Blockchain là một trong những công nghệ tiên tiến nhất của cuộc cách mạng 4.0. Để tạo ra một hệ sinh thái đa dạng và phong phú, cần có những nền tảng phát triển mạnh mẽ và linh hoạt. Substrate là một trong những nền tảng như vậy. Vậy Substrate là gì? Điều gì khiến Substrate nổi bật so với các nền tảng khác? Cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Substrate là gì?

Substrate là một khung mô-đun (Modular Framework) cho phép các nhà phát triển dễ dàng tạo ra các Blockchain đa dạng với Library có thể tùy chỉnh hoặc tích hợp sẵn. Substrate cùng với Parity Ethereum (Eth 1.0 hoặc Serenity) và Polkadot, được coi là một trong ba trụ cột công nghệ quan trọng nhất định hình tương lai của Web3.

Khả năng tạo Polkadot Parachain là tính năng quan trọng nhất của Substrate, nhưng nó có thể được sử dụng để tạo bất kỳ loại Blockchain nào. Lợi ích của việc kết nối với Polkadot là rất nhiều bao gồm khả năng tương tác chuỗi chéo, chia sẻ bảo mật và quyền truy cập vào hệ sinh thái của Polkadot.

Các chức năng Parachain khác nhau được thể hiện bởi mỗi dự án được tạo bằng công cụ Substrate. Người dùng có thể sử dụng công cụ Substrate để hợp lý hóa và rút ngắn quy trình, mặc dù các nhà phát triển có thể tạo dự án bằng nhiều ngôn ngữ.

Một số điểm nổi bật của nền tảng Substrate:

• Thuật toán đồng thuận BFT được tích hợp với Substrate để đảm bảo rằng chuỗi khối tiếp tục hoạt động ngay cả khi một số nút gặp trục trặc hoặc bị vô hiệu hóa.
• Substrate là một mạng ngang hàng
• Cung cấp các công cụ dành cho nhà phát triển WebAssembly để đảm bảo các ứng dụng có hiệu suất cao.
• Nền tảng có thể tiếp cận tất cả các nút đám mây, điều này có thể được thực thi trơn tru đối với nút trình duyệt.
• Cung cấp một kho lưu trữ cơ sở dữ liệu tương thích với nhiều nền tảng.

Các tính năng chính của Substrate

Một mạng internet phi tập trung được tạo ra nhờ công nghệ chuỗi khối sẽ công bằng hơn, đơn giản hơn, nhanh chóng hơn, ít tốn kém hơn và có độ an toàn cao hơn.

Vì đây là một Framework nguồn mở nên các nhà phát triển có quyền truy cập không hạn chế vào cơ sở mã lớn đã được các nhóm hàng đầu trong ngành sản xuất và sử dụng để xây dựng một số hệ thống lớn nhất hiện nay.

Substrate có các tính năng chính sau:

• Tính linh hoạt: Việc quyết định về việc sử dụng công nghệ sổ cái phân tán nào đã yêu cầu các nhà phát triển Blockchain phải thực hiện những đánh đổi đầy thách thức. Họ buộc phải hard-fork, tìm ra cách giải quyết hoặc chịu sự hạn chế cho đến khi Substrate ra đời.
• Mã nguồn mở: Mặc dù Substrate Apache 2.0 được sử dụng cho nền tảng ban đầu nhưng các nhà phát triển hiểu rằng việc cấp phép nguồn mở là chưa đủ. Họ yêu cầu các công cụ hỗ trợ sự phát triển của mình, một cộng đồng cởi mở cũng như cấu trúc có thể tùy chỉnh.
• Khả năng tương thích: Việc tương tác với dữ liệu ngoài chuỗi và chuỗi chéo đòi hỏi các nhà phát triển phải thỏa mãn khả năng tương thích, bảo mật và hiệu quả. Do đó, nhiều giao thức tương tác khác nhau đã được phát triển, chẳng hạn như Bridge và Oracle, mỗi giao thức đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Nhưng Substrate tiếp cận những sự đánh đổi này theo một cách đặc biệt và đa chiều.
• Future-Proof: Sự đổi mới trong các lĩnh vực khác như quy trình đồng thuận, zero knowledge, cryptographic libraries,.. đã được thúc đẩy bởi lĩnh vực công nghệ Blockchain nhanh chóng. Việc cập nhật những phát triển công nghệ mới nhất là một thách thức, thậm chí là kết hợp chúng. Substrate cho phép chuỗi khối kết hợp công nghệ mới khi có sẵn.

Lợi ích của Substrate đối với nhà đầu tư

Sau khi hiểu rõ Substrate là gì? Nhận thấy, Substrate, một công cụ cần thiết cho quá trình phát triển Blockchain, sẽ mang lại lợi ích cho các nhà giao dịch như sau:

• Một trong những phương pháp nhanh nhất dành cho các nhà đầu tư để xây dựng Blockchain là Substrate. Các lớp dữ liệu và cơ chế đồng thuận, vốn là những khía cạnh thách thức nhất trong việc tạo ra một chuỗi khối, sẽ được nền tảng hỗ trợ và xử lý. Các nhà đầu tư có thể hoàn thành một chuỗi khối mới bằng cách chọn các tùy chọn mặc định.
• Mặc dù chỉ mới được giới thiệu vào năm 2018, Substrate đã thu hút được rất nhiều sự chú ý, với hơn 170 dự án hiện đang sử dụng nó.
• Tính linh hoạt cao của Substrate so với các mạng Blockchain khác. Nhà phát triển có thể cài đặt các mô-đun có sẵn hoặc tạo mô-đun của riêng họ, tùy thuộc vào yêu cầu của từng dự án. Ví dụ: PoS, PoA, DPoS hoặc NPoS là các tùy chọn mà cơ chế đồng thuận có sẵn.
• Ngôn ngữ Rust được Substrate sử dụng gần giống với C++ về mặt logic nhưng hơi giống với JavaScript về cú pháp dòng lệnh. Bạn sẽ không mất nhiều thời gian sử dụng Rust nếu chỉ biết JavaScript.

Cấu trúc chính của Substrate

Substrate cung cấp nhiều lợi ích trong việc xây dựng chuỗi khối, ngoài khả năng thích ứng và sử dụng đơn giản. Cụ thể:

Cấu trúc của Substrate

Một Substrate hoàn chỉnh bao gồm thành phần chính sau:

• Thuật toán cơ chế đồng thuận: Hybrid PBFT/Aurand
• Mạng lưới: LibP2P
• Ngôn ngữ lập trình cấu trúc: Rust
• Công cụ thời gian chạy: WebAssembly
• Thuật toán cơ chế xác minh: Edwards-Cure Ed25519
• Chức năng Hashing: Blake 2d
• Randomness beacon: Collective coin flipping
• Cấu trúc địa chỉ: Version Base-58 + Blacke2b checksum

Substrate đảm bảo hiệu suất cao và khả năng nâng cấp không cần phân nhánh thông qua việc sử dụng WebAssugging (WASM). Ngôn ngữ lập trình Rust được sử dụng để xây dựng cấu trúc của Substrate. Sau đó, công cụ WebAssembly sẽ chạy mã sau khi được biên dịch thành tệp thực thi WASM.

Khả năng tương thích với hệ thống

Không phải mọi mạng lưới đều phù hợp với Blockchain. Tuy nhiên, Substrate cho phép bạn kết hợp các tính năng để phù hợp với yêu cầu của dự án. Trong số đó:

• Hợp đồng thông minh cho WebAssugging
• Giao dịch và trạng thái được mã hóa hoàn toàn.
• Triển khai đa luồng
• Khóa cấp tài khoản
• Giới hạn các tùy chọn cho cuộc gọi không đồng bộ.

Một loạt các kỹ thuật và công cụ quản trị, bao gồm phiếu trắng đủ điều kiện, biểu quyết phê duyệt và trưng cầu các bên liên quan.

Các loại hợp đồng thông minh chính trên Substrate

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

Cơ chế xây dựng Blockchain của Polkadot

Thông thường, một chuỗi khối có thể được tạo từ đầu và kết nối với Polkadot bằng cách thêm tính năng xác minh khối trong WebAssembly.

Một tên khác cho kỹ thuật xây dựng chuỗi khối là Polkadot Core. Tức là cài đặt các nút của riêng bạn, đồng bộ hóa RPC, mạng, mã hóa, cơ sở dữ liệu, lưu trữ và đồng thuận, cũng như thêm các tính năng bổ sung như ứng dụng light client and telemetry, đều cần thiết khi tạo chuỗi khối ban đầu.

Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng một trong ba cơ chế Substrate dưới đây để tạo ra một chuỗi:

Substrate SRML

Bạn phải chọn mô-đun cần thiết từ Substrate Runtime Module Library (SRML) và thiết lập mô-đun đó với các tham số bắt buộc nếu bạn dự định sử dụng nó. Bạn cũng có thể viết các mô-đun của riêng mình hoặc thay đổi các mô-đun có sẵn nếu cần.

Substrate Core

Nếu bạn không muốn xây dựng Blockchain theo cách lỗi thời, Substrate Core là lựa chọn tốt. Substrate Core cung cấp tất cả các tính năng nói trên để xây dựng chuỗi khối, bạn chỉ cần viết runtime code (state transition functionality). Ngoài ra, Substrate Core cung cấp khả năng tùy chỉnh mạng, phân loại giao dịch và ghi khối.

Substrate Node

Cơ chế Substrate Node có thể được sử dụng khi phát triển chuỗi khối. Phương pháp này cho phép có được toàn bộ chuỗi khối hợp đồng thông minh chỉ bằng tệp cấu hình JSON.

Mối quan hệ giữa Polkadot và Substrate

Substrate không hẳn là một Blockchain mà nó là một khung SDK Blockchain. Một trong những quyền tự do mà Substrate cung cấp cho các nhà đầu tư là tùy chọn cá nhân hóa hoặc thiết kế Blockchain của riêng họ.

Tạo một dự án bằng cách sử dụng hợp đồng thông minh chung có những lợi ích và hạn chế. Một lợi thế là các chuỗi khối dựa trên Substrate có thể được tích hợp dễ dàng vào Polkadot hoặc Kusama để hoạt động dưới dạng parathreads hoặc parachains. Một bất lợi nữa là nhà đầu tư phải kế thừa các quyết định thiết kế của Blockchain ban đầu.

Xây dựng chuỗi khối bằng Substrate không yêu cầu Polkadot hoạt động, Blockchain có thể hoạt động độc lập. Tuy nhiên, việc kết nối Substrate với Polkadot sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc tùy chỉnh Blockchain và mang lại nhiều lợi ích.

Substrate và Cosmos SDK có gì khác biệt?

Bộ công cụ phát triển phần mềm được cung cấp bởi Polkadot và Cosmos, còn được gọi là Substrate và Cosmos SDK, với mục đích hỗ trợ các nhà phát triển tạo chuỗi khối một cách dễ dàng hoặc thiết kế nhiều mô-đun khác nhau.

Một điểm khác biệt giữa hai mô-đun này là Substrate hỗ trợ tất cả các ngôn ngữ được biên dịch sang WASM, trong khi Cosmos SDK hỗ trợ Go. Điều này cho thấy rõ rằng Substrate mang đến cho các nhà phát triển sự tiện lợi hơn so với Cosmos SDK.

Hơn nữa, khả năng thích ứng của Cosmos đã đơn giản hóa khía cạnh kỹ thuật và kiến ​​trúc tập trung vào ứng dụng của nó đã tạo ra một hệ sinh thái tập trung Tendermint.

Những thách thức về kỹ thuật và thiết kế đối với Substrate là khá lớn, gây ra sự chậm trễ trong quá trình sử dụng, khiến cho người dùng cảm thấy khó chịu. Thời gian hoàn thành mạng chính của hai dự án Polkadot vào năm 2021 và Cosmos vào năm 2019 là ví dụ minh họa. Tuy nhiên, Substrate có lợi thế hơn do là thế hệ sau, điều này làm tăng khả năng nó sẽ tạo ra hiệu ứng quy mô tốt hơn sau này khi hệ sinh thái Polkadot phát triển.

Các dự án được triển khai trên Substrate

Cho đến nay, khoảng 170 dự án Blockchain đã được phát triển trên Substrate. Các dự án như Kusama, Chain X, Chain Link, Plasma, Kilt, Clover và các dự án khác vẫn đang được tiến hành. Số lượng dự án được xây dựng trên Substrate ngày càng tăng nhanh. Điều này đã chứng minh được giá trị của nó trong cuộc cạnh tranh Blockchain.

Như vậy, Substrate đã và đang tạo ra một cuộc cách mạng trong sự phát triển một thế hệ Blockchain mới, cho phép các ứng dụng phi tập trung được xây dựng nhanh chóng và dễ dàng hơn bao giờ hết. Điều này mở ra những cơ hội mới để phát triển các ứng dụng DeFi, NFT và các sản phẩm khác. Mong rằng, qua bài viết của Sanuytin.com giúp cho bạn hiểu rõ hơn về Substrate là gì? Chúc trader thành công.