Substrate介绍: 如何运行和交互

介绍

• Substrate是parity创建的下一代区块链框架
• 1.0使用Apache 2.0，商业项目可以不受限制的使用
• 可以轻松地实现可升级，高效率，创新性的区块链项目
• 可升级
  • 传统区块链都需要硬分叉或者软分叉
  • 很多项目每半年都有硬分叉要求，方便新功能发布
  • 每次分叉都困难重重，提心吊胆
  • Substrate实现无分叉升级
  • Substrate由两部分组成
    • runtime：包含链上逻辑（区块如何验证，区块头如何生成）
    • client：包含p2p, db, cli，交易池，出块逻辑，wasm解释器
  • 如何实现
    • runtime 代码，通过rustc编译成runtime wasm二进制文件，发送一笔治理模块升级的消息，会把二进制文件存到链上
    • 私有链有管理私钥就行
    • 公钥投票通过就可以升级
  • 升级成功
    • 节点同步区块
    • 获取runtime wasm二进制文件
    • 节点可以在同样的高度升级，保持节点共识一致性
• 高效率
  • 设计角度以最好执行效率为出发点
  • rust保证安全又有最大自由度。rust内存安全，没有垃圾回收避免了性能问题，强类型系统编译时避免了错误
  • 内置的PoS避免了pow的挖矿高成本，带来了稳定的出块时间和高tps
  • 目前测试网最快确认时间2秒，最终可以控制在4秒内
  • 轻节点
    • Patricia Merkle Tree实现的Tier DB
    • 高效率，轻量级，去中心化，去信任化的方式，验证区块头和链上数据
    • 使得移动端，物联网端和网页端的轻节点实现的可能性
• 创新性
  • 抽象的模块化接口
  • web assembly解释器使用，runtime可升级，也可以使用智能合约
  • 可以使用不同开发语言，go，c++runtime在开发
  • 第三方库，zero knowledge模块在开发
  • 定制模块，如共识机制，治理模式，p2p，地址格式，交易格式
  • 智能合约

Polkadot生态圈

Polkadot生态

• Polkadot是parity基于Substrate开发的下一代区块链项目
• PoC-2版本是Substrate的前身，从一个单纯的区块链框架，演化成一个跨链的生态
• Polkadot是一个通过中继链连接的网络，为了实现跨链沟通
• 支持私有链，公链，oracles等组件去信任化的交流
• 包含了relay chain中继链，parachain平行链，bridge转接桥
  • relay chain：达成parachain之间的跨链交流
  • parachain实现业务逻辑，是独立的区块链，有自己的链上数据和交易处理，利用relay chain来保证安全
  • bridges让不在Polkadot中的独立链进行交流，如比特币和以太坊等
  • 架构
  • 目前relay chain的插槽100左右，超过了就需要通过bridges设置二级的relay chain

启动节点

安装rust

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh

安装substrate

// 安装环境和工具，不会安装substrate本身
curl https://getsubstrate.io -sSf | bash -s -- --fast

// clone代码，从源码编译substrate
git clone git@github.com:paritytech/substrate.git
cd substrate
git checkout v1.0

./scripts/init.sh
./scripts/build
cargo build // 把之前的生成的wasm文件注入到编译结果中
cargo build --release // 编译慢，执行快

// 运行
./target/debug/substrate // run，默认加入测试网
./target/debug/substrate --dev // run，本地dev net
// 也可以用cargo run
cargo run   // 加入testnet
cargo run -- --dev // dev net

测试

• 打开前端
• 进入 polkadot.js.org/apps/#/explorer
• 点击settings页面
• 选择本地节点
• polkadot.js.org/apps/#/explorer
  • ext 是18个0
• 一个交易产生4个事件
• 账户余额低于或等于500会被销户

启动一个Node Name为harry的测试网节点：

cargo run -- --name harry

之后就可以在 https://telemetry.polkadot.io/#list/harry 找到这个节点了。

如何创建项目

curl https://raw.githubusercontent.com/paritytech/substrate-up/dcc2d521b6ba0ef4533dcc5cfc49ec290f9c62a9/substrate-node-new -sSf | sh -s <project_name> <author>