具備潛在的互操作性。Substrate上做應用鏈很適合中國的創業團隊，不再需要花費幾個月的時間到應用邏輯之外的底層部分，可以不斷的嘗試創意來做demo，有更大的成功機會。[2019/12/21]

動態 | 區塊鏈構建平臺Substrate可在數分鐘內完成構建:據ethnews消息，以太坊聯合創始人、Parity Technologies創始人Gavin Wood和他的團隊一直在研究一種新的區塊鏈構建平臺Substrate。據報道，Wood在柏林舉行的Web3峰會上展示了Substrate如何在幾分鐘內構建可行的區塊鏈。[2018/10/26]

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