Kiến thức

Substrate là gì? Tìm hiểu từ A-Z thông tin về Substrate

Binh

18 Tháng Ba 2022

Substrate là gì mà nhận được nhiều quan tâm từ các lập trình viên và nhà đầu tư Crypto đến vậy? Trong bài chia sẻ dưới đây, hãy cùng bePAY tìm hiểu chi tiết về Substrate – một trong những bộ công cụ đặc biệt và tiềm năng nhất đối với Blockchain.

Substrate là gì?

Mở đầu bài viết, chúng ta cùng tìm hiểu Substrate là gì? Substrate hay chất nền được biết đến là một khuôn khổ mô-đun (Modular framework), đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng các dự án Blockchain. 

Cụ thể hơn, Substrate cung cấp cho người dùng, nhất là các lập trình viên, nhà phát triển bộ công cụ để nhanh chóng xây dựng, phát triển một nền tảng Blockchain mà không đòi hỏi phải xử lý những tác phục vô cùng phức tạp phía sau.

Substrate gắn liền với sự phát triển mạnh mẽ cùng tầm nhìn của thế hệ Web 3.0 trong tương lai với các công nghệ cốt lõi, gồm: Parity Ethereum (ETH thế hệ 1.0 cũng như Serenity), Parity Substrate và dự án Web3 Foundation của nền tảng Polkadot.

substrate-la-gi

Substrate là gì?

Để xây dựng hiệu quả nhiều nền tảng Blockchain khác nhau, các nhà phát triển đã tích hợp tất cả những chức năng cần thiết của một mạng lưới Chuỗi khối vào khuôn khổ chung, tương tự như một thư viện có các thành phần tùy chỉnh hoặc được tạo sẵn, được gọi là Substrate. 

Các khuôn mẫu này sẽ thay thế cho công nghệ web truyền thống như HTTP, MySQL và AJAX nhưng vẫn giữ được những giá trị cốt lõi của “ thế hệ tiền nhiệm”. Mục tiêu là sử dụng mọi điều đã học từ việc thiết kế Ethereum và Bitcoin, vận dụng chúng để  tạo ra một Chuỗi khối tốt nhất có thể – dễ dàng sử dụng, linh hoạt để mở rộng và nhiều hơn thế. 

Substrate Polkadot là gì?

Nếu là một tín đồ Crypto, không khó để bạn nhận thấy Substrate thường được gắn liền với với Polkadot. Vậy, Substrate Polkadot là gì? Đây có phải là một dự án Blockchain?

Đầu tiên, chúng ta cần biết Polkadot là một nền tảng kết nối nhiều mạng lưới Blockchain khác nhau, được gọi là Para Chains, thành một mạng lưới thống nhất, đồng bộ cũng như có tính bảo mật cao. Polkadot sử dụng Substrate như một công cụ cốt lõi.

substrate-polkadot

Substrate Polkadot

Trong khi đó, Substrate là bộ công cụ giúp kết nối các nút mạng, mang đến khả năng xây dựng một nền tảng Blockchain nhanh chóng và dễ dàng hơn. Ở cấp độ cao, có thể coi đây là một framework (khung phần mềm) để Cryptocurrencies và các hệ thống phi tập trung khác “hợp nhất” trong một nền tảng chung.

Như vậy, Substrate là yếu tố quan trọng để hoàn thiện nền tảng Polkadot nhưng chúng không phải là một. Mặc dù Polkadot được xây dựng gắn liền với “Substrate” và ngược lại, các dự án tích hợp “Substrate” có thể chạy nguyên bản trên Polkadot song Substrate có thể được tích hợp trên bất kỳ mạng lưới nào khác ngoài Polkadot.

>> Xem thêm: AMM là gì? Những ưu và nhược điểm về AMM

Ý nghĩa của Substrate

Substrate tạo ra cách thức triển khai mô-đun để mang đến sự “tự do” về mặt kỹ thuật nhưng vẫn đảm bảo các chức năng như tài khoản, quản trị, số dư và hợp đồng thông minh dễ dàng kết nối vào thư viện dữ liệu mà nó sở hữu.

Hãy tưởng tượng, khi bạn muốn thực hiện nhiều dự án khác nhau đại diện cho các chức năng riêng biệt trên loạt chuỗi con trực thuộc mạng lưới chính của Polkadot – Parachan, thời gian và công sức cần bỏ ra nhiều như thế nào?

Tuy nhiên, với Substrate, quá trình này đã được đơn giản hóa và giảm bớt đáng kể thời gian, thậm chí kể cả khi bạn sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau.

Cha đẻ của Substrate là tiến sĩ Gavin Wood, nhà đồng sáng lập Ethereum. Ông còn được biết đến với những đóng góp lớn trong việc định hình ngành công nghiệp Blockchain, tạo ra ứng dụng khách Parity Ethereum được chấp nhận cao, triển khai Bitcoin và Zcash… 

y-nghia-cua-substrate

Ý nghĩa của Substrate

Những ý tưởng đầu tiên về Substrate được Gavin Wood trình bày trong vòng 30 phút tại sự kiện hội nghị thượng đỉnh Web3 năm 2018. Theo chia sẻ của ông, Substrate có thể giúp tạo ra một Blockchain toàn diện về cả tính năng cũng như cấu trúc thông qua một máy tính xách tay ban đầu.

Đối với người dùng, công nghệ này khi được tích hợp vào “Web3” sẽ nâng cao trải nghiệm sử dụng. Đặc biệt, họ được trao quyền tự chủ trong việc xác nhận, đảm bảo thông tin giao dịch, thanh toán… cũng như ẩn danh để có sự riêng tư. Đây là điều mà các hình thức web truyền thống đang bị hạn chế.

Cách thức hoạt động của Substrate

Với những đặc điểm như trên, cấu trúc của Substrate là gì?

Cấu trúc cơ bản của Substrate

  • WebAssembly (WASM): một định dạng nhị phân mức thấp cho web.
  • Ngôn ngữ lập trình: Rust

Các thông số nền tảng cơ bản của Substrate

  • Giao thức hay tiêu chuẩn mạng: LibP2P
  • Hybrid PBFT/Aurand: Thuật toán đồng thuận
  • Collective coin flipping
  • Edwards-Cure Ed25519: Thuật toán xác minh
  • Blake2d
  • Versioned Base-58 + Blacke2b checksum

bo-cong-cu-substrate

Bộ công cụ Substrate

Các loại hợp đồng thông minh được hỗ trợ bởi Substrate

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

Cơ chế xây dựng Blockchain trên nhiều lớp của Substrate

Đầu tiên, các lập trình viên có thể tiếp cận 3 lớp là: Substrate Core (tích hợp Polkadot-Core), Substrate Node và Substrate SRML. Mỗi lớp sẽ tương ứng với mức độ đòi hỏi khác nhau về thao tác thiết kế nền tảng Chuỗi khối.

Để tạo một mạng lưới Blockchain và tích hợp nó vào Polkadot, bạn có thể tạo ra một nền tảng riêng từ con số 0 và trang bị tính năng xác minh Block trong WebAssembly cho nó.

Đồng nghĩa, các nhiệm vụ phải thực hiện gồm: triển khai các node riêng, đồng bộ hóa RPC, network, database, storage, encryption, consensus cũng như các chức năng mở rộng (ứng dụng light client and telemetry). Quy trình này được gọi là Polkadot-Core.

Nhưng nếu muốn tiết kiệm thời gian và công sức, bạn có thể bắt đầu với Substrate Core, chỉ yêu cầu viết mã thời gian chạy của riêng mình hay chức năng chuyển trạng thái. Substrate Core còn cung cấp khả năng tùy chỉnh mạng khá linh hoạt, viết Block (khối) cùng chức năng phân loại giao dịch.

cach-thuc-hoat-dong-cua-substrate

Cách thức hoạt động của Substrate

Với Substrate SRML (Substrate Runtime Module Library), nhiệm vụ của lập trình viên là chọn mô-đun cần thiết từ thư viện và định dạng cấu hình của nó cùng các tham số cần thiết để nền tảng của mình có thể sử dụng một số công cụ như theo dõi sự kiện và trình khám phá. Trong trường hợp cần thiết, lập trình viên cũng sửa đổi được các mô-đun hiện có hoặc viết các mô-đun riêng.

Cuối cùng, khi thực hiện xây dựng Blockchain qua Substrate Node, công việc đã được tối giảm đi rất nhiều. Chỉ cần cung cấp tệp cấu hình JSON là bạn đã sở hữu được một mạng lưới Chuỗi khối tích hợp “Smart Contract” hoàn chỉnh.

>> Xem thêm: Smart Contract là gì? Một số loại hợp đồng thông minh phổ biến

Tính năng nổi bật của Substrate là gì?

Với những đặc điểm kể trên, không khó để trả lời câu hỏi “Tính năng nổi bật của Substrate là gì?”. Những tính năng đó là:

  • Cung cấp cho lập trình viên một “thư viện” cơ sở dữ liệu đa dạng về thiết kế mạng lưới Blockchain.
  • Cho phép tạo ra một nền tảng Chuỗi khối nhanh chóng và dễ dàng hơn đáng kể.
  • Có khả năng tối ưu hóa các ứng dụng tốt hơn, nhất là ứng dụng nhẹ.
  • Tính linh hoạt cao khi cho phép lựa chọn đa dạng lớp Substrate với những mức độ hỗ trợ xây dựng Blockchain tương ứng.

tinh-nang-noi-bat-cua-substrate

Tính năng nổi bật của Substrate là gì?

Bên cạnh đó, không thể thiếu một số tính năng tuyệt vời, được xem là những đột phá trong công nghệ Blockchain nói chung. Ví dụ như:

  • Cơ chế đồng thuận Byzantine Fault Tolerance (BFT) đảm bảo Blockchain vẫn hoạt động bình thường ngay cả khi một số node mạng bị hỏng hoặc bị vô hiệu hóa.
  • Cơ chế mạng ngang hàng; công cụ WebAssembly giúp các ứng dụng đạt hiệu suất cao.
  • Khả năng tương thích với trình duyệt cũng như giao tiếp với tất cả các node theo phương thức điện toán đám mây.

Các dự án gắn liền với Substrate

Tính đến thời điểm hiện tại, đã có khoảng 170 dự án mạng Blockchain khác nhau được xây dựng dựa trên Substrate. Một số cái tên nổi bật như:

  • Polkadot.
  • Kusama.
  • Chain X. 
  • Chain Link. 
  • Plasma.
  • Kilt. 
  • Clover.

du-an-gan-voi-substrate

Các dự án gắn liền với Substrate

Khách quan mà nói, số lượng các dự án gắn liền với Substrate đang tăng trưởng nhanh chóng và chưa thấy dấu hiệu “hạ nhiệt”. Đồng nghĩa rằng, bộ công cụ này thực sự chứng tỏ được giá trị của mình trong cuộc đua của Blockchain.

Một lần nữa, Substrate đã và đang mở ra nhiều hướng đi tiềm năng cho công nghệ Chuỗi khối cũng như các mạng lưới tích hợp, nhất là Polkadot. Với bài chia sẻ trên đây, mong rằng bạn đã hiểu rõ Substrate là gì, có những đặc điểm như thế nào. Đừng quên tham khảo nhiều bài viết thú vị khác về Crypto được đăng tải trên blog của bePAY. 

FAQ

Substrate và Polkadot có phải là một không?

Rất nhiều người cho rằng Substrate và Polkadot là một. Bởi hai thuật ngữ này gần như gắn liền với nhau. Tuy nhiên, Substrate và Polkadot không phải là một.

Một cách dễ hiểu, Polkadot là một dự án phát triển mạng lưới Blockchain tổng hợp, trong đó bộ công cụ Substrate chiếm gần xấp xỉ 85,6% tất cả các dòng code, còn lại là code đặc trưng riêng của Polkadot – Parachain hay các liên kết XCMP, chiếm 14,4%.

Substrate là một bộ công cụ hỗ trợ quá trình xây dựng, phát triển một nền tảng chuỗi khối nhanh chóng, dễ dàng hơn, bao gồm cả Polkadot và các nền tảng khác. Cả hai dù có mối quan hệ mật thiết nhưng không đồng nhất với nhau.

Substrate có những lớp nào?

Hiện nay, Substrate cung cấp cho người dùng 3 lớp, gồm: Substrate Core (tích hợp Polkadot-Core), Substrate Node và Substrate SRML. Mỗi lớp sẽ tương ứng với mức độ đòi hỏi khác nhau về thao tác thiết kế một nền tảng Blockchain.

  • Substrate Core: Yêu cầu bạn viết mã thời gian chạy của riêng mình hay chức năng chuyển trạng thái.
  • Substrate SRML: Yêu cầu bạn chọn mô-đun cần thiết từ thư viện, định dạng cấu hình của chúng cùng các tham số cần thiết để nền tảng của mình có thể sử dụng một số công cụ như theo dõi sự kiện và trình khám phá.
  • Substrate Node: Yêu cầu bạn cung cấp tệp cấu hình JSON.