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背景
提到 Polkadot，大家立马就会想到跨链，以为跨链是继以太坊的智能合约平台功用后，新的刚需。固然，跨链关于全部区块链来讲都意义特殊，但实在这仅仅是 Polkadot 个中的一部分，也就是互操性，而 Polkadot 另有另一个很重要的意义，就是可扩大性。
由于中继链+平行链的构造让 Polkadot 有了相较于其他区块链项目所未有的可扩大性，也为我们带来了更多的也许。
互操性和扩大性的连系才让Polkadot变得越发完整，而但当我们深挖 Polkadot 背地的手艺架构时，我们不能不提到其背地的一个划时期发明—— Substrate 框架。
假如说 Polkadot 是一栋万丈高楼，那末 Substrate 可谓是这栋楼的钢筋混凝土框架，它的出现才让 Polkadot 能够顺遂完成摩天大楼的建立，因而相识 Substrate 的降生与生长显得意义特殊。
Substrate 的降生在 2018 年举行的 Web3 峰会上，Polkadot 首创人 Gavin 博士经由历程一台原装出厂的 Mac 电脑，在 15 分钟内就开发出了一条全新的区块链，在当时可谓震动全场，一时刻该信息传遍了全部区块链圈子，而其用到的开发东西恰是被 Parity 公司称为 Substrate 的一种全新的区块链手艺框架。
这多是又一次让区块链圈子的人感觉到了什么叫“手艺的气力”，毕竟 2018 年前，那些呐喊着要开发一条公链的区块链项目还对外宣称难度实在太高了，须要几个月以至好几年的时刻来完成，效果被一个名为 Substrate 的框架 15 分钟 KO。
时刻倒退到 2016 年，当时 Gavin 博士对 Polkadot 已有了一点开端设想，大方向基本沿着分片的思绪在思索，让差别链的功用经由历程“某个中心桥”链接起来，从而进步区块链收集的扩大性，沿着这一重要的设想，我们看到了厥后的平行链和中继链。
借着 Gavin 博士在开发以太坊的履历，Parity 开发团队发明他们正在反复之前在以太坊和比特币客户端上做过的一样的事变 —— 构建区块链的一些基本代码，比方账户、智能合约、治理等功用本质上是一个相似的逻辑构造，因而他们设想能不能开发一个相似于“模块”一样的东西来简化区块链的基本开发，既解放开发者，也能够让区块链的开发门坎下降一些。
因而，他们又沿着这一思绪构建出了我们现在看到的 Substrate，只是他们没想到这一框架的威力远超他们设想。
Substrate 是什么及功用引见前面我们用浅显的言语为大家讲解了 Substrate 的降生，实在从这个历程里我们也许已能够看出 Substrate 终究扮演了怎样的角色。用 Polkadot 团结首创人 Robert Habermeier 的话来讲，“Substrate 是一组用于处置惩罚编写区块链时一切烦人事变的库。”
那末终究 Substrate 的立异点和上风表现在哪些地方呢，我们尝试从逻辑上和手艺自身来为大家进一步理会。
模块化让开发周期变短
从开发者的角度来讲，Substrate 极大的简化了介入区块链开发者的事变量，这意味着本来的区块链开发从底层框架搭建起来最少须要另一个巨大的团队来供应手艺支持，但 Substrate 将诸如中心模块（数据库、公/私钥生成、RPC 等 ）、基本逻辑（数据构造、结算、时刻戳 ）、P2P 收集和共鸣机制， 以至链上治理如许的功用镶嵌到 Substrate 中，成为可调取的模块，因而大大节省了开发周期和开发流程。
而且 Substrate 是一个完整免费且开源的框架，这意味着全球有需求的开发者都能够自在运用该框架，而且它经由历程 Rust 的编程言语来搭建，该言语能够协助开发者疾速、平安的完成软件开发。
正如 Substrate 的英文全称释义：A substance or layer that underlies something, or on which some process occurs.（在某些事物的下面，也许能够基于它之上建立一些事物的物资或层），也许它很好的满足了这一点。
多挑选可满足差别需求
固然，也许会有人有质疑 Substrate 的模块化会不会很枯燥？实在不然，Substrate 是多层架构的，能够让开发人员在开发的方便性和手艺的自在之间举行挑选，详细的三层构造分别是 Substrate Core（具有 Polkadot-Core 集成）、Substrate SRML 和 Substrate Node。
详细来讲，如图所示，从上到下，手艺自在递减、笼统度递减、倚赖性递增。Substrate Core 是用于构建区块链最小框架的模块，也是 Substrate 框架中最基本的一层，能够供应像存储、共鸣、生意营业行列和区块生产机制和初级 JavaScript 的有用程序等模块。而往下的 SRML 层则更简朴，开发者要做的就是从模块中挑选本身须要的组别建举行参数设置即可。末了是 Substrate Node，能够说是该框架中的小白运用层，只需供应 JSON 配置文件即可取得完整的智能合约区块链。
而假如你须要重新构建完整属于本身的区块链，只须要从最上层的 Polkadot Core 板块入手下手。因而，Substrate 并非完整的模块化，实在它的自在度依旧很高，能够满足开发者的种种需求，圆满印证了那句“想你所想，行你所行，遵从你心"的状况。
无分叉的 Runtime 更新
我们晓得区块链天下少不了“分叉”征象的出现，而传统分叉带来的不仅是对区块链收集自身气力的减弱，以至也许由于分叉不到位给一些项目带来灭顶之灾。而 Substrate 带来的另一个最令人兴奋的特征之一，就是无分叉的 Runtime 升级。
正如我们在之前的文章所引见的一样，基于 Substrate 的链中，链自身存储着一个叫作 WebAssembly Blob 或 WASM Blob 的东西。此 Blob 包含链构建新区块所需的一切逻辑，链自身的 Runtime 包含在此 WASM Blob 中，假如须要修正区块链的相干信息，只须要连系链上治理公投，倘使票数经由历程，即可完成响应的升级，从而减少了硬分叉带来的影响。
因而基于 Substrate 开发的区块链（像 Polkadot）天然处理了硬分叉带来的问题，所以在8月15日，Parity工程师Bastian发推称，Polkadot的平行链测试网 Rococo 初次举行了无分叉的Runtime升级，圆满践行了该计划。
关于 Substrate 的一些现实Substrate 就是 Polkadot？
Polkadot 是基于 Substrate 框架构建的区块链项目，而 Substrate 框架，更贴切的来讲，是一个能够定制化构建区块链的一个东西。然则Substrate本质上，相称因而 Polkadot 精简以后的一个通用区块链模板。
Substrate 做的链就是 Polkadot 的平行链吗？
Polkadot 的平行链，与 Substrate 生成的链是各自能够自力存在的，固然也能够用 Substrate 框架直接构建 Polkadot 的平行链，二者的关联能够用下图说明。
Substrate 发的链会庖代其他区块链？
许多朋侪一向在忧郁 Polkadot 与以太坊 2.0 是不是属于合作关联。现实上，Substrate 框架和Polkadot 并不盘算庖代现有的基本设施。他们的起点是不一样的，Substrate 框架和 Polkadot的愿景是做链的生态，与单条区块链不是合作关联，相反是起到衔接各条链的作用，填补了工程也许性的空缺。
平行链由因而衔接上 Polkadot 的区块链，它的平安性由 Polkadot 的中继链庇护，因而没法挑选本身的共鸣机制。假如一个区块链想要运用本身的共鸣机制，也许已有成熟的然则与 Polkadot 是属于差别共鸣机制的区块链，比方比特币和以太坊，那它们能够经由历程一条平行链作为 “桥”的作用去衔接 Polkadot，这就是 Polkadot 中的转接桥。
Substrate 只能用作公链开发？
也许会有人以为 Substrate 只能用于公链开发，但实在不然，Substrate自身是一个开发框架，并未限定是不是只能用作公链开发，恰恰相反，正由于其手艺上的立异，Substrate 将会是公链、生态和同盟链之间的重要桥梁。
比方 Polkadot 的中继链在设想上能够让平行链经由历程区块考证节点与其举行认证交互，而一样，每一个平行链也能够作为别的外围平行链的中继链存在，无穷扩大，但至于这个平行链是同盟链照样公链实在都不重要，只需能够衔接起来便可完成交互。
Substrate的划时期意义当 Substrate 在 2018 年以刺眼的姿势出现时，人们除了赞叹其“发链”的速率，更多的多是对将来的无穷期许，而现在，跟着 Polkadot 生态的生长，Substrate 好像走地愈来愈稳，我们也从中看到了一些不一样的东西，而这些东西也许将会让 Substrate 走的更远。
一键发链开启区块链下一阶段
2017 年是区块链生态大迸发的一年，跟着以太坊手艺逐步成熟，并被愈来愈多人承认，许多开发者意想到，他们能够基于以太坊刊行本身设想的区块链项目。
平常的做法是，项目首创团队先依据区块链与某个行业的连系，设想出一个区块链运用，具有也许设想一条更先进的公有链，然后基于ETH一键发币的功用，举行融资，并依据每一个人融资的比例分发响应数目的这个运用也许这个公有链的Token，然后有了资金再逐步烧钱做这个运用的专有链也许公有链。比及这条链做出来了，再经由历程一对一映照的体式格局，把币转到背面一条链上，这才完成了一条链的开发流程。
但是，抱负很饱满，现实却不买账。由于在以太坊上刊行数字资产倒是轻易，可要做一条公链这个难度就上升了好几个条理。以太坊上刊行数字资产，只需进修一下智能合约，然后几行代码就可以做出来，正由于云云方便快捷，才说以太坊是一键发币。
然则要做一条公链，尤其是须要从底层逻辑入手下手重构的区块链，是难上加难。对手艺人材的请求，包含懂着名区块链的代码和原理，如比特币，以太坊等，明白各种主流的共鸣算法，还须要懂智能合约，除此之外，手艺团队中必需要有密码学、分布式体系、收集平安的专业人材，以至专家。个中最难的就在密码学，有的公链以至是计算机里的诺贝尔奖——图灵奖取得者牵头提议的。
所以，区块链人材是一将难求，曾有人愿望招募一个资深区块链架构师做他们公链的 CTO，年薪开出百万以上都招不到人。毕竟，有这气力的人都本身做项目去了。
这还只是公链人力本钱高的问题，另一个问题是，公链的研发难度高，研发周期长，轻微庞杂一点的项目，研发就须要一年半载的，难一点的须要好几年，比方着名的 Filecoin 项目，光是延期时刻就从 2018 年 6 月份延期到了 2020 年的 10 月份，可见一斑。
云云看来，做一个公链的项目，是一个费钱又耗时的巨大工程。但是，这一搅扰区块链范畴多年的问题，却被 Substrate 框架轻松化解，只需一人，花 15 分钟就可以够做出一条具有定制化功用的区块链。Substrate 框架把一键发币的便利提拔到了“一键发链”级别，看似轻描淡写的只是下降了本钱和研发周期，现实上倒是划时期的一步。
为何划时期，这相称于在昔时只要巨型计算机的时刻，倏忽微型计算机横空出世，让计算机不在是平常机构的专属，而是大家都能轻松用上的电子装备，由此才有了背面互联网的降生，以及现在兴旺的互联网生态。一样，Substrate 框架也迈出了如昔时计算机革新那般化繁为简的重要一步。
区块链运用得以疾速成熟
在 Substrate 框架出现之前，关于想要做区块链运用的团队来讲，相称于在互联网时期做一个 App，还得花 90% 的时刻和款项把安卓体系也一并做出来，现在有了 Substrate 的一键发链，能够像拎包入住平常轻松地举行开发，把重要的时刻和精神用于完美运用自身的营业层面。
然则传统的区块链运用另有另一个问题，体系会限制运用的生长，为了引入新的特征或转变现有的划定规矩，往往会经由历程变动底层协定的划定规矩举行体系升级。然则传统区块链的体系升级须要经由历程硬分叉的体式格局来升级，这大大增加了事变难度。
设想一下，假如苹果手机的体系每次升级都要一半以上的人升级，才算是升级胜利，这关于体系的容错性来讲请求很高。假如在升级历程当中出现问题，也许致使用户的数字资产遭到丧失，用户分裂为两个生态都有也许。
但这关于 Substrate 框架来讲，都不是问题。Substrate 框架许可体系无需硬分叉就可以够升级，营建了一个妥当平安，又可疾速更迭的体系，这关于区块链运用来讲就无后顾之忧了。
另外，Substrate 框架有浩瀚功用模块，使得制造一条高定制化的区块链也异常轻易，又也许后期由于项目的需求，想要调解一些功用，也能随便增减，异常的天真自在。Substrate 的出现就像互联网中 Linux 体系的降生，将会为后续行业的生长供应重要的基本。有了 Linux，才有安卓，才有华为，小米，三星手机，一样的原理，有了 Substrate ，以后区块链行业会出现迥殊多优异的相干运用和项目。
Substrate 框架处理了区块链运用研发中最费钱和时刻的构建主链问题，又保证了运用的运转体系与时俱进，同时雄厚的功用模块库又满足了区块链项目的各种功用需求，大幅缩短了区块链运用从初期走向成熟的周期，也加速了项目迭代进化的速率。能够预见到，一个属于区块链运用开发的黄金时期行将到来。
区块链生态生长将加速绽放
在 Substrate 框架的一键发链之前，一个项目从募资到上线主网，入手下手接收落地性的磨练，全部流程须要以年来计，而 Substrate 框架将这个时刻能够缩小到以月来计，既加速了单个项目的迭代时刻，也意味着区块链生态的进化速率像八倍速一样快进起来。
回望近几年区块链项目，许多项目是自从刊行数字资产，直到两三年后才上线主网，入手下手接收落地性的磨练，全部流程须要以年来计，许多项目由于运营问题，项目设想问题，经济模子等问题，上线后就一向阴跌，致使慢性殒命，更有一些项目方，以研发难度高为由，迟迟不愿上线主网，就怕一上线市场就短命。
如许的征象，现实上是必然会发作的，正如昔时互联网入手下手鼓起，捣腾各种流派网站的人也是簇拥而去，末了倒是一地鸡毛。挪动互联网鼓起，各种 O2O 的运用屡见不鲜，看得让人头昏眼花，但现在剩下的又有若干？一将功成万骨枯，一个行业的成熟，必定会经由蛮横生长，而末了，大浪淘沙，留下的才是真正有用的有代价的项目。
区块链行业也是云云，各种公链、DApp、 等项目，何止上万，真正有代价的还活下来的不过百，若干资源跟着前两年的升降化作了新手艺探究的本钱。尽管云云，这片新开辟出来的蓝海，如同旋涡平常，仍然会吸收更多一往无前的人材、资源投入，直到挖掘出区块链真正的代价。
而 Substrate 框架，无疑是给全部区块链生态生长，按下了快进键。项目迭代速率加速，介入的人和资源也愈来愈多，殒命的项目也会更多，而找到区块链真正代价的项目也会离我们愈来愈近。
火花出现，引线已点燃，区块链的生态将如明亮的烟花在黎明前绽放开来，行将驱逐明朗的一天。
怎样运用Substrate？前面我们提到了许多关于 Substrate 的上风和其奇特的便利性，那末终究该怎样上手呢？我们将客岁 PolkaWorld 宣布的一篇名为《Substrate 一键发链极简教程》
原文链接：
www.polkaworld.org/articles/substrate-simple-tutorial
的文章分享给诸位，感兴趣的读者能够小试牛刀，也许会有意想不到的收成。
Substrate2.0 版本在本年 9 月尾上线，新版本带来了新的功用——链下事变机（off-chain workers）以及 70 多个可组合模块。链下事变机可将数据平安地集成到区块链上，异常合适物联网（IoT）装备或经由历程预言机（Oracle）举行的现实数据输入。
这也再次表现了 Substrate 和 优异的可扩大性，哪怕当下没有涉及到的功用模块，也能够在将来到场进来，真正做到了与时俱进。
11 月初，平行链 V1 版本已推出，平行链上线呼之欲出，假如该功用顺遂推出，意味着 Polka 将开启真正的跨链，而 Substrate 也行将迎来更大的舞台。
从时期的生长来看，作为身处时期激流的我们而言，很难真正去评判一个事物的中心生长途径，但透过那面汗青的镜子我们能够窥见更多的也许，而 Substrate 的降生也许在将来的某一刻会被后人称为是区块链范畴生长重要的转折点，如同多年前的“智能合约”平常，云云，就是最好的故
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