從第一行程式碼到發鏈只需一小時，用這款新工具，你也能做到

共識演算法 · 發表 2018-11-02 10:37:38

摘要：古羅馬，“乘法”是隻有御用數學家才能理解的深奧概念——而當阿拉伯數字出現，孩童亦能於紙上演算。新工具不僅提升效率，還可為前人所不能。作為活躍開發領域之一，區塊鏈新技術、工具、平臺、語言與框架層出不窮，然而面對紛繁複雜的選擇，開發者難以面面俱到。《區塊鏈大本營 | 新工具》 ...

古羅馬，“乘法”是隻有御用數學家才能理解的深奧概念——而當阿拉伯數字出現，孩童亦能於紙上演算。

新工具不僅提升效率，還可為前人所不能。作為活躍開發領域之一，區塊鏈新技術、工具、平臺、語言與框架層出不窮，然而面對紛繁複雜的選擇，開發者難以面面俱到。《區塊鏈大本營 | 新工具》欄目每週將為開發者介紹最值得關注的新技術與工具。未來，我們還將多角度、系統地為專案選型提供指南。

“這是應對區塊鏈極繁主義的最好手段”

——Parity創始人Gavin Wood 如是說，他也是Ethereum創始人和Solidity 設計者之一。

上週，Gavin在柏林Web3峰會現場演示了一種新框架——Substrate。他使用一臺剛啟封的Macbook Pro，從編寫第一行程式碼，到釋出區塊鏈，用時不足60分鐘。 Substrate目的是讓釋出區塊鏈就像釋出智慧合約一樣容易。

最大自由，最少代價

Parity的明星專案Polkadot就是基於Substrate構建的——前者是一種由多條鏈，異構組成的區塊鏈集合，其目的是成為不同區塊鏈間的媒介。Substrate先前的主要目的是讓開發者能在Polkadot上快速啟動平行鏈，不過Substrate框架本身還具備釋出獨立區塊鏈的能力，這讓它成為獨立於Polkadot的專案，不依賴後者的開發進度，本月晚些時候，Substrate 1.0-beta將會公開發布。

與Express或其他Web應用框架類比，Substrate是用來構建分散式或去中心化系統的，如加密貨幣專案或訊息匯流排系統。就如大多數Web應用程式不需要重新實現HTTP一樣，Gavin Wood認為， 所有人都從頭構建網路和共識程式碼，非常浪費精力 。使用Substrate來構建新專案，開發者所要做的，就是在程式碼呼叫少量函式，就能獲得各種密碼學模板，以及定製、搭建和釋出新區塊鏈所需要的方方面面，“Substrate為區塊鏈開發者提供最大限度的自由，花費最少的精力”。

高通用技術棧

Substrate在設計時，考慮了支援大多數現有和未來可能出現的區塊鏈應用場景。其技術棧主要由以下幾個具備高通用和擴充套件潛能的部分組成。

1. 對區塊鏈應用架構來說，State Transition Function（STF）代表其核心商業邏輯，STF的功能集合、有何種限制，決定了區塊鏈的應用場景。Substrate執行時採用WebAssembly的一個子集，具有跨平臺和輕量的特點。在1.0-beta版本中，開發者可以使用純Rust、C++和C編寫STF；通過WebAssembly支援的其他語言，將在後續引入。

2. 網路部分基於Libp2p，開箱即用。對於需要其他網路訊息支援的區塊鏈應用，未來版本的Substrate計劃引入一個網路拓撲API。

3. 為了適應快速應用開發，Substrate支援包括Polkadot SHAFT（GRANDPA）在內的多種共識演算法。密碼學資料庫後端及塊格式，都可以定製或重寫。在1.0-beta版本中，將包含以下幾類共識演算法，當然開發者還可以通過Substrate API設計自己的共識演算法。

Rhododendron
SHAFT/GRANDPA
Aurand
Ouroboros
PoW
Parachain（PoV）

Substrate提供的其他工具還包括：

Polkadot連線
可以熱替換和插入的共識機制
可以熱升級和插入的STF
Pub/Sub Socket/">WebSocket JSON-RPC
輕量客戶端
交易佇列
安全網路
JavaScript實現
Substrate執行時模組庫（SRML）

因為具備一系列鏈上熱升級機制，無論修改共識演算法還是升級STF，開發者都無需硬分叉。作為例證，今年7月17日，Polkadot的“Krumme Lanke”測試網路進行過公開演示，至今依然正常執行。

建立Substrate執行時模組庫（SRML）的目的，是為了幫助開發者更迅速地釋出區塊鏈。開發者只需要將一組模組集合，便能實現相應的網路、共識、輕客戶端或者其他需要的功能，新功能可以通過建立新模組實現。

SRML之外，Substrate在設計中還額外引入了兩層邏輯：

1. 可通過JSON配置的通用區塊鏈節點，用於執行其執行時；

2. 一個精簡的區塊鏈核心引擎，用於處理共識、塊生成、網路、資料庫等功能。

此外，企業和金融敏感使用者關注的高階隱私和許可權管理，也能輕鬆加入並通過Substrate進行控制，而無需與Polkadot產生瓜葛，並通過橋接或成為原生Parachain的方式升級。

注：Substrate專案地址為https://github.com/paritytech/substrate

--【完】--

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