Résumé minimaliste du substrat : fonctions, caractéristiques et consensus

Aujourd'hui, nous allons discuter de Substrate, une bibliothèque qui peut vous aider à créer votre propre blockchain personnalisée. Le substrat a été développé par ParityTech et fournit également la base de Polkadot. Qu'est-ce qu'un substrat ? Explication du dictionnaire Oxford : une substance ou une couche qui sous-tend quelque chose, ou sur laquelle un processus se produit. (Sous certaines choses, ou peut être basé dessus pour créer des substances ou des couches de choses). Comme son nom l'indique, le substrat Peut être utilisé pour faire pousser ou construire quelque chose dessus. Dans notre cas, nous pouvons construire des blockchains, ou dans le cas de Polkadot, toute une famille de blockchains. Pourquoi ai-je besoin de Substrate En fin de compte, le logiciel est une abstraction. L'histoire de l'informatique montre que nous recevons de plus en plus d'abstractions : de la logique discrète aux circuits intégrés et aux processeurs ; du code machine à l'assemblage, de l'assemblage au C, en passant par C++, Rust, Haskell, etc. Il en va de même pour les API de programmation. Par exemple, presque personne n'écrit le Web en HTML brut de nos jours. "Chaque problème peut être résolu en introduisant une autre couche d'abstraction. Sauf le problème de beaucoup de couches d'abstraction... alors nous inventons le cadre." - Paraphrasé du Financial Times d'Andrew Koenig. Chaque couche d'abstraction essaie de résoudre un problème spécifique. Alors, quel problème Substrate est-il conçu pour résoudre ? Il s'avère qu'il y a beaucoup de choses que vous devez considérer avant de commencer à mettre en œuvre une toute nouvelle solution de blockchain : Berlin Subway offre 10 % de réduction pour le pilote de paiement Bitcoin : Golden Finance rapporte que la franchise de restaurants Subway pilote trois Subways dans la capitale allemande Berlin Bitcoin Paiement. Au cours des derniers mois, Daniel Hinze, propriétaire de la franchise Subway à Berlin, a enregistré plus de 120 transactions en bitcoins. Hinze encourage le paiement en Bitcoin et offre une réduction de 10% sur tous les ballons de football, marinaras aux boulettes de viande et sucookies payés en BTC. (cointelegraph) [2022/11/10 12:41:10] Pourquoi une autre blockchain est-elle nécessaire ? ! Diverses primitives cryptographiques : cryptage, signatures, RNG¹, etc. Algorithmes de consensus et vote tolérant aux pannes Preuve de gaspillage, preuve d'enjeu, preuve d'autorité ?  Ou tout autre chose ? Structure de bloc et stockage efficace, réseau P2P de sérialisation des messages, découverte de pairs, machine d'état d'interfonctionnement de bloc et de transaction, logique d'exécution des opérations, prise en charge du client léger de contrat intelligent Bien que Substrate ne résolve pas le premier problème, Substrate peut vous aider à résoudre les problèmes restants, car il fournit les outils de mise en œuvre existants. Celles-ci sont soigneusement conçues, écrites et testées sur la base de nos années d'expérience dans le développement de blockchains. Bien sûr, vous pouvez également implémenter toutes ces tâches vous-même, mais je peux dire que vous pouvez vous retrouver avec une solution non testée et mal documentée. Sans oublier que concevoir ou mettre en œuvre vous-même un algorithme de chiffrement serait généralement considéré comme une très mauvaise idée, à moins que vous ne soyez un cryptographe et que vous ne sachiez vraiment ce que vous faites. Ainsi, en fournissant des implémentations génériques d'algorithmes typiques, Substrate permet de se concentrer sur le projet lui-même : la logique métier de la chaîne, sa machine d'état. L'outil d'indexation de données SubQuery a pris en charge l'index de données de sous-réseau Avalanche : Selon les informations du 7 novembre, selon les informations officielles, l'outil d'indexation de données SubQuery a pris en charge l'index de données de sous-réseau Avalanche. Le premier projet de sous-réseau à utiliser l'outil d'index SubQuery est le jeu de chaîne Heroes of NFT. [2022/11/7 12:29:04] Jetons un coup d'œil aux parties les plus importantes de la blockchain et voyons ce que Substrate peut offrir. Le seul but de toute blockchain en tant que blockchain pour le stockage permanent est de fournir une méthode vérifiable, globale et permanente de stockage et de transformation des données, ce qui signifie que toutes les parties doivent à tout moment, d'une manière sans confiance pour vérifier et convenez de la valeur qui peut être reconnue. De plus, une fois ces données scellées, elles devraient être permanentes et leur falsification est impossible selon le consensus. Cette propriété est largement utilisée dans les crypto-monnaies, où le stockage permanent contient les clés de compte et leurs soldes réels. Cependant, il est important de noter que les crypto-monnaies ne sont pas les seules applications blockchain possibles. Fondamentalement, presque tous les systèmes qui nécessitent un historique des transactions globalement cohérent, stocké en permanence et vérifiable peuvent être mis en œuvre à l'aide d'une blockchain d'une manière ou d'une autre. Le substrat fournit un stockage efficace, est très facile à utiliser et est étroitement intégré à l'environnement d'exécution WebAssembly (Wasm). Blockchain en tant que fonction Afin de mettre à jour l'état de la chaîne et de modifier son stockage en fonction des opérations en attente, nous devons disposer d'un point de décision. Ces points de décision peuvent être exprimés sous la forme d'une fonction qui prend l'état actuel et un ensemble d'actions en attente et produit un autre état qui doit être considéré comme un nouvel état. Dans le monde de la blockchain, une telle fonction est appelée fonction de transition d'état, ou STF en abrégé. Substrate vous permet de définir ces fonctionnalités de manière gérable et portable. Tout comme JavaScript qui s'exécute sur une page Web, vous pouvez écrire un ensemble de fonctions appelées collectivement le runtime qui agira en tant que STF. De plus, une telle implémentation serait portable et ne dépendrait pas de l'architecture du processeur, du système d'exploitation, du navigateur ou de toute autre manière dépendante de la plate-forme. La solution d'indexation de données basée sur Polkadot, SubQuery, intègre la machine virtuelle Ethereum : Jinse Finance a indiqué que la solution d'indexation de données basée sur Polkadot, SubQuery, a coopéré avec Moonriver et Moonbeam pour intégrer la fonction Ethereum Virtual Machine (EVM). En conséquence, les données des systèmes de type Ethereum peuvent désormais être utilisées de manière transparente dans les écosystèmes de contrats intelligents de Polkadot et Kusama. SubQuery permet de filtrer et d'indexer les données avec des paramètres personnalisés. Le nouveau système convient au développement et à la maintenance d'applications décentralisées pour divers cas d'utilisation, y compris les protocoles DeFi. [2021/10/29 21:06:43] En fait, même les technologies sous-jacentes de Substrate sont étroitement liées. Substrate utilise WebAssembly comme lingua franca de son environnement d'exécution, ce que de grandes entreprises comme Mozilla, Google et Apple intègrent actuellement en tant qu'alternative JavaScript plus rapide mais toujours compatible lors de l'écriture pour le Web. Sécurité et vitesse La logique de chaîne d'écriture et les contrats intelligents dans Wasm signifient que vous disposerez des meilleurs outils pour exécuter la logique de manière rapide et fiable. Cependant, Substrate a un moyen d'exécuter du code beaucoup plus rapidement et sans aucune surcharge de machine virtuelle. La partie la plus révolutionnaire de Substrate est que l'image d'exécution contenant le STF est stockée en chaîne avec d'autres charges utiles. Cela signifie que le  runtime et la logique métier de toute la chaîne peuvent être mis à jour de manière sécurisée et vérifiable. De plus, étant donné que Substrate et sa bibliothèque de modules d'exécution³  sont tous deux écrits dans le langage de programmation Rust, ils peuvent être traduits à la fois en code natif et en Wasm. Silicon Valley Wang Chuan : Je vais créer mon contenu le plus précieux sur Weibo, compte officiel, twitter et substack dans NFT : Silicon Valley Wang Chuan a déclaré dans un post sur Weibo que je vais faire les dix premiers articles les plus précieux je pense Bo, les dix premiers articles du compte officiel WeChat, ainsi que le contenu créé sur Twitter et la sous-pile sont combinés pour créer un NFT, qui sera lancé le 20 avril à 18 h 9, heure de la Silicon Valley, à partir de 4,2069 eth. [2021/4/6 19:48:51] A tout moment, le logiciel client dispose de deux copies du runtime compilé : l'une compilée nativement dans le logiciel, et l'autre une image Wasm à exécuter dans la VM. Lors de l'exécution d'une fonction d'exécution, le logiciel client vérifie que la version de Wasm sur la chaîne d'exécution correspond à la version intégrée native pour laquelle il a été compilé. Après cela, le logiciel client délègue l'exécution de la fonction d'exécution à la version de code natif. Mises à jour sans fork Alors que l'image d'exécution est mise à jour en chaîne, certains clients n'ont pas encore mis à jour leur logiciel. Dans ce cas, leurs nœuds exécuteront la version correcte en interprétant le runtime sur la machine virtuelle Wasm intégrée de Substrate. Par conséquent, dans tous les cas, tous les nœuds du réseau seront toujours en mesure de synchroniser correctement la chaîne (bien qu'avec des efficacités différentes), empêchant ainsi les fourches de chaîne. Network Blockchain repose sur la communication de nombreux participants sur un réseau. Les solutions typiques utilisent la technologie peer-to-peer pour ce type de communication, et Substrate ne fait pas exception. P2P est un nom général pour un groupe de technologies utilisées pour créer des applications de réseau distribué. L'idée principale est de créer un environnement de réseau autonome dans lequel chaque participant (souvent appelé nœud) est capable d'opérer dans le réseau sans configuration ou autorisation préalable. Polkadot tiendra une réunion des développeurs Substrate le 15 octobre : Le 27 septembre, Parity Technologies, la société à l'origine du protocole de blockchain Polkadot, a tweeté et annoncé qu'elle organiserait une réunion des développeurs Substrate de l'infrastructure Polkadot le 15 octobre. La conférence développera tout le contenu du cadre blockchain pour la personnalisation des chaînes compatibles Polkadot, et organisera des conférences et des ateliers. [2020/9/28] Afin de garantir que les nœuds peuvent rejoindre ou quitter le réseau à tout moment sans affecter la connectivité de l'ensemble du réseau, Substrate utilise libp2p implémenté par Rust (https://github.com/libp2p/rust- libp2p) , une pile réseau prometteuse qui contient tout ce dont vous avez besoin pour créer un environnement réseau distribué. Messages personnalisés Dans les cas les plus simples, vous n'avez même pas besoin de penser à la mise en réseau, car Substrate fait tout pour vous. Il vous suffit de fournir la fonction de transition d'état de la blockchain et de laisser toute l'interaction réseau à Substrate. Cependant, si la blockchain nécessite l'envoi de messages personnalisés, le sous-système réseau peut être personnalisé et étendu en fournissant des protocoles réseau spécifiques qui spécifient des messages personnalisés et leur logique de traitement. Consensus Avoir une fonction de transition d'état qui permet de passer d'un état à un autre est bien, mais pas suffisant. Vous avez également besoin d'un moyen pour tous les nœuds de s'entendre sur ce que devrait être l'état suivant. En tant que titulaire d'un compte bancaire, la dernière chose que vous souhaitez est d'avoir un désaccord avec la banque sur le montant d'argent sur votre compte. La blockchain permet aux parties de parvenir à un consensus sans se faire confiance (d'où la confiance zéro), même dans le cas où un acteur malveillant tente de compromettre le système et de voler vos fonds. Ceci est fait en utilisant un algorithme de consensus avec des propriétés de tolérance aux pannes byzantines (BFT). Si un système est BFT, cela signifie que les nœuds peuvent parvenir à un consensus même si certains d'entre eux se comportent mal, notamment en collusion, en retenant des messages et en se déconnectant. Les systèmes de consensus BFT résistent à divers degrés de problèmes de réseau où les messages peuvent être réorganisés ou retardés. Certains systèmes de consensus BFT sont conçus de sorte que lorsque les nœuds se comportent mal (par exemple, votent deux blocs à la fois), ils peuvent être pénalisés et leurs jetons jalonnés réduits en chaîne. Pour chaque moteur de consensus pris en charge dans Substrate, il y aura un module d'exécution qui gère les preuves de mauvaise conduite. L'impact de l'évaluation d'un mauvais comportement peut être déterminé par le temps d'exécution. Il est prouvé mathématiquement que le protocole est réalisable tant que les deux tiers des nœuds du réseau ne sont pas malveillants et fonctionnent selon le protocole. C'est l'une des raisons pour lesquelles il est important d'avoir de nombreux nœuds dans le réseau. Le consensus est un élément essentiel de toute application blockchain. Heureusement, Substrate fournit un consensus BFT déjà utilisable qui fonctionne presque immédiatement. Selon le scénario d'utilisation, vous pouvez utiliser la logique de création de blocs existante ou fournir votre propre logique de création de blocs. Dans ce dernier cas, vous pouvez utiliser une version générique de BFT et l'adapter à vos besoins. Le substrat continuera à se développer et d'autres algorithmes de consensus y seront ajoutés (https://medium.com/polkadot-network/grandpa-block-finality-in-polkadot-an-introduction-part-1-d08a24a021b5), y compris Le gadget de finalisation du GRANDPA (GHOST-based Recursive Ancestor Deriving Prefix Agreement) développé à la Fondation Web3. De plus, comme Substrate est un framework entièrement extensible et personnalisable, il est possible de définir vos propres algorithmes de consensus personnalisés. En fait, Substrate est si flexible qu'il peut prendre en charge des solutions qui ne sont pas basées sur des architectures de blockchain classiques. Par exemple, nous étudions comment résoudre le problème de débit de la blockchain en concevant un consensus qui ne repose pas sur le concept de bloc traditionnel. Prise en charge des clients légers Les premières implémentations de blockchain ont été conçues de telle sorte que chaque nœud du réseau gère localement une base de données complète de blockchain. Cela s'appelle désormais un client complet, ce qui signifie que le client dispose de tout ce dont il a besoin pour fonctionner comme un nœud de réseau

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