La tecnología blockchain comenzó con la creación de Bitcoin en 2009 por una persona (o grupo) no identificada conocida como Satoshi Nakamoto. Bitcoin presentó al mundo una moneda digital descentralizada, que opera sin la necesidad de una autoridad centralizada como un banco. Sin embargo, la funcionalidad de Bitcoin estaba restringida a transacciones financieras. El debut de Ethereum en 2015 marca un gran avance en la tecnología blockchain al permitir a los desarrolladores utilizar contratos inteligentes para crear sus propias aplicaciones descentralizadas (DApps). Esto abrió otras oportunidades más allá de las monedas digitales, como las finanzas descentralizadas (DeFi), la gestión de la cadena de suministro y mucho más.
Si bien Bitcoin se compara con frecuencia con oro digital, Ethereum se compara con frecuencia con una computadora digital mundial. Con su lanzamiento, la cadena de bloques se transformó de una herramienta financiera a una plataforma más amplia para soluciones descentralizadas. Esta progresión sienta las bases para el marco de Substrate, que tiene la intención de aumentar el potencial de la tecnología de cadena de bloques al proporcionar a los desarrolladores una flexibilidad y escalabilidad sin precedentes. A medida que profundicemos en el marco de Substrate en los siguientes módulos, verás cómo supera las limitaciones de las tecnologías anteriores de cadena de bloques al mismo tiempo que abre un mundo completamente nuevo de posibilidades.
Substrate es un marco de innovación blockchain revolucionario que facilita el desarrollo y la administración de registros digitales descentralizados. Substrate, creado por Parity Technologies, los creadores de la importante implementación del cliente de Ethereum, marca un avance en la tecnología blockchain. Está diseñado para desarrolladores que desean crear su propia cadena de bloques, ya sea una nueva moneda, una plataforma para aplicaciones descentralizadas o una cadena de bloques privada para necesidades organizativas especiales.
Fuente:
Substrate es distintivo en que es altamente personalizable y fácil de usar. Proporciona las herramientas y componentes necesarios para crear una cadena de bloques personalizada desde cero o modificar una existente sin tener que reinventar la rueda. Esta adaptabilidad distingue a Substrate de las plataformas de cadena de bloques anteriores, que a menudo obligaban a los desarrolladores a utilizar arquitecturas rígidas.
Los orígenes de Substrate se remontan al desarrollo de Ethereum y a los problemas más amplios que enfrenta la tecnología blockchain. Debido a las limitaciones de Ethereum, especialmente en cuanto a escalabilidad y gobernanza, Parity Technologies visualizó un marco más extensible. Substrate, que se presentó inicialmente en 2018, fue la culminación de este concepto.
Substrate proporciona un marco modular en el que los diferentes componentes de una cadena de bloques pueden ser fácilmente conectados o intercambiados. Esta arquitectura permite a los desarrolladores concentrarse en los elementos únicos de sus ideas en lugar de la complejidad de la tecnología blockchain.
Lenguaje de programación Rust:Substrate se construye utilizando Rust, un lenguaje conocido por su rendimiento y seguridad. La creciente popularidad de Rust, especialmente en el ámbito de la programación de sistemas, hace de Substrate una elección innovadora para los desarrolladores. Sus características avanzadas, como la propiedad, la seguridad de tipos y la gestión de concurrencia, lo convierten en un lenguaje ideal para construir una sólida infraestructura de blockchain.
``` struct Transaction { sender: String, receiver: String, amount: u64, } impl Transaction { fn new(sender: String, receiver: String, amount: u64) -> Transaction { Transaction { sender, receiver, amount, } } fn display_transaction(&self) { println!("Transaction: {} -> {}, Amount: {}", self.sender, self.receiver, self.amount); } } fn main() { let transaction = Transaction::new("Alice".to_string(), "Bob".to_string(), 100); transaction.display_transaction(); } ```
En este ejemplo, a Transacción
La estructura se define con campos para el remitente, el destinatario y la cantidad. The impl
block define métodos para crear una nueva transacción y mostrar sus detalles. The principal
La función crea una instancia de Transacción y luego muestra sus detalles.
La arquitectura de Substrate es una combinación de innovación y flexibilidad, diseñada para satisfacer las diferentes necesidades de los desarrolladores de blockchain. Ofrece una arquitectura sólida que simplifica el proceso de creación de un blockchain desde cero. El diseño de Substrate se distingue por su modularidad, que permite a los desarrolladores elegir, personalizar y actualizar varios componentes de su red blockchain según sea necesario. Los componentes principales de Substrate son los siguientes:
El tiempo de ejecución es el corazón de cualquier cadena de bloques basada en Substrate. La lógica y las reglas de la cadena de bloques se definen aquí. El tiempo de ejecución se encarga de establecer funciones de transición de estado o cómo cambia el estado de la cadena de bloques con cada nuevo bloque. El tiempo de ejecución de Substrate es inusual en que se compila a WebAssembly (Wasm), lo que permite que una cadena de bloques se ejecute en una variedad de hardware y sistemas de software sin cambios.
El consenso es esencial en blockchain para garantizar la integridad y seguridad de la red. Substrate proporciona una variedad de técnicas de consenso, incluyendo las conocidas como Prueba de Trabajo (PoW) y Prueba de Participación (PoS), así como alternativas más únicas como GRANDPA (Acuerdo de Prefijo Derivado de Ancestros Recursivos basado en GHOST). Esta flexibilidad permite a los desarrolladores seleccionar el método que mejor se adapte a los objetivos de su red, ya sea que prioricen la velocidad, la eficiencia energética o la seguridad.
La red de una cadena de bloques es tan sólida como sus nodos. Substrate proporciona características de red sólidas para permitir una comunicación segura y eficiente entre nodos. Incorpora capacidades como el descubrimiento de nodos, el chisme de transacciones, la propagación de bloques y la notificación de finalidad, todas las cuales son necesarias para una red de cadena de bloques saludable y sólida.
La 'lógica empresarial' de tu cadena de bloques se almacena en el tiempo de ejecución de Substrate. Es similar al cerebro de la operación. Lo que distingue al tiempo de ejecución de Substrate es su capacidad de ser actualizado sobre la marcha sin requerir un tenedor duro. Este es un paso tremendo adelante, abordando uno de los problemas clave con la tecnología blockchain. Las actualizaciones se pueden realizar a través de un proceso de gobernanza democrática, lo que asegura que la comunidad esté de acuerdo con las modificaciones.
Los pallets son la base del tiempo de ejecución de Substrate que agrega funcionalidades especializadas a la cadena de bloques. Considérelos similares a complementos o módulos en el desarrollo de software tradicional. Cada pallet encapsula un conjunto de características o funcionalidades, como el procesamiento de tokens, la gestión de identidades o la implementación del protocolo de gobernanza.
La belleza de los palets radica en su modularidad. Puedes combinar estos palets para crear una cadena de bloques personalizada que cumpla con tus requisitos exactos. Este enfoque modular no solo acelera el desarrollo, sino que también garantiza que solo incluyas lo que es necesario para tu cadena de bloques, haciéndola ágil y eficiente.
Fuente: https://docs.substrate.io/learn/welcome-to-substrate/
Construir una cadena de bloques con Substrate comienza con la configuración del entorno de desarrollo, un proceso que se ha optimizado para que sea más fácil para los desarrolladores utilizarlo. Substrate está escrito en Rust, un lenguaje de programación conocido por su seguridad y eficiencia, lo que lo convierte en un excelente candidato para el desarrollo de cadenas de bloques. Para empezar, instala Rust en tu PC, junto con las dependencias y las herramientas necesarias.
Después de haber instalado Rust, necesitarás instalar la Plantilla de Nodo Substrate. Esta plantilla proporciona un punto de partida preconfigurado para desarrollar una cadena de bloques basada en Substrate. Proporciona una configuración básica, así como un módulo de tiempo de ejecución de muestra, lo que permite a los desarrolladores poner en marcha rápidamente su proyecto de cadena de bloques.
Con el entorno de desarrollo en su lugar, puede comenzar a trabajar en su propia cadena de bloques. Tendrá una estructura fundamental para crear y ajustar usando la Plantilla de Nodo Substrate. El procedimiento implica los siguientes pasos:
Definir la lógica de ejecución:El tiempo de ejecución es donde definirás las reglas y la lógica únicas de tu blockchain. Para añadir otras funcionalidades, puedes cambiar el módulo de tiempo de ejecución de muestra existente o crear nuevos. Aquí es donde decidirás cosas como la tokenómica, los sistemas de gobernanza y otros factores esenciales para tu blockchain.
Añadiendo paletas: El diseño modular de Substrate brilla aquí. Puede mejorar las capacidades de su blockchain incorporando varios palets. Ya sea que desee contratos inteligentes, gestión de identidad o tokens personalizados, puede utilizar palets preconstruidos del ecosistema Substrate o crear los suyos propios.
Pruebas e implementación:Substrate proporciona herramientas de prueba e implementación para ayudarte a probar y solucionar problemas en tu blockchain. Puedes utilizar redes de prueba locales para modelar cómo funcionará tu blockchain en la práctica. Puedes implementar tu blockchain si estás satisfecho con su funcionalidad y rendimiento.
El marco Substrate es más que simplemente una colección de herramientas de desarrollo de blockchain; está respaldado por un ecosistema grande y diversificado. Este ecosistema está compuesto por un conjunto diverso de proyectos, herramientas, bibliotecas y recursos que trabajan juntos para respaldar y mejorar la experiencia de Substrate. El ecosistema está vivo y activo, desde proyectos de blockchain desarrollados con Substrate hasta otras iniciativas impulsadas por la comunidad. Los siguientes son componentes importantes del ecosistema Substrate:
Polkadot, creado por el mismo equipo que creó Substrate, es una red multi-cadena que permite que diferentes blockchains intercambien mensajes y valor de manera confiable. Las blockchains basadas en Substrate simplemente pueden conectarse a Polkadot para aprovechar las características de seguridad y interoperabilidad compartidas de la red. Kusama, también conocida como la red canaria de Polkadot, ofrece un entorno similar con un proceso de gobernanza más rápido, lo que la convierte en un patio de recreo para los que se arriesgan.
El ecosistema rebosa de herramientas y bibliotecas para desarrolladores que facilitan la construcción e interacción con blockchains basados en Substrate. Los desarrolladores pueden utilizar herramientas como el Substrate Developer Hub, Polkadot JS y Subscan para crear, probar e implementar sus proyectos de blockchain.
La comunidad de Substrate es un grupo vibrante y acogedor de desarrolladores, entusiastas y organizaciones. Las plataformas para la cooperación, el intercambio de conocimientos y el apoyo incluyen foros en línea, canales de Discord y reuniones locales.
La comunidad de Substrate es fundamental para el crecimiento y mejora continuos del marco de Substrate. Este enfoque colaborativo fomenta la innovación y garantiza que el marco evolucione para satisfacer las necesidades de sus usuarios. A continuación se presentan las características importantes de la participación de la comunidad:
Contribución al código fuente:Desarrolladores de todo el mundo contribuyen al código fuente abierto de Substrate, mejorando su funcionalidad y robustez. Estas contribuciones van desde correcciones de errores y mejoras de características hasta el desarrollo de paletas y herramientas completamente nuevas.
Compartir conocimiento y colaboración:A través de foros, talleres y discusiones en línea, la comunidad comparte ideas, mejores prácticas y soluciones a desafíos comunes. Este entorno colaborativo acelera el aprendizaje y ayuda a los nuevos desarrolladores a superar los obstáculos iniciales del desarrollo de blockchain.
Comentarios y Mejora:La retroalimentación de la comunidad es fundamental para la mejora iterativa de Substrate. Las experiencias de los usuarios, las sugerencias y las críticas guían el desarrollo del marco, asegurando que siga siendo relevante y fácil de usar.
Para los desarrolladores que buscan comenzar su viaje con Substrate, hay una gran cantidad de recursos y redes de apoyo disponibles:
Substrate, con su estructura adaptable y poderosa, es más que simplemente un constructo teórico; tiene aplicaciones del mundo real en una variedad de sectores. Este módulo profundiza en casos de uso reales de Substrate, mostrando cómo se utiliza para crear soluciones innovadoras, eficientes y escalables. Substrate es un gran cambio en el desarrollo de blockchain, desde el dinero hasta los juegos.
La cadena de retransmisión, que es responsable de la administración de la red, la obtención de consenso y la ejecución de transacciones, se encuentra en el corazón de la arquitectura de Polkadot. Las Paracadenas son cadenas paralelas creadas por usuarios que operan junto a la cadena de retransmisión, aprovechando la infraestructura de Polkadot para una mayor funcionalidad y eficiencia. Polkadot emplea un algoritmo de consenso de prueba de participación que ha sido nominado. Blind Assignment for Blockchain Extension (BABE), derivado del protocolo Ouroboros, es la base de la seguridad y descentralización de la red. La red incluye puentes que se conectan a otras blockchains, permitiendo la transferencia de datos y fomentando la interoperabilidad. Los Parathreads funcionan de manera similar a las Paracadenas, pero en base a un modelo de pago por uso, lo que los convierte en una solución más rentable para interacciones menos frecuentes en la cadena de bloques.
Kusama está destinado a ser una red evolutiva para probar y auditar nuevas funcionalidades de blockchain. Está construido sobre Substrate, similar a Polkadot. Funciona a una velocidad más rápida, con parámetros de control mejorados que permiten actualizaciones y procesos de gobernanza más rápidos. Kusama emplea una tecnología de doble cadena de bloques, con la red principal (cadena de retransmisión) coordinando las operaciones del sistema y parachains únicos ejecutando diferentes blockchains. Esta topología mejora la escalabilidad y la interoperabilidad de la red. KSM se utiliza como token de gobernanza para actualizaciones de protocolo, pago por servicios a través de parachains y staking por validadores para proteger la red. También se admite el anclaje para nuevas parachains mediante la moneda KSM.
La cadena Energy Web (EWC) es una cadena de bloques pública con prueba de autoridad basada en la tecnología Ethereum. Opera como la capa de confianza central, permitiendo identidades descentralizadas, verificación en cadena y ejecución de contratos inteligentes. Los datos en cada bloque EWC son inmutables, y cada bloque está conectado criptográficamente al anterior, asegurando seguridad e integridad. Los contratos inteligentes son acciones en cadena que se automatizan mediante código que se autoejecuta bajo ciertas condiciones.
La seguridad de Acala está reforzada por los validadores nominados de Prueba de Participación de Polkadot, que inicialmente se ofrecieron como una red de prueba de autoridad. La red fue actualizada de varias maneras, incluyendo la adición de transferencias DOT desde Polkadot y el lanzamiento de sus tokens nativos, ACA y LCDOT. Acala ha adoptado un enfoque de gobernanza descentralizada que permite referendos públicos y gobernanza del consejo. Este sistema otorga a los titulares de tokens un voto en cómo se desarrolla la red y toma decisiones en el futuro. La red ahora admite una moneda estable, funcionalidad de intercambio y participación líquida. Estas capacidades facilitan las transacciones financieras y la gestión de activos en el espacio DeFi.
La versatilidad de Substrate lo hace adecuado para una variedad de casos de uso en múltiples sectores:
Como marco de blockchain, Substrate tiene varias ventajas distintivas sobre otros marcos de blockchain populares como Ethereum, Hyperledger y Corda. Aquí tienes una comparación para ver por qué se preferiría Substrate sobre estos marcos:
Substrate es notable por su arquitectura modular, que es comparable a Hyperledger Fabric, pero proporciona herramientas adicionales y facilita la construcción de aplicaciones más complicadas. Su ecosistema ofrece herramientas listas para usar que permiten a los desarrolladores concentrarse en la lógica de la aplicación en lugar de construir la arquitectura para cada paso del programa. Debido al uso de Rust, Substrate permite el desarrollo en cualquier lenguaje que se compile a WebAssembly. No se adhiere a una técnica de consenso específica, lo que le permite cambiar entre ellas sin una bifurcación dura siempre y cuando la capa central permanezca constante.
Ethereum está destinado a ser un programa de software abierto para aplicaciones descentralizadas (dApps) y contratos inteligentes. Opera en una red de pares y no es centralizado, proporcionando inmutabilidad y seguridad contra piratería u operaciones fraudulentas. Ethereum incluye su propia moneda, Ether, y emplea un proceso de consenso en el que todos los participantes de la red deben estar de acuerdo para que se complete una transacción. Aunque este estilo de operación sin permisos proporciona transparencia, plantea problemas en cuanto a escalabilidad y privacidad.
Hyperledger es un proyecto colaborativo de código abierto liderado por la Fundación Linux que apoya las tecnologías blockchain intersectoriales. Es conocido por Hyperledger Fabric,que se utiliza para construir aplicaciones de registro distribuido basadas en blockchain mediante contratos inteligentes. Hyperledger proporciona un modo de operación con permisos, lo que significa que solo los miembros seleccionados pueden acceder a la red, aumentando la privacidad y el secreto. También permite el almacenamiento de datos del libro mayor en diversas formas y el desarrollo de libros de transacciones distintos a través de canales.
Corda es una plataforma de código abierto para gestionar contratos legales y datos compartidos entre empresas mutuamente confiables que fue creada originalmente para servicios financieros. Es conocida por gestionar transacciones complejas mientras mantiene estrictos estándares de privacidad y seguridad. El consenso de Corda se logra a nivel de transacciones individuales en lugar de en el sistema en su totalidad. Carece de una moneda nativa y está desarrollada con herramientas estándar de la industria, lo que la hace adecuada para transacciones comerciales modernas.
El creciente abanico de casos de uso y proyectos exitosos construidos con Substrate indica que el marco tiene un futuro prometedor. Debido a su adaptabilidad y escalabilidad, es una alternativa atractiva para los desarrolladores que buscan crear la próxima generación de aplicaciones blockchain. A medida que la tecnología evoluciona y el ecosistema crece, Substrate estará a la vanguardia de la innovación blockchain, impulsando el cambio y generando valor en varias industrias.
Si bien Substrate es una plataforma de desarrollo de blockchain robusta y adaptable, no está exenta de inconvenientes. Comprender estos desafíos y consideraciones es fundamental para que los desarrolladores puedan recorrer y construir proyectos basados en Substrate con éxito. Esta sección aborda problemas comunes, preocupaciones de seguridad y problemas de rendimiento, proporcionando información sobre cómo enfrentarlos de manera efectiva.
Curva de aprendizaje: Para los desarrolladores nuevos en tecnología blockchain o Rust, la curva de aprendizaje puede ser empinada. Las características avanzadas de Substrate y la sintaxis y paradigmas de Rust requieren una inversión significativa de tiempo y esfuerzo para dominar.
Complejidad del Desarrollo de Blockchain: Desarrollar una cadena de bloques implica comprender e integrar diversos componentes como mecanismos de consenso, modelos de gobernanza y lógica de tiempo de ejecución. La complejidad aumenta con la necesidad de garantizar escalabilidad, interoperabilidad y capacidad de actualización, lo que hace que el proceso de desarrollo sea desafiante.
Dinámica del Ecosistema:La evolución rápida del ecosistema de blockchain significa que los desarrolladores necesitan actualizar continuamente sus conocimientos y habilidades. Mantenerse al día con las últimas tendencias, herramientas y mejores prácticas en el ecosistema de Substrate es crucial pero puede ser exigente.
La seguridad es primordial en el desarrollo de blockchain debido a la naturaleza inmutable y transparente de la tecnología blockchain. Algunas consideraciones clave de seguridad para los desarrolladores de Substrate incluyen:
Vulnerabilidades del contrato inteligente: Si bien Substrate proporciona herramientas para crear contratos inteligentes seguros, los desarrolladores deben estar atentos a posibles vulnerabilidades. Auditorías regulares, pruebas exhaustivas y seguir las mejores prácticas en el desarrollo de contratos inteligentes son esenciales.
Seguridad de la red:Asegurar la infraestructura de red de una cadena de bloques es crítico. Esto incluye protegerse contra amenazas comunes como ataques Sybil, ataques DDoS y ataques Eclipse. Implementar protocolos de red robustos y mantener la seguridad de los nodos son vitales.
Privacidad del usuario: Garantizar la privacidad de los usuarios y las transacciones es una consideración significativa, especialmente en las blockchains públicas. Se deben emplear técnicas como el cifrado, las pruebas de conocimiento cero y la gestión segura de claves.
Al igual que cualquier plataforma blockchain, Substrate enfrenta desafíos relacionados con la escalabilidad y el rendimiento:
Escalabilidad:Manejar un número creciente de transacciones sin comprometer la velocidad o la seguridad es un desafío clave. Soluciones como el shard, cálculos fuera de la cadena y soluciones de escalado de capa-2 están siendo exploradas e integradas dentro del ecosistema Substrate.
Interoperabilidad:Garantizar una interacción fluida con otras blockchains y sistemas externos es esencial para una adopción más amplia. El soporte nativo de Substrate para la interoperabilidad a través de Polkadot es un paso en esta dirección, pero se necesita un desarrollo continuo.
Gestión de recursos:Una gestión eficiente de recursos, como el uso óptimo del almacenamiento y la potencia computacional, es crucial para mantener el rendimiento de la cadena de bloques. Los desarrolladores de Substrate necesitan equilibrar estos recursos de manera efectiva para optimizar el rendimiento de la red.
Al concluir este curso de Marco de Substrate, es vital reflexionar sobre nuestro viaje. Empezamos revisando los fundamentos de la tecnología blockchain, sentando las bases para entender el lugar de Substrate en el cosmos blockchain. Luego hablamos sobre lo que hace que Substrate sea una herramienta única y eficaz para el desarrollo blockchain, incluyendo su historia, características esenciales y beneficios.
La industria blockchain está cambiando rápidamente. Siga sitios de noticias relevantes, blogs y canales de redes sociales para mantenerse al día sobre los últimos desarrollos en Substrate y en el mundo blockchain en general. Construya sus propios proyectos para poner en práctica sus conocimientos. Comience con aplicaciones simples y avance a proyectos más complicados a medida que crezca su confianza y habilidades.
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La tecnología blockchain comenzó con la creación de Bitcoin en 2009 por una persona (o grupo) no identificada conocida como Satoshi Nakamoto. Bitcoin presentó al mundo una moneda digital descentralizada, que opera sin la necesidad de una autoridad centralizada como un banco. Sin embargo, la funcionalidad de Bitcoin estaba restringida a transacciones financieras. El debut de Ethereum en 2015 marca un gran avance en la tecnología blockchain al permitir a los desarrolladores utilizar contratos inteligentes para crear sus propias aplicaciones descentralizadas (DApps). Esto abrió otras oportunidades más allá de las monedas digitales, como las finanzas descentralizadas (DeFi), la gestión de la cadena de suministro y mucho más.
Si bien Bitcoin se compara con frecuencia con oro digital, Ethereum se compara con frecuencia con una computadora digital mundial. Con su lanzamiento, la cadena de bloques se transformó de una herramienta financiera a una plataforma más amplia para soluciones descentralizadas. Esta progresión sienta las bases para el marco de Substrate, que tiene la intención de aumentar el potencial de la tecnología de cadena de bloques al proporcionar a los desarrolladores una flexibilidad y escalabilidad sin precedentes. A medida que profundicemos en el marco de Substrate en los siguientes módulos, verás cómo supera las limitaciones de las tecnologías anteriores de cadena de bloques al mismo tiempo que abre un mundo completamente nuevo de posibilidades.
Substrate es un marco de innovación blockchain revolucionario que facilita el desarrollo y la administración de registros digitales descentralizados. Substrate, creado por Parity Technologies, los creadores de la importante implementación del cliente de Ethereum, marca un avance en la tecnología blockchain. Está diseñado para desarrolladores que desean crear su propia cadena de bloques, ya sea una nueva moneda, una plataforma para aplicaciones descentralizadas o una cadena de bloques privada para necesidades organizativas especiales.
Fuente:
Substrate es distintivo en que es altamente personalizable y fácil de usar. Proporciona las herramientas y componentes necesarios para crear una cadena de bloques personalizada desde cero o modificar una existente sin tener que reinventar la rueda. Esta adaptabilidad distingue a Substrate de las plataformas de cadena de bloques anteriores, que a menudo obligaban a los desarrolladores a utilizar arquitecturas rígidas.
Los orígenes de Substrate se remontan al desarrollo de Ethereum y a los problemas más amplios que enfrenta la tecnología blockchain. Debido a las limitaciones de Ethereum, especialmente en cuanto a escalabilidad y gobernanza, Parity Technologies visualizó un marco más extensible. Substrate, que se presentó inicialmente en 2018, fue la culminación de este concepto.
Substrate proporciona un marco modular en el que los diferentes componentes de una cadena de bloques pueden ser fácilmente conectados o intercambiados. Esta arquitectura permite a los desarrolladores concentrarse en los elementos únicos de sus ideas en lugar de la complejidad de la tecnología blockchain.
Lenguaje de programación Rust:Substrate se construye utilizando Rust, un lenguaje conocido por su rendimiento y seguridad. La creciente popularidad de Rust, especialmente en el ámbito de la programación de sistemas, hace de Substrate una elección innovadora para los desarrolladores. Sus características avanzadas, como la propiedad, la seguridad de tipos y la gestión de concurrencia, lo convierten en un lenguaje ideal para construir una sólida infraestructura de blockchain.
``` struct Transaction { sender: String, receiver: String, amount: u64, } impl Transaction { fn new(sender: String, receiver: String, amount: u64) -> Transaction { Transaction { sender, receiver, amount, } } fn display_transaction(&self) { println!("Transaction: {} -> {}, Amount: {}", self.sender, self.receiver, self.amount); } } fn main() { let transaction = Transaction::new("Alice".to_string(), "Bob".to_string(), 100); transaction.display_transaction(); } ```
En este ejemplo, a Transacción
La estructura se define con campos para el remitente, el destinatario y la cantidad. The impl
block define métodos para crear una nueva transacción y mostrar sus detalles. The principal
La función crea una instancia de Transacción y luego muestra sus detalles.
La arquitectura de Substrate es una combinación de innovación y flexibilidad, diseñada para satisfacer las diferentes necesidades de los desarrolladores de blockchain. Ofrece una arquitectura sólida que simplifica el proceso de creación de un blockchain desde cero. El diseño de Substrate se distingue por su modularidad, que permite a los desarrolladores elegir, personalizar y actualizar varios componentes de su red blockchain según sea necesario. Los componentes principales de Substrate son los siguientes:
El tiempo de ejecución es el corazón de cualquier cadena de bloques basada en Substrate. La lógica y las reglas de la cadena de bloques se definen aquí. El tiempo de ejecución se encarga de establecer funciones de transición de estado o cómo cambia el estado de la cadena de bloques con cada nuevo bloque. El tiempo de ejecución de Substrate es inusual en que se compila a WebAssembly (Wasm), lo que permite que una cadena de bloques se ejecute en una variedad de hardware y sistemas de software sin cambios.
El consenso es esencial en blockchain para garantizar la integridad y seguridad de la red. Substrate proporciona una variedad de técnicas de consenso, incluyendo las conocidas como Prueba de Trabajo (PoW) y Prueba de Participación (PoS), así como alternativas más únicas como GRANDPA (Acuerdo de Prefijo Derivado de Ancestros Recursivos basado en GHOST). Esta flexibilidad permite a los desarrolladores seleccionar el método que mejor se adapte a los objetivos de su red, ya sea que prioricen la velocidad, la eficiencia energética o la seguridad.
La red de una cadena de bloques es tan sólida como sus nodos. Substrate proporciona características de red sólidas para permitir una comunicación segura y eficiente entre nodos. Incorpora capacidades como el descubrimiento de nodos, el chisme de transacciones, la propagación de bloques y la notificación de finalidad, todas las cuales son necesarias para una red de cadena de bloques saludable y sólida.
La 'lógica empresarial' de tu cadena de bloques se almacena en el tiempo de ejecución de Substrate. Es similar al cerebro de la operación. Lo que distingue al tiempo de ejecución de Substrate es su capacidad de ser actualizado sobre la marcha sin requerir un tenedor duro. Este es un paso tremendo adelante, abordando uno de los problemas clave con la tecnología blockchain. Las actualizaciones se pueden realizar a través de un proceso de gobernanza democrática, lo que asegura que la comunidad esté de acuerdo con las modificaciones.
Los pallets son la base del tiempo de ejecución de Substrate que agrega funcionalidades especializadas a la cadena de bloques. Considérelos similares a complementos o módulos en el desarrollo de software tradicional. Cada pallet encapsula un conjunto de características o funcionalidades, como el procesamiento de tokens, la gestión de identidades o la implementación del protocolo de gobernanza.
La belleza de los palets radica en su modularidad. Puedes combinar estos palets para crear una cadena de bloques personalizada que cumpla con tus requisitos exactos. Este enfoque modular no solo acelera el desarrollo, sino que también garantiza que solo incluyas lo que es necesario para tu cadena de bloques, haciéndola ágil y eficiente.
Fuente: https://docs.substrate.io/learn/welcome-to-substrate/
Construir una cadena de bloques con Substrate comienza con la configuración del entorno de desarrollo, un proceso que se ha optimizado para que sea más fácil para los desarrolladores utilizarlo. Substrate está escrito en Rust, un lenguaje de programación conocido por su seguridad y eficiencia, lo que lo convierte en un excelente candidato para el desarrollo de cadenas de bloques. Para empezar, instala Rust en tu PC, junto con las dependencias y las herramientas necesarias.
Después de haber instalado Rust, necesitarás instalar la Plantilla de Nodo Substrate. Esta plantilla proporciona un punto de partida preconfigurado para desarrollar una cadena de bloques basada en Substrate. Proporciona una configuración básica, así como un módulo de tiempo de ejecución de muestra, lo que permite a los desarrolladores poner en marcha rápidamente su proyecto de cadena de bloques.
Con el entorno de desarrollo en su lugar, puede comenzar a trabajar en su propia cadena de bloques. Tendrá una estructura fundamental para crear y ajustar usando la Plantilla de Nodo Substrate. El procedimiento implica los siguientes pasos:
Definir la lógica de ejecución:El tiempo de ejecución es donde definirás las reglas y la lógica únicas de tu blockchain. Para añadir otras funcionalidades, puedes cambiar el módulo de tiempo de ejecución de muestra existente o crear nuevos. Aquí es donde decidirás cosas como la tokenómica, los sistemas de gobernanza y otros factores esenciales para tu blockchain.
Añadiendo paletas: El diseño modular de Substrate brilla aquí. Puede mejorar las capacidades de su blockchain incorporando varios palets. Ya sea que desee contratos inteligentes, gestión de identidad o tokens personalizados, puede utilizar palets preconstruidos del ecosistema Substrate o crear los suyos propios.
Pruebas e implementación:Substrate proporciona herramientas de prueba e implementación para ayudarte a probar y solucionar problemas en tu blockchain. Puedes utilizar redes de prueba locales para modelar cómo funcionará tu blockchain en la práctica. Puedes implementar tu blockchain si estás satisfecho con su funcionalidad y rendimiento.
El marco Substrate es más que simplemente una colección de herramientas de desarrollo de blockchain; está respaldado por un ecosistema grande y diversificado. Este ecosistema está compuesto por un conjunto diverso de proyectos, herramientas, bibliotecas y recursos que trabajan juntos para respaldar y mejorar la experiencia de Substrate. El ecosistema está vivo y activo, desde proyectos de blockchain desarrollados con Substrate hasta otras iniciativas impulsadas por la comunidad. Los siguientes son componentes importantes del ecosistema Substrate:
Polkadot, creado por el mismo equipo que creó Substrate, es una red multi-cadena que permite que diferentes blockchains intercambien mensajes y valor de manera confiable. Las blockchains basadas en Substrate simplemente pueden conectarse a Polkadot para aprovechar las características de seguridad y interoperabilidad compartidas de la red. Kusama, también conocida como la red canaria de Polkadot, ofrece un entorno similar con un proceso de gobernanza más rápido, lo que la convierte en un patio de recreo para los que se arriesgan.
El ecosistema rebosa de herramientas y bibliotecas para desarrolladores que facilitan la construcción e interacción con blockchains basados en Substrate. Los desarrolladores pueden utilizar herramientas como el Substrate Developer Hub, Polkadot JS y Subscan para crear, probar e implementar sus proyectos de blockchain.
La comunidad de Substrate es un grupo vibrante y acogedor de desarrolladores, entusiastas y organizaciones. Las plataformas para la cooperación, el intercambio de conocimientos y el apoyo incluyen foros en línea, canales de Discord y reuniones locales.
La comunidad de Substrate es fundamental para el crecimiento y mejora continuos del marco de Substrate. Este enfoque colaborativo fomenta la innovación y garantiza que el marco evolucione para satisfacer las necesidades de sus usuarios. A continuación se presentan las características importantes de la participación de la comunidad:
Contribución al código fuente:Desarrolladores de todo el mundo contribuyen al código fuente abierto de Substrate, mejorando su funcionalidad y robustez. Estas contribuciones van desde correcciones de errores y mejoras de características hasta el desarrollo de paletas y herramientas completamente nuevas.
Compartir conocimiento y colaboración:A través de foros, talleres y discusiones en línea, la comunidad comparte ideas, mejores prácticas y soluciones a desafíos comunes. Este entorno colaborativo acelera el aprendizaje y ayuda a los nuevos desarrolladores a superar los obstáculos iniciales del desarrollo de blockchain.
Comentarios y Mejora:La retroalimentación de la comunidad es fundamental para la mejora iterativa de Substrate. Las experiencias de los usuarios, las sugerencias y las críticas guían el desarrollo del marco, asegurando que siga siendo relevante y fácil de usar.
Para los desarrolladores que buscan comenzar su viaje con Substrate, hay una gran cantidad de recursos y redes de apoyo disponibles:
Substrate, con su estructura adaptable y poderosa, es más que simplemente un constructo teórico; tiene aplicaciones del mundo real en una variedad de sectores. Este módulo profundiza en casos de uso reales de Substrate, mostrando cómo se utiliza para crear soluciones innovadoras, eficientes y escalables. Substrate es un gran cambio en el desarrollo de blockchain, desde el dinero hasta los juegos.
La cadena de retransmisión, que es responsable de la administración de la red, la obtención de consenso y la ejecución de transacciones, se encuentra en el corazón de la arquitectura de Polkadot. Las Paracadenas son cadenas paralelas creadas por usuarios que operan junto a la cadena de retransmisión, aprovechando la infraestructura de Polkadot para una mayor funcionalidad y eficiencia. Polkadot emplea un algoritmo de consenso de prueba de participación que ha sido nominado. Blind Assignment for Blockchain Extension (BABE), derivado del protocolo Ouroboros, es la base de la seguridad y descentralización de la red. La red incluye puentes que se conectan a otras blockchains, permitiendo la transferencia de datos y fomentando la interoperabilidad. Los Parathreads funcionan de manera similar a las Paracadenas, pero en base a un modelo de pago por uso, lo que los convierte en una solución más rentable para interacciones menos frecuentes en la cadena de bloques.
Kusama está destinado a ser una red evolutiva para probar y auditar nuevas funcionalidades de blockchain. Está construido sobre Substrate, similar a Polkadot. Funciona a una velocidad más rápida, con parámetros de control mejorados que permiten actualizaciones y procesos de gobernanza más rápidos. Kusama emplea una tecnología de doble cadena de bloques, con la red principal (cadena de retransmisión) coordinando las operaciones del sistema y parachains únicos ejecutando diferentes blockchains. Esta topología mejora la escalabilidad y la interoperabilidad de la red. KSM se utiliza como token de gobernanza para actualizaciones de protocolo, pago por servicios a través de parachains y staking por validadores para proteger la red. También se admite el anclaje para nuevas parachains mediante la moneda KSM.
La cadena Energy Web (EWC) es una cadena de bloques pública con prueba de autoridad basada en la tecnología Ethereum. Opera como la capa de confianza central, permitiendo identidades descentralizadas, verificación en cadena y ejecución de contratos inteligentes. Los datos en cada bloque EWC son inmutables, y cada bloque está conectado criptográficamente al anterior, asegurando seguridad e integridad. Los contratos inteligentes son acciones en cadena que se automatizan mediante código que se autoejecuta bajo ciertas condiciones.
La seguridad de Acala está reforzada por los validadores nominados de Prueba de Participación de Polkadot, que inicialmente se ofrecieron como una red de prueba de autoridad. La red fue actualizada de varias maneras, incluyendo la adición de transferencias DOT desde Polkadot y el lanzamiento de sus tokens nativos, ACA y LCDOT. Acala ha adoptado un enfoque de gobernanza descentralizada que permite referendos públicos y gobernanza del consejo. Este sistema otorga a los titulares de tokens un voto en cómo se desarrolla la red y toma decisiones en el futuro. La red ahora admite una moneda estable, funcionalidad de intercambio y participación líquida. Estas capacidades facilitan las transacciones financieras y la gestión de activos en el espacio DeFi.
La versatilidad de Substrate lo hace adecuado para una variedad de casos de uso en múltiples sectores:
Como marco de blockchain, Substrate tiene varias ventajas distintivas sobre otros marcos de blockchain populares como Ethereum, Hyperledger y Corda. Aquí tienes una comparación para ver por qué se preferiría Substrate sobre estos marcos:
Substrate es notable por su arquitectura modular, que es comparable a Hyperledger Fabric, pero proporciona herramientas adicionales y facilita la construcción de aplicaciones más complicadas. Su ecosistema ofrece herramientas listas para usar que permiten a los desarrolladores concentrarse en la lógica de la aplicación en lugar de construir la arquitectura para cada paso del programa. Debido al uso de Rust, Substrate permite el desarrollo en cualquier lenguaje que se compile a WebAssembly. No se adhiere a una técnica de consenso específica, lo que le permite cambiar entre ellas sin una bifurcación dura siempre y cuando la capa central permanezca constante.
Ethereum está destinado a ser un programa de software abierto para aplicaciones descentralizadas (dApps) y contratos inteligentes. Opera en una red de pares y no es centralizado, proporcionando inmutabilidad y seguridad contra piratería u operaciones fraudulentas. Ethereum incluye su propia moneda, Ether, y emplea un proceso de consenso en el que todos los participantes de la red deben estar de acuerdo para que se complete una transacción. Aunque este estilo de operación sin permisos proporciona transparencia, plantea problemas en cuanto a escalabilidad y privacidad.
Hyperledger es un proyecto colaborativo de código abierto liderado por la Fundación Linux que apoya las tecnologías blockchain intersectoriales. Es conocido por Hyperledger Fabric,que se utiliza para construir aplicaciones de registro distribuido basadas en blockchain mediante contratos inteligentes. Hyperledger proporciona un modo de operación con permisos, lo que significa que solo los miembros seleccionados pueden acceder a la red, aumentando la privacidad y el secreto. También permite el almacenamiento de datos del libro mayor en diversas formas y el desarrollo de libros de transacciones distintos a través de canales.
Corda es una plataforma de código abierto para gestionar contratos legales y datos compartidos entre empresas mutuamente confiables que fue creada originalmente para servicios financieros. Es conocida por gestionar transacciones complejas mientras mantiene estrictos estándares de privacidad y seguridad. El consenso de Corda se logra a nivel de transacciones individuales en lugar de en el sistema en su totalidad. Carece de una moneda nativa y está desarrollada con herramientas estándar de la industria, lo que la hace adecuada para transacciones comerciales modernas.
El creciente abanico de casos de uso y proyectos exitosos construidos con Substrate indica que el marco tiene un futuro prometedor. Debido a su adaptabilidad y escalabilidad, es una alternativa atractiva para los desarrolladores que buscan crear la próxima generación de aplicaciones blockchain. A medida que la tecnología evoluciona y el ecosistema crece, Substrate estará a la vanguardia de la innovación blockchain, impulsando el cambio y generando valor en varias industrias.
Si bien Substrate es una plataforma de desarrollo de blockchain robusta y adaptable, no está exenta de inconvenientes. Comprender estos desafíos y consideraciones es fundamental para que los desarrolladores puedan recorrer y construir proyectos basados en Substrate con éxito. Esta sección aborda problemas comunes, preocupaciones de seguridad y problemas de rendimiento, proporcionando información sobre cómo enfrentarlos de manera efectiva.
Curva de aprendizaje: Para los desarrolladores nuevos en tecnología blockchain o Rust, la curva de aprendizaje puede ser empinada. Las características avanzadas de Substrate y la sintaxis y paradigmas de Rust requieren una inversión significativa de tiempo y esfuerzo para dominar.
Complejidad del Desarrollo de Blockchain: Desarrollar una cadena de bloques implica comprender e integrar diversos componentes como mecanismos de consenso, modelos de gobernanza y lógica de tiempo de ejecución. La complejidad aumenta con la necesidad de garantizar escalabilidad, interoperabilidad y capacidad de actualización, lo que hace que el proceso de desarrollo sea desafiante.
Dinámica del Ecosistema:La evolución rápida del ecosistema de blockchain significa que los desarrolladores necesitan actualizar continuamente sus conocimientos y habilidades. Mantenerse al día con las últimas tendencias, herramientas y mejores prácticas en el ecosistema de Substrate es crucial pero puede ser exigente.
La seguridad es primordial en el desarrollo de blockchain debido a la naturaleza inmutable y transparente de la tecnología blockchain. Algunas consideraciones clave de seguridad para los desarrolladores de Substrate incluyen:
Vulnerabilidades del contrato inteligente: Si bien Substrate proporciona herramientas para crear contratos inteligentes seguros, los desarrolladores deben estar atentos a posibles vulnerabilidades. Auditorías regulares, pruebas exhaustivas y seguir las mejores prácticas en el desarrollo de contratos inteligentes son esenciales.
Seguridad de la red:Asegurar la infraestructura de red de una cadena de bloques es crítico. Esto incluye protegerse contra amenazas comunes como ataques Sybil, ataques DDoS y ataques Eclipse. Implementar protocolos de red robustos y mantener la seguridad de los nodos son vitales.
Privacidad del usuario: Garantizar la privacidad de los usuarios y las transacciones es una consideración significativa, especialmente en las blockchains públicas. Se deben emplear técnicas como el cifrado, las pruebas de conocimiento cero y la gestión segura de claves.
Al igual que cualquier plataforma blockchain, Substrate enfrenta desafíos relacionados con la escalabilidad y el rendimiento:
Escalabilidad:Manejar un número creciente de transacciones sin comprometer la velocidad o la seguridad es un desafío clave. Soluciones como el shard, cálculos fuera de la cadena y soluciones de escalado de capa-2 están siendo exploradas e integradas dentro del ecosistema Substrate.
Interoperabilidad:Garantizar una interacción fluida con otras blockchains y sistemas externos es esencial para una adopción más amplia. El soporte nativo de Substrate para la interoperabilidad a través de Polkadot es un paso en esta dirección, pero se necesita un desarrollo continuo.
Gestión de recursos:Una gestión eficiente de recursos, como el uso óptimo del almacenamiento y la potencia computacional, es crucial para mantener el rendimiento de la cadena de bloques. Los desarrolladores de Substrate necesitan equilibrar estos recursos de manera efectiva para optimizar el rendimiento de la red.
Al concluir este curso de Marco de Substrate, es vital reflexionar sobre nuestro viaje. Empezamos revisando los fundamentos de la tecnología blockchain, sentando las bases para entender el lugar de Substrate en el cosmos blockchain. Luego hablamos sobre lo que hace que Substrate sea una herramienta única y eficaz para el desarrollo blockchain, incluyendo su historia, características esenciales y beneficios.
La industria blockchain está cambiando rápidamente. Siga sitios de noticias relevantes, blogs y canales de redes sociales para mantenerse al día sobre los últimos desarrollos en Substrate y en el mundo blockchain en general. Construya sus propios proyectos para poner en práctica sus conocimientos. Comience con aplicaciones simples y avance a proyectos más complicados a medida que crezca su confianza y habilidades.