آنچه درباره Substrate باید بدانید

 شبکه پولکادات یک شبکه بلاک چینی است که با هدف اتصال بلاک چین‌های مختلف به یک شبکه به وجود آمده است. در حقیقت شبکه پولکادات یک پروژه متن باز است که قصد دارد تا انتقال داده و دارایی را بین بلاک چین‌های مختلف امکان‌پذیر کند. شبکه پولکادات به کاربران و توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا با اتصال به این شبکه به طیف وسیعی از بلاک چین‌ها متصل شده و با آن‌ها تعامل داشته باشند. Polkadot به منظور تسهیل فرایند ساخت و راه اندازی بلاک چین‌های مختلف از چارچوبی به نام Substrate استفاده می‌کند. توسعه‌دهندگان با استفاده از این چارچوب و زیرساخت‌های موجود در شبکه پولکادات می‌توانند ظرف مدت کوتاهی بلاک چین اختصاصی خود را راه اندازی کنند. در این مقاله ابتدا شبکه پولکادات را به طور اجمالی معرفی می‌کنیم سپس به معرفی این که پولکادات Substrate چیست و چگونه کار می‌کند، می‌پردازیم. با ما همراه باشید.

شبکه پولکادات

از زمان معرفی بیت کوین و تولد مفهومی به نام بلاکچین، شبکه‌های مختلف بلاک چینی با اهداف و ایده‌های منحصر‌به‌فرد خودشان ایجاد شده‌اند. هر کدام از آن‌ها سعی در حل مشکلاتی داشته‌اند و خدماتی را ارائه می‌دهند. شبکه‌های مختلف بلاک چینی را می‌توان در ۳ دسته‌بندی زیر تفکیک کرد:

بلاک چین‌های لایه یک

بلاک چین‌هایی که وظیفه تایید و انجام تراکنش‌ها را به عهده دارند و تمامی اطلاعات در آن‌ها در یک دفتر کل ذخیره می‌شود. هدف اصلی بلاک چین‌های لایه یک ذخیره و انتقال دارایی‌ به صورت امن و فرد‌به‌فرد است. از شبکه‌های بلاک چینی لایه یک می‌توان به شبکه‌هایی مانند بیت کوین، بیت کوین کش، لایت کوین و غیره اشاره کرد.

بلاک چین‌های لایه دو

به بلاک چین‌هایی که قابلیت اجرای قراردادهای هوشمند را دارا هستند و توسعه‌دهندگان با استفاده از بستر این شبکه‌ها می‌توانند برنامه‌های خود را ساخته و در اختیار کاربران قرار دهند، بلاک چین‌های لایه ۲ گفته می‌شود. هدف این شبکه‌ها از بین بردن مشکلات مالی در دنیای واقعی و غیر‌متمرکز‌‌‌سازی آن است. با استفاده از بلاک چین‌های لایه ۲ می‌توان انواع پلتفرم‌ها در امور مالی غیر‌متمرکز مانند پلتفرم‌های دیفای، ساخت و ثبت مالکیت در فضای اینترنت مانند NFT‌ها، ذخیره‌سازی غیر‌متمرکز اطلاعات و صدها مورد استفاده دیگر را ساخت و راه‌اندازی کرد. از شبکه‌های بلاک چینی لایه ۲ می‌توان به شبکه‌هایی مانند اتریوم، کاردانو، بایننس اسمارت چین، ترا و غیره اشاره کرد.

بلاک چین‌های لایه صفر

این نوع شبکه‌ها به نسبت تعریف جدیدتری در تکنولوژی بلاک چین هستند و می‌توان گفت شبکه پولکادات جزو اولین شبکه‌های بلاک چینی لایه صفر است. هر کدام از بلاک چین‌های موجود دارای مشکلاتی هستند و نمی‌توان گفت که آن‌ها به تنهایی می‌توانند آینده بلاک چین را رقم بزنند. شبکه پولکادات با هدف اتصال شبکه‌های مختلف بلاک چینی به یکدیگر و همگام‌سازی آ‌ن‌ها با هم، سعی می‌کند تا با فراهم کردن بستری برای پیوند بلاک چین‌های گوناگون امکان دسترسی به تمامی آن‌ها را از طریق شبکه پولکادات فراهم کند.

میدانید که شبکه پولکادات امکان ارسال هر نوع داده را بین شبکه‌های مختلف فراهم می‌کند و می‌توان گفت Polkadot قصد دارد به عنوان بستری برای ساخت شبکه‌های مختلف، که به صورت یکپارچه به هم متصل هستند تبدیل شود. پولکادات مزایای بسیاری در مقایسه با سایر شبکه‌های بلاک چینی دارد، که از این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

-شاردینگ (Sharding) ناهمگن به منظور ایجاد و جمع‌‌آوری شبکه‌های مختلف و فراهم کردن تعامل و ارتباط بین آن‌ها

-مدیریت شفاف و غیر‌متمرکز

-سازگاری بین‌زنجیره‌ای

-مقیاس‌پذیری بالا

-قابلیت آپدیت و ارتقا بدون نیاز به هارد فورک

کارکردشبکه پولکادات 

ساختار شبکه پولکادات در شکل بالا نشان داده شده است. این شبکه از هسته مرکزی به نام Relay Chain ساخته می‌شود. زنجیره رله قلب شبکه پولکادات است و مسئول تامین امنیت شبکه، اجماع و ایجاد ارتباط میان زنجیره‌های مختلف است.

در قسمت بعدی اعتبار‌سنج‌های (Validator) شبکه وجود دارند. اعتبار‌سنج‌ها مسئول تامین امنیت و ساخت بلاک‌ها در زنجیره رله را بر عهده دارند. اعتبار‌سنج‌ها اطلاعات مختلف را از پاراچین‌ها دریافت کرده و با اعتبار‌سنجی این اطلاعات آن‌ها را تایید و زنجیره رله ثبت می‌کنند.

پس از لایه اعتبار‌سنج‌ها، زنجیره‌های ناهمگون یا پاراچین‌ها (Parachain) وجود دارند. پاراچین‌ها بلاک چین‌های مستقلی هستند، که هر کدام ویژگی‌ها و قابلیت‌های مخصوص به خود را دارند و روی شبکه پولکادات ساخته شده‌اند. پاراچین‌ها با استفاده از زیرساخت شبکه پولکادات (Substrate) ساخته می‌شوند و به طور موازی با سایر پاراچین‌ها در ارتباط هستند.

در لایه بعدی نودهای تجمیع‌کننده (Collators) وجود دارند. وظیفه نودهای رابط جمع‌آوری و اجرای تراکنش‌های مختلف روی پاراچین‌ها و ارسال آن‌ها به پاراچین در قالب یک بلاک است.

پولکادات Substrate چیست؟

حتما میدانید که سابستریت (Substrate) در زبان فارسی به معنای زیرساخت یا لایه است. شبکه Polkadot یک پروتکل لایه صفر و چند‌زنجیره‌ای است که به عنوان پایه و اساس نسل سوم وب (Web 3) شناخته می‌شود. می‌توان گفت پولکادات Substrate اولین کیت توسعه (SDK) در بلاک چین است که توسط توسعه‌دهندگان برای ایجاد پاراچین‌هایی که شبکه پولکادات را تشکیل می‌دهند، استفاده می‌شود.

پولکادات Substrate به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا بلاک چین‌های تخصصی خود را ایجاد کنند. شرکت پریتی تکنولوژی Parity Technologies خالق و سازنده شبکه پولکادات، از کیت توسعه سابستریت برای ساخت این شبکه بهره برده است که نشان از سطح بالای عملکرد، مقیاس‌پذیری و استحکام کیت توسعه Substrate دارد. پریتی تکنولوژی در توصیف سابستریت می‌گوید این کیت پایه و اساس نوآوری در بلاک چین است.

Parity Technologies یک شرکت توسعه نرم‌افزاری است که در ساخت بسیاری از پروژه‌های نسل سوم وب مشارکت داشته است. این شرکت در سال ۲۰۱۵ تاسیس و موفق به ساخت برخی از سریع‌ترین و امن‌ترین نرم‌افزارهای متن باز برای وب غیرمتمرکز از جمله برنامه‌هایی برای شبکه‌هایی مانند اتریوم، بیت کوین و زی کش شد. شرکت پریتی اکنون برای برطرف کردن محدودیت‌های قبلی فناوری بلاک چین Substrate را ایجاد و در شبکه‌هایی مانند کوساما (Kusama) و پولکادات پیاده‌سازی کرده است.

از Substrate می توان برای ساخت هر نوع بلاک چین استفاده کرد و استفاده از آن فقط مختص به ساخت پاراچین‌های Polkadot نیست؛ اما توسعه‌دهندگانی که با استفاده از سابستریت، پاراچین‌های مختلف در شبکه پولکادات را ایجاد می‌کنند از مزایایی همچون امنیت داخلی بالا، قابلیت همکاری زنجیره‌ای متقابل و دسترسی به اکوسیستم روبه‌رشد پولکادات بهره‌مند می‌شوند. بیش از ۱۵۰ پروژه مختلف بلاک چینی بر روی کیت توسعه سابستریت ساخته شده‌اند که در میان آن‌ها پاراچین‌های شبکه پولکادات، بلاک چین‌های مستقل و زیرساخت‌های فراوانی وجود دارد. از شبکه‌های معروف بلاک چینی که از Substrate برای ساخت شبکه‌های خود استفاده کرده‌اند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

 Acala Network

 AnKR

 Bifrost

 Bluzelle

 Chainlink

 Enjin

Ontology

Celer

توسعه‌دهندگان با ساخت یک بلاک چین سفارشی توسط Substrate از آزادی عمل، مقیاس‌پذیری و بهینه‌سازی بیشتر در پلتفرم‌های خود نسبت به ساخت یک برنامه روی یک بلاک چین که از قراردادهای هوشمند پشتیبانی می‌کند، بهره‌مند می‌شوند.

گاوین وود (Gavin Wood) بناین‌گذار و مدیر سابق فناوری در شبکه اتریوم و بنیان‌گذار فعلی شبکه پولکادات و شرکت Parity Technologies، در مورد Substrate چنین می‌گوید:

Substrate در تلاش است تا بهترین چارچوب بلاک چین برای ساخت بلاک چین‌های سفارشی باشد. سابستریت خودش به تنهایی یک بلاک چین نیست، بلکه شبیه به چارچوب SDK در بلاک چین است. این بستر به شما توانایی می‌دهد تا شبکه‌هایی بسیار کارآمدتر از سایر شبکه‌های دیگر بسازید و به شما آزادی عمل می‌دهد تا زنجیره خود را هر طور که می‌خواهید تعریف کنید.

مزیت‌های استفاده از Substrate چیست؟

توسعه‌دهندگان با استفاده از سابستریت از امکانات بیشتری بهره‌مند می‌شوند و از محدودیت‌های بلاک چین‌های قرارداد هوشمند رهایی می‌یابند. توسعه‌دهندگان هنگامی که قصد راه‌اندازی برنامه‌های خود روی قرارداد هوشمند شبکه‌ای مانند اتریوم را دارند، باید از چارچوب‌ها و تصمیمات آن بلاک چین پیروی کنند؛ به طور مثال بلاک چین اتریوم محدودیت‌هایی را برای توسعه‌دهندگان ایجاد می‌کند که به شرح زیر است:

-راه‌اندازی تمام قابلیت‌ها بر اساس ماشین مجازی اتریوم (EVM)

-محدود بودن به استفاده از استخر تراکنش‌های اتریوم

-عدم ارتقای هسته اتریوم

-مقیاس‌پذیری پایین شبکه اتریوم و کارمزدهای بالا در این شبکه

اما توسعه‌دهندگان با استفاده از پولکادات Substrate و ساخت بلاک چین اختصاصی خود می‌توانند تمام ویژگی‌های مد نظر خودشان را در شبکه خود پیاده سازی کنند، در شبکه خود نوآوری داشته باشند و عملکرد برنامه‌های خود را به طرز چشمگیری ارتقا دهند.

رابطه بین پولکادات و Substrate چیست؟

رابطه بین شبکه پولکادات و سابستریت، مانند رابطه چارچوب یک شبکه با آن شبکه است. بلاک چین‌هایی که با سابستریت ساخته می‌شوند، به راحتی با شبکه‌های پولکادات و کوساما ادغام می‌شوند تا به پارچین‌های این شبکه‌ها تبدیل شوند. به‌عبارت ساده‌تر شبکه‌هایی که با استفاده از Substrate ساخته می‌شوند، به آسانی با شبکه‌های پولکادات و کوساما ارتباط برقرار کرده و به پاراچین‌های این شبکه‌ها تبدیل می‌شوند.

از منظر دیگر Substrate یک کیت توسعه نرم‌افزاری است که به وسیله آن توسعه‌دهندگان می‌توانند پاراچین‌ها را بسازند و پولکادات وسیله‌ای است که زنجیره‌های ساخته شده را ایمن می‌کند و اجازه می‌دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

نحوه کارکرد Substrate 

همانطور که گفته شد سابستریت یک کیت توسعه نرم‌افزاری است، که توسعه‌دهندگان می‌توانند با استفاده از آن پاراچین‌ها در شبکه پولکادات یا شبکه‌های بلاک چینی مستقل از شبکه پولکادات را ایجاد و راه‌اندازی کنند. از خدمات Substrate در چند قسمت مختلف می‌توان استفاده کرد که به شرح زیر است:

Substrate Node توسعه‌دهندگان می‌توانند از نودهای از پیش طراحی شده سابستریت در شبکه‌های خود استفاده کرده و شبکه‌هایشان را پیکر‌بندی کنند.

Substrate Frame توسعه‌دهندگان با استفاده از این قابلیت می‌توانند برنامه‌های متنوعی را در بلاک چین‌های خود پیاده‌سازی کرده و انواع داده‌ها در بلاک چین را پیکر‌بندی کنند.

Substrate Core با استفاده از این قابلیت توسعه‌دهندگان می‌توانند بلاک چین اختصاصی خود را با ویژگی‌های دلخواهشان راه‌اندازی کنند و انواع تغییرات را در آن اعمال کنند.

به طور کلی قابلیت‌های سابستریت به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا در هر مرحله از تصمیمات خود بین آزادی عمل در ساخت شبکه‌های بلاک چینی یا سهولت در توسعه خدمات خود انتخابی آزادانه داشته باشند. به بیان ساده‌تر توسعه‌دهندگان می‌توانند شبکه دلخواهشان را با استفاده از سابستریت با ویژگی‌هایی که مد نظر دارند ایجاد کنند، یا از ساختار آماده Substrate استفاده کرده و از ویژگی‌های آن استفاده کنند.