Astar体系架构入门

概述

在开始成为Astar区块链网络黑客的旅程之前,了解Polkadot是什么及其与Astar的关系是非常有必要的。如果您已经在Astar上进行开发工作,则无需浏览涵盖Substrate以及如何创建Runtime的内容, 但这对您了解运行时环境、术语以及如何利用这种互连的区块链网络很有帮助。

Polkadot是一个多链环境,它使称为平行链的区块链(Parachains)能够在安全,可信赖的环境中相互通信。

Astar是连接到Polkadot中继链的平行链链,专注于:

执行所有类型的智能合约。
提供EVM + Wasm智能合约运行环境,支持跨虚拟机Cross-VM(XVM)智能合约通信。
激励区块链生态系统创新并为dApp开发人员提供基础收入作为回报。
无缝地聚合生态系统中各平行链的优势或资产。

区块链基础

区块链是去中心化的分类账本系统,它以一系列被称作块的数据结构在去中心化的分布式节点上记录信息。块中包含的信息是一组有序的指令,这些指令可能会或可能不会导致状态更改。

在区块链网络中,称为节点的各个计算机相互通信,以形成分散的对等(P2P)网络。没有中央机构可以控制网络,通常参与块生产的每个节点都会存储组成链的块的相同数据副本。

在大多数情况下,用户通过提交可能导致状态更改的请求与区块链进行交互,例如, 更改文件所有者或将资金从一个账户转移到另一个账户的请求。这些事务请求被分配到网络上的其他所有节点执行,并由选中出块的节点组装成一个块。为确保链上数据的安全性和链的持续性, 这些节点使用某种形式的共识来就每个块中的数据状态以及所执行交易的顺序达成一致。

中继链的工作原理

Polkadot网络使用一种分层模型,其中平行链(称为“ parachains”)允许并行而不是顺序地处理交易。网络中的每个平行链都具有独特的数据状态转换功能。Polkadot是充当系统主链的中继链。

平行链在中继链上构建验证器并向验证器提出块,其中块在添加到最终链之前经过严格的可用性和有效性检查。由于中继链提供了安全保证,因此收集人节点（平行链的完整节点）没有任何安全责任,因此不需要强大的激励系统。这就是整个网络与发生的许多交易保持最新状态的方式。

底层

基于Polkadot的设计,只要链的状态改变逻辑可以编译为Wasm并遵循Relay Chain API,那么它就可以作为平行链连接到Polkadot网络。但是,当今大多数平行链都是使用 Substrate 框架构建。因为基于Substrate的平行链很容易集成到Polkadot或Kusama中。本质上Substrate是可用于构建任何区块链的SDK,Polkadot作为所有区块链的基础中心并允许它们相互通信。

Astar Network是使用Substrate构建的,并继承了许多Substrate功能,例如Accounts。

在高层次上Substrate节点提供了具有两个主要元素的分层环境:

外部节点,用于处理网络活动,例如对等发现,管理事务请求,与对等达成共识以及响应RPC调用。
包含用于执行区块链状态转换函数的所有业务逻辑的运行时。

FRAME框架

FRAME是模块化实体运行时聚合框架的首字母缩写,该框架包含大量简化运行时开发的模块和支持库。在Substrate中,这些模块(称为pallet)为您希望在运行时中包含的不同用例和功能提供了可自定义的业务逻辑。例如,有些pallet为交易,共识,治理和其他常见活动提供了业务逻辑框架。

在区块链上运行的应用程序

在区块链上运行的应用程序(通常称为分散式应用程序或dApps)通常是使用前端框架编写的Web应用程序,但由后端的智能合同提供支持, 影响区块链状态。

所谓智能合约，是在区块链上运行并在特定条件下代表用户执行交易的程序。开发人员可以编写智能合约,以确保记录程序执行交易的结果,并且不会受到篡改。但是,智能合约需在沙盒式环境中运行,在该环境中,开发人员无法访问基础区块链功能,例如共识,存储或交易层,而是遵守宿主链的固定规则和限制。需求更为复杂的合约开发人员经常为这些限制作为权衡,而Astar则为这些开发需求做出核心设计决策,从而缩短了开发生命周期。

智能合约在哪里执行?

Polkadot运行时不支持智能合约。智能合约需要虚拟机(VM)环境才能执行,而最著名且得到广泛支持的平台是以太坊虚拟机(EVM)。Substrate FRAME包含支持Wasm智能合同执行以及EVM的模块。

以太坊虚拟机(EVM)

以太坊虚拟机(EVM)是一台虚拟计算机,其组件使以太坊网络参与者能够存储数据并就该数据的状态达成一致。在基于Substrate的区块链上,EVM的核心职责在EVM pallet中实现,该pallet负责执行以Solidity等高级语言编写的以太坊智能合约字节码。Astar EVM提供了一个完全兼容以太坊虚拟机的平台,您可以在官网 EVM文档了解更多信息。

Wasm合约的Substrate虚拟机

Substrate还附带一个用于智能合约的模块,称为 pallet-contracts。如果在Substrate上开发了平行链,则可以通过包含此pallet轻松为链添加智能合约功能。Astar支持这种Polkadot原生智能合约方法,您可以在官网 WASM文档了解更多信息。

以上就是这期Astar入门知识的部分，欢迎关注后续更为深入的内容。

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