Substrate là gì? Tìm hiểu chi tiết về Substrate Polkadot

Substrate là gì? Tại sao Substrate nhận được nhiều sự quan tâm từ các lập trình viên và các nhà đầu tư trên thị trường crypto? Để giải đáp những thắc mắc đó, BHO Network sẽ chia sẻ thông tin chi tiết về Substrate trong bài viết dưới đây.

1. Substrate là gì?

Substrate là một khuôn khổ mô-đun (modular framework) được sử dụng để xây dựng các dự án blockchain. Khuôn khổ mô-đun này sẽ cho phép các nhà đầu tư xây dựng nhiều blockchain khác nhau, dựa vào các thư viện có những thành phần tùy chỉnh hoặc tạo sẵn.

Mỗi dự án được xây dựng bằng công cụ Substrate đại diện cho các chức năng khác nhau trên Parachain. Nhà phát triển có thể tạo ra các dự án bằng những ngôn ngữ khác nhau, tuy nhiên để đơn giản hóa và giảm bớt thời gian cho quy trình, người dùng có thể sử dụng công cụ Substrate.

Substrate được sử dụng để xây dựng các dự án blockchain

2. Mối quan hệ giữa Substrate và Polkadot là gì?

Substrate không hoàn toàn là một blockchain, mà nó giống như khung SDK blockchain. Substrate cho phép nhà đầu tư xây dựng các blockchain theo ý muốn và có thể tự do tùy chỉnh hay xác định cách để phát triển blockchain của cá nhân mình.

Việc phát triển một dự án trên general smart contract mang lại ưu điểm và nhược điểm riêng. Một trong những ưu điểm là các blockchain được xây dựng trên Substrate sẽ dễ dàng tích hợp vào Polkadot hoặc kusama để trở thành parachain hoặc parathread. Bên cạnh đó, nhược điểm là nhà đầu tư bắt buộc phải kế thừa các quyết định thiết kế của blockchain gốc.

Mối quan hệ giữa Substrate và Polkadot

Khi xây dựng blockchain bằng Substrate, blockchain đó vẫn có thể hoạt động một mình mà không cần gắn vào Polkadot. Tuy nhiên, kết nối Substrate với Polkadot sẽ mang lại nhiều lợi ích và dễ tùy chỉnh blockchain.

3. Lợi ích của Substrate

• Substrate là một trong những cách thức nhanh nhất để nhà đầu tư tạo một blockchain. Substrate sẽ hỗ trợ, làm những thứ khó nhất trong quá trình tạo blockchain như các lớp dữ liệu và cơ chế đồng thuận. Nhà đầu tư chỉ cần sử dụng các tùy chọn mặc định là có thể hoàn thành một blockchain mới.

• Năm 2018 Substrate mới được ra mắt, tuy nhiên rất được ưa chuộng và hiện đã có hơn 170 dự án đã sử dụng Substrate.

• Substrate có tính linh hoạt cao hơn so với các mạng lưới blockchain khác. Tùy vào nhu cầu của từng dự án, các nhà phát triển có thể lựa chọn các module có sẵn gắn vào hoặc tự phát triển. Ví dụ như cơ chế đồng thuận có thể chọn PoS, PoA, DPoS hoặc NPoS…

• Substrate là con đường giúp bạn trở thành một nhà phát triển blockchain nhanh nhất. Substrate sử dụng ngôn ngữ Rust, khá tương đồng với JavaScript về dòng lệnh nhưng lại giống với C++ về logic. Chính vì vậy, nếu bạn chỉ biết mỗi JS, bạn sẽ không mất nhiều thời gian khi dùng Rust.

Substrate có tính linh hoạt cao hơn so với các mạng lưới blockchain khác

4. Các tính năng nổi bật của Substrate

Các blockchain xây dựng cho một mạng lưới internet phi tập trung công bằng hơn, dễ dàng hơn, nhanh hơn và rẻ hơn đặc biệt là rất an toàn. Là một khung nguồn mở, các nhà phát triển có quyền truy cập miễn phí vào cơ sở mã rộng được phát triển và sử dụng bởi các nhóm đầu ngành xây dựng một số mạng lớn nhất hiện nay.

• Linh hoạt: Các nhà phát triển chuỗi khối đã phải đánh đổi khó khăn khi quyết định sử dụng công nghệ sổ cái phân tán nào. Điều này đã buộc họ phải thực hiện các giải pháp thay thế, hard-fork hoặc đơn giản là không chịu nổi những hạn chế...cho đến khi Substrate.
• Mở: Chất nền nguyên thủy được cấp phép Apache 2.0, nhưng các nhà phát triển biết rằng bản thân việc cấp phép nguồn mở là không đủ. Họ cần kiến ​​trúc có thể tùy chỉnh, công cụ để hỗ trợ sự phát triển của họ và quan trọng nhất là một cộng đồng cởi mở và đóng góp.
• Tương thích: Các nhà phát triển thường buộc phải đánh đổi giữa khả năng tương thích, bảo mật và hiệu quả để tương tác với dữ liệu tồn tại ngoài chuỗi và chuỗi chéo. Điều này đã dẫn đến việc tạo ra các cầu nối, lời tiên tri và các giao thức có khả năng tương tác khác, tất cả đều có những hạn chế riêng. Nhưng Substrate có một cách tiếp cận độc đáo, nhiều mặt để giải quyết những sự đánh đổi này.
• Future-Proof: Công nghệ Blockchain đang phát triển với tốc độ nhanh chóng và đã thúc đẩy sự đổi mới trong các lĩnh vực khác như tri thức bằng không, cơ chế đồng thuận, thư viện mật mã,... Nó đủ thách thức để theo kịp công nghệ chứ đừng nói đến việc tích hợp nó. Chất nền cho phép chuỗi khối của bạn đồng hóa công nghệ mới khi nó xuất hiện.

Các tình năng giúp Substrate vượt trội

Xem thêm: Web5 Là Gì? Thông tin chi tiết về Web5

5. Cấu trúc của Substrate

Với những tính năng và lợi ích mà Substrate mang lại, chúng ta sẽ tìm hiểu khái quát về cấu trúc của Substrate.

5.1 Cấu trúc cơ bản

• Định dạng nhị phân: WebAssembly
• Ngôn ngữ lập trình: Rust
• Mạng lưới: LibP2P
• Thuật toán đồng thuận: Hybrid PBFT/Aurand
• Randomness beacon: Collective coin flipping
• Thuật toán dùng để xác minh: Edwards-Cure Ed25519
• Chức năng hashing: Blake2d
• Cấu trúc địa chỉ: Version Base-58 + Blacke2b checksum

Substrate được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình Rust

Nhờ việc sử dụng WebAssembly (WASM), Substrate hứa hẹn mang lại hiệu suất cao và khả năng nâng cấp mà không cần fork. Cấu trúc của Substrate được xây dựng dựa trên ngôn ngữ lập trình Rust, từ đó code được biên dịch thành tệp thực thi và được chạy bằng công cụ WebAssembly.

5.2 Khả năng tương thích của Substrate

Đối với Substrate, người dùng có thể dễ dàng kết hợp các tính năng để phù hợp với nhu cầu của dự án. Các tính năng của Substrate bao gồm:

• Triển khai dựa trên hợp đồng thông minh WebAssembly (WASM)
• Có thể triển khai cấp độ đa chuỗi
• Các giao dịch được mã hóa
• Tùy chọn việc giới hạn các cuộc gọi không đồng bộ
• Cấp độ tài khoản
• Các công cụ và phương pháp quản trị đa dạng và khác nhau như: trưng cầu ý kiến ​​của những bên liên quan, biểu quyết chấp thuận,...

Substrate kết hợp nhiều tính năng phù hợp với nhu cầu từng dự án

5.3 Các loại hợp đồng được xây dựng trên Substrate

• Layer 1: Smart contract
• EVM Smart Contract
• Check Smart Contract
• Solidity

6. Substrate và Cosmos SDK

Polkadot và Cosmos hay còn gọi là Substrate và Cosmos SDK, đều cung cấp bộ công cụ dùng để phát triển phần mềm, với mục tiêu giúp các nhà phát triển xây dựng blockchain một cách dễ dàng và có nhiều module khác nhau.

Giữa hai module này cũng có sự khác biệt là: Cosmos SDK hỗ trợ go, trong khi đó Substrate hỗ trợ tất cả các ngôn ngữ được biên dịch thành WASM. Từ đó, chúng ta có thể thấy, Substrate mang lại sự tiện ích cho các nhà phát triển hơn là Cosmos SDK.

Bên cạnh đó, với sự linh hoạt của Cosmos đã khiến phần kỹ thuật trở nên dễ dàng hơn và cách thiết kế thiên về ứng dụng của nó đã làm nên hệ sinh thái dựa trên Tendermint.

Đối với Substrate, việc thiết kế và khó khăn về mặt kỹ thuật tương đối lớn dẫn đến sự chậm trễ khi sử dụng và làm mất niềm tin của người dùng. Điều này được thể hiện thông qua thời gian hoàn thành mainnet của 2 dự án: Cosmos mainnet vào 2019, Polkadot mainnet vào năm 2021. Tuy nhiên, với lợi thế đi sau Substrate có nhiều khả năng tạo ra hiệu ứng quy mô tốt hơn trong tương lai khi hệ sinh thái Polkadot mở rộng.

Substrate và Cosmos SDK đều cung cấp bộ công cụ dùng để phát triển phần mềm

7. Cơ chế xây dựng blockchain trên Polkadot

Để tạo một blockchain kết nối với Polkadot, người dùng có thể xây dựng blockchain theo cách thông thường và trang bị tính năng xác minh block trong WebAssembly. Tuy nhiên, việc xây dựng blockchain như vậy rất mất thời gian và công sức.

Vì vậy, BHO Network sẽ chia sẻ cách xây dựng blockchain đơn giản thông qua 1 trong 3 cơ chế Substrate.

7.1 Substrate Core

Việc tạo blockchain theo cách thông thường có thể mất nhiều thời gian và công sức, bạn hãy bắt đầu tạo blockchain với Substrate Core. Substrate Core sẽ cung cấp các chức năng hữu ích để xây dựng blockchain.

Các chức năng đó bao gồm: triển khai các node riêng, đồng bộ hóa RPC, network, encryption, database, storage, consensus. Cùng với đó là các chức năng mở rộng như: ứng dụng light client and telemetry.

Substrate Core chỉ yêu cầu nhà phát triển viết mã thời gian chạy của riêng mình. Ngoài ra, Substrate Core còn cung cấp khả năng tùy chỉnh mạng, viết block và phân loại giao dịch.

Substrate Core cung cấp các chức năng hữu ích để xây dựng blockchain

7.2 Substrate SRML

Khi sử dụng Substrate Runtime Module Library (SRML), bạn phải chọn được module phù hợp và thiết lập cấu hình cho module với các tham số cần thiết. Ngoài ra, bạn có thể sửa đổi các module hiện có hoặc viết module của riêng mình.

7.3 Substrate Node

Trong quá trình phát triển blockchain, bạn có thể sử dụng Substrate Node. Với Substrate Node, bạn cần cung cấp tệp cấu hình JSON để có được blockchain Smart Contract hoàn chỉnh.

Xem thêm: Lưu trữ NFT là gì? Cách để lưu trữ NFT cho người mới bắt đầu

8. Nhà sáng lập Substrate

Đồng sáng lập Ethereum, tiến sĩ Gavin Wood đã định hình ngành blockchain, từ việc xây dựng ứng dụng khách Parity Ethereum và triển khai Bitcoin và Zcash, tiếp theo đó là phát triển thế hệ tiếp theo với Substrate và Polkadot.

Vào năm 2018, tại một sự kiện hội nghị Web3, Tiến sĩ Gavin Wood đã giới thiệu Substrate có thể tạo một blockchain đầy đủ các chức năng ngay trên một chiếc máy tính xách tay.

Gavin Wood đã giới thiệu Substrate có thể tạo một blockchain đầy đủ các chức năng

9. Các dự án đã triển khai trên Substrate

Đến thời điểm hiện tại, có khoảng 170 dự án mạng blockchain được xây dựng dựa trên Substrate. Một số dự án nổi bật như: Kusama, Chain X, Chain Link, Plasma, Kilt, Clover,...

Các dự án được xây dựng trên Substrate

Số lượng các dự án được xây dựng dựa trên Substrate đang ngày càng tăng trưởng nhanh chóng. Điều đó đồng nghĩa rằng, Substrate đã chứng tỏ được giá trị của mình trong cuộc đua của blockchain.

Những bài viết liên quan:

• TradingView là gì? Cách sử dụng TradingView chi tiết từ A-Z
• Ethereum 2.0 là gì? Tìm hiểu tầm quan trọng của Ethereum 2.0

Trên đây, BHO Network đã chia sẻ thông tin về Substrate là gì? Substrate đã và đang mở ra nhiều hướng đi tiềm năng cho công nghệ blockchain. Qua bài viết này, mong rằng bạn sẽ hiểu rõ về Substrate và có nhiều kiến thức hơn để tạo blockchain của riêng mình. Đừng quên theo dõi những bài viết mới của BHO Network nhé.