Как создать свой первый блокчейн на Substrate?

Когда в июле 2015 года был запущен Ethereum, мир познакомился с концепцией смарт-контрактов, которые надеялись произвести революцию в пространстве блокчейна и позволить всем, от разработчиков до энтузиастов, развертывать децентрализованные приложения (DApps) в основной сети Ethereum.

С различными DApp, которые в настоящее время используются в разных блокчейнах, таких как Ethereum, они предлагают множество вариантов использования, включая банковское дело, игры, финансы, онлайн-покупки и социальные сети с постоянно расширяющейся пользовательской базой по всему миру.

Ethereum предоставил разработчикам инфраструктуру, необходимую для создания инновационных цифровых приложений, однако, он имеет ограничения, такие как ограниченная масштабируемость и высокая плата за газ, факторы, которые в настоящее время мешают разработчикам создавать специализированные решения, которые могут конкурировать с популярными централизованными платформами, такими как Twitter, Facebook и Netflix.

Чтобы преодолеть эти проблемы и изучить возможности технологии блокчейна, соучредитель Ethereum и его первый технический директор Гэвин Вуд покинул Ethereum Foundation и основал Parity Technologies для создания инфраструктуры блокчейна, которая может стать основой децентрализованной сети, известной как Web3.

Вооружившись обширным отраслевым опытом и глубоким пониманием блокчейнов, он приступил к созданию Substrate в качестве платформы блокчейна с открытым исходным кодом, ориентированной на разработчиков и позволяющей им настраивать архитектуру своего блокчейна в соответствии с изменяющимися предпочтениями клиентов.

Блокчейны на основе Substrate способны интегрироваться в качестве парачейнов в такие сети, как Polkadot или Kusama, и обеспечивать высокий уровень функциональной совместимости, помогая выводить на рынок действительно децентрализованные решения реального мира, которые быстрее, дешевле и безопаснее, чем существовавшие когда-либо прежде.

Что такое Substrate и как он работает?

Видение Web3 как децентрализованной версии Интернета на основе блокчейна зависит от способности разработчиков создавать различные приложения блокчейна, которые взаимодействуют друг с другом и с такими сетями, как Ethereum и Bitcoin.

Как правило, блокчейн-разработчики используют блокчейн-разработки для создания таких приложений, и с помощью встроенных шаблонов они могут сэкономить много времени на разработку за счет ограниченных возможностей настройки.

Именно здесь Substrate, блокчейн-фреймворк с открытым исходным кодом для создания настраиваемых блокчейнов, позволяет разработчикам быстро создавать блокчейны на основе проверенного в полевых условиях кода, который обеспечивает работу большой экосистемы блокчейн-проектов по всему миру.

Substrate, включающий обширную коллекцию инструментов и библиотек, является основным комплектом разработки программного обеспечения (SDK) для блокчейна, который ранее использовался для создания протокола уровня 0 Polkadot и может использоваться разработчиками для создания любого типа блокчейна.

Первичным блоком любого блокчейна является нода, опирающаяся на децентрализованную сеть этих нод или компьютеров, которые взаимодействуют друг с другом для поддержания текущей книги с последними транзакциями. Каждая нода в сети блокчейна служит как клиентом, так и сервером, запрашивая и отвечая на запросы данных в соответствии с требованиями.

Что делает ноду Substrate уникальной, так это то, как эти операционные обязанности разделены по горизонтали, чтобы обеспечить модульную структуру для создания блокчейнов. Каждая нода Substrate использует два основных элемента: внешнюю ноду, обрабатывающую сетевую активность, и среду выполнения, определяющую действительность транзакции и отвечающую за обработку изменений в функции перехода состояния блокчейна.

Внешний узел отвечает за связь с другими нодами, управление пулом транзакций, обнаружение одноранговых нод и реагирование на удаленные вызовы процедур (RPC) или запросы браузера с использованием интерфейса прикладного программирования RPC Substrate (API). Запрашивая среду выполнения Substrate или предоставляя ей информацию, внешняя нода использует специализированные API среды выполнения для обработки этого взаимодействия.

Поскольку среда выполнения Substrate обрабатывает все, что происходит в блокчейне, она является основным компонентом ноды для построения блокчейнов и контролирует, как транзакции включаются в блоки, как блоки возвращаются на внешнюю ноду или как изменяется состояние блокчейна в ответ на транзакции.

Используя функции хоста для связи с внешней нодой, среда выполнения Substrate обеспечивает проверку достоверности во время выполнения, и совместимость с несколькими платформами, предоставляя доказательства проверки для механизмов консенсуса блокчейна ретрансляции, и предлагая поддержку безфорковых обновлений архитектуры ноды.

Как Substrate позволяет пользователям создавать собственный блокчейн?

Substrate предлагает большую свободу, гибкость и возможности оптимизации, чем создание поверх универсального блокчейна смарт-контрактов, такого как Ethereum. Более того, блокчейны на основе Substrate могут существовать как «соло-блокчейны» или интегрироваться в Polkadot или Kusama, чтобы стать парачейнами.

Разработчики могут сначала начать с шаблона узла Substrate, который является базовой единицей в построении блокчейна с использованием Substrate и предоставляет множество предварительно созданных функций с реализациями по умолчанию для таких аспектов, как управление учетными записями, консенсус, привилегированный доступ и одноранговый доступ.

Эти шаблоны узлов Substrate хранятся в Центре разработчиков Substrate, и разработчики также могут получить доступ к большому, активному и полезному сообществу разработчиков Substrate, которое постоянно вносит свой вклад в экосистему.

Однако для более сложных проектов разработчикам потребуется более высокая степень свободы для определения логики их блокчейна, и именно здесь в игру вступает платформа Substrate Framework для агрегации модульных объектов во время выполнения (FRAME).

Что такое FRAME?

FRAME — один из самых мощных инструментов, предоставляемых Substrate, который включает в себя ряд модулей и вспомогательных библиотек для упрощения разработки во время выполнения. Эти модули также известны как палитры, и представляют собой настраиваемую бизнес-логику для таких вариантов использования, как стекинг, управление, консенсус, и другие важные действия, которые разработчики могут захотеть включить в среду выполнения.

Кроме того, разработчики могут использовать его системные, вспомогательные и исполнительные панели для предоставления широкого спектра услуг среды выполнения. Хотя можно построить блокчейн на основе Substrate без использования FRAME, различные библиотеки позволяют разработчикам создавать пользовательскую логику среды выполнения, используя ее предопределенные компоненты в качестве отправной точки.

Комбинируя предварительно созданные и настраиваемые паллеты для неограниченного управления функциями, а также функциями, предоставляемыми блокчейном Substrate, разработчики могут достигать конкретных результатов с высокой степенью гибкости и удобства.

Как создать первый блокчейн на Substrate?

Независимо от того, являетесь ли вы разработчиком-новичком или уже имеете опыт использования фреймворка блокчейна, Substrate предлагает учебные пособия, ориентированные на предоставление практического опыта, и игровую площадку Substrate для тех, кто хотел бы поэкспериментировать.

Учебники по Substrate подходят даже для абсолютных новичков, охватывая все шаги, но не вдаваясь в детали кодирования. Помимо этих руководств, Substrate предоставляет ряд практических руководств по конкретным темам и дополнительно предоставляет доступ ко многим проектам с открытым исходным кодом, созданным с использованием Substrate.

Однако важно понимать, как работать с Substrate, чтобы настроить логику каждой ноды так, чтобы ее можно было использовать в сочетании со смарт-контрактами, чтобы включить еще больше функциональности в результирующий блокчейн.

Таким образом, Substrate предлагает всю необходимую поддержку, начиная с установки и заканчивая успешным запуском собственного блокчейна. Хотя у него нет собственного крипто-токена, токен Polkadot (DOT) используется чаще всего, учитывая тот факт, что он совместим с другими парачейнами в экосистеме Substrate и Polkadot, что отражает его внимание к функциональной совместимости и масштабируемости.