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Rust之Substrate框架中Core详解

RustSubstrate框架CoreSubstrateCore 2023-05-18 17:05:47 268人浏览 八月长安
摘要

目录Substrate框架简介Substrate框架中Core部分概述Substrate Core的核心功能区块链系统基础部分节点本地功能模块共识算法区块同步交易池管理如何使用Sub

Substrate框架简介

Substrate是一个用于构建区块链的开发框架,它由Parity团队基于Rust语言开发而成,是一个开箱即用的区块链构造器。

Substrate框架中Core部分概述

Substrate框架中的Core部分涵盖了链的系统基础部分的功能,是该框架提供的核心功能。

Substrate Core的核心功能

Substrate Core具有以下几个核心功能:

  • 区块链系统基础部分
  • 节点本地功能模块
  • 共识算法
  • 区块同步
  • 交易池管理

下面我们将分别对这几个核心功能进行详细的介绍。

区块链系统基础部分

Substrate Core包括了区块链系统基础部分,例如区块结构、交易结构、账户模型等。这些基础部分为开发者提供了一个稳定可靠的区块链基础设施。

下面是一个简单的区块结构定义代码示例:

// 定义一个区块结构体
#[derive(Clone)]
pub struct Block {
    header: Header,
    extrinsics: Vec<Extrinsic>,
}

// 定义一个区块头结构体
#[derive(Clone)]
pub struct Header {
    parent_hash: Hash,
    number: BlockNumber,
    state_root: Hash,
    extrinsics_root: Hash,
    digest: Digest,
}

在上面的代码中,我们定义了两个结构体:BlockHeader。它们分别表示区块和区块头。这只是一个简单的示例,实际应用中区块链系统基础部分会更加复杂。

节点本地功能模块

Substrate Core还包括了节点本地功能模块,例如P2P网络rpc接口、存储管理等。这些功能模块为开发者提供了一个完整的区块链节点实现方案。

下面是一个简单的P2P网络配置代码示例:

// 配置P2P网络
let mut network_config = NetworkConfiguration::new(
    "my-node",
    "my-node",
    Default::default(),
    None,
);
network_config.boot_nodes = config.network.bootnodes;
network_config.net_config_path = Some(config_dir.join("network"));

在上面的代码中,我们配置了一个P2P网络。我们指定了节点名称、节点描述、默认监听地址和网络配置文件路径等信息。这只是一个简单的示例,实际应用中节点本地功能模块会更加复杂。

共识算法

Substrate Core支持多种共识算法,例如Aura、Babe、GRANDPA等。开发者可以根据自己的需求选择合适的共识算法。

下面是一个简单的Aura共识算法配置代码示例:

// 配置Aura共识算法
let aura = sc_finality_grandpa::GrandpaBlockImport::new(
    client.clone(),
    &(client.clone() as Arc<_>),
    select_chain,
    telemetry.as_ref().map(|x| x.handle()),
);

let import_queue = sc_consensus_aura::import_queue::<_, _, _, AuraPair, _, _>(
    sc_consensus_aura::slot_duration(&*client)?,
    aura,
    None,
    Some(Box::new(justification_import)),
    client,
    InherentDataProviders::new(),
    spawner,
    telemetry.as_ref

区块同步

Substrate Core支持区块同步功能,可以让节点快速同步到最新的区块高度。它支持多种同步策略,例如快速同步、完整同步等。

下面是一个简单的区块同步代码示例:

// 实现区块同步功能
fn sync_blocks(&self) {
    // 获取本地区块高度
    let local_height = self.backend.blockchain().info().best_number;
    // 获取网络区块高度
    let network_height = self.network.best_seen_block().unwrap_or(Zero::zero());
    // 判断是否需要同步
    if network_height > local_height {
        // 执行区块同步操作
        // ...
    }
}

在上面的代码中,我们实现了一个简单的区块同步功能。它首先获取本地区块高度和网络区块高度,然后判断是否需要执行区块同步操作。这只是一个简单的示例,实际应用中区块同步功能会更加复杂。

交易池管理

Substrate Core支持交易池管理功能,可以让节点有效地管理交易池中的交易。它支持多种交易选择策略,例如按照手续费排序、按照时间排序等。

下面是一个简单的交易池管理代码示例:

// 实现交易池管理功能
fn manage_transaction_pool(&self) {
    // 获取交易池中的所有交易
    let transactions = self.transaction_pool.ready();
    // 按照手续费排序
    let sorted_transactions = transactions.sorted_by(|a, b| b.fee.cmp(&a.fee));
    // 选择前N个交易
    let selected_transactions = sorted_transactions.take(N);
    // ...
}
复制代码

在上面的代码中,我们实现了一个简单的交易池管理功能。它首先获取交易池中的所有交易,然后按照手续费进行排序,最后选择前N个交易。这只是一个简单的示例,实际应用中交易池管理功能会更加复杂。

如何使用Substrate Core实现区块链应用

要使用Substrate Core实现区块链应用,首先需要安装和配置Substrate Core。然后,可以根据自己的需求设计和实现区块链应用。最后,需要对区块链应用进行测试和部署。

下面我们将分别对这几个步骤进行详细的介绍。

安装和配置Substrate Core

要安装Substrate Core,首先需要安装Rust语言环境。可以通过以下命令安装Rust语言环境:

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh

安装完成后,可以通过以下命令安装Substrate Core:

carGo install substrate --git Https://GitHub.com/paritytech/substrate.git --tag <version>

其中<version>表示要安装的Substrate版本号。

安装完成后,可以通过修改配置文件来配置Substrate Core。配置文件通常位于$HOME/.substrate/config目录下。

设计和实现区块链应用

要使用Substrate Core设计和实现区块链应用,首先需要确定应用的需求和功能。然后,可以根据需求和功能设计应用的架构和模块。

在设计完成后,可以使用Rust语言来实现应用。Substrate框架提供了丰富的api和文档,可以帮助开发者快速实现应用。

下面是一个简单的运行时模块定义代码示例:

// 定义一个运行时模块
decl_module! {
    pub struct Module<T: Trait> for enum Call where origin: T::Origin {
    // 定义一个调用函数 
    #[weight = 0] 
    pub fn my_call(origin, value: u64) -> DispatchResult {
    let sender = ensure_signed(origin)?;
    // 更新存储项
    MyValue::<T>::insert(&sender, value); Ok(()) 
      } 
     } 
    }

在上面的代码中,我们定义了一个运行时模块,并在其中定义了一个调用函数my_call。这个函数接受一个value参数,并将其存储到存储项中。这只是一个简单的示例,实际应用中区块链应用会更加复杂。

测试和部署区块链应用

在实现完成后,需要对区块链应用进行测试和部署。测试可以通过编写测试用例来进行,也可以通过手动测试来进行。

在测试完成后,可以将区块链应用部署到服务器上。部署可以通过手动部署来进行,也可以通过自动化部署工具来进行。

下面是一个简单的部署脚本示例:

# 启动节点
./target/release/substrate --chain my-chain.JSON

在上面的脚本中,我们启动了一个Substrate节点,并指定了链配置文件。这只是一个简单的示例,实际应用中部署过程会更加复杂。

Substrate Core的应用案例

Substrate Core已经被广泛应用于各种区块链项目中。下面我们将分别介绍一些公链、联盟链和私有链的应用案例。

公链应用案例

Polkadot是一个著名的基于Substrate框架开发的公链项目。它旨在实现多个区块链之间的互操作性。

下面是一个简单的Polkadot运行时模块定义代码示例:

// 定义一个运行时模块
decl_module! {
    pub struct Module<T: Trait> for enum Call where origin: T::Origin {
        // 定义一个调用函数
        #[weight = 0]
        pub fn transfer(origin, to: T::AccountId, value: BalanceOf<T>) -> DispatchResult {
            let sender = ensure_signed(origin)?;
            // 执行转账操作
            T::Currency::transfer(&sender, &to, value, ExistenceRequirement::AllowDeath)?;
            Ok(())
        }
    }
}

在上面的代码中,我们定义了一个运行时模块,并在其中定义了一个调用函数transfer。这个函数接受两个参数:tovalue,分别表示转账目标和转账金额。然后,它调用Currency::transfer方法执行转账操作。这只是一个简单的示例,实际应用中Polkadot会更加复杂。

联盟链应用案例

联盟链是一种特殊类型的区块链,它由多个组织共同维护和管理。Substrate框架也可以用于开发联盟链应用。

例如,可以使用Substrate框架开发一个供应链金融联盟链。这个联盟链可以由多个银行、企业和政府机构共同维护和管理。

下面是一个简单的供应链金融联盟链运行时模块定义代码示例:

// 定义一个运行时模块
decl_module! {
    pub struct Module<T: Trait> for enum Call where origin: T::Origin {
        // 定义一个调用函数
        #[weight = 0]
        pub fn issue_loan(origin, to: T::AccountId, value: BalanceOf<T>) -> DispatchResult {
            let sender = ensure_signed(origin)?;
            // 检查发放贷款的权限 
            ensure!(sender == T::LoanIssuer::get(), Error::<T>::NotAuthorized); 
            // 发放贷款 
            T::Currency::deposit_creating(&to, value);
            Ok(()) 
                } 
              } 
            }

在上面的代码中,我们定义了一个运行时模块,并在其中定义了一个调用函数issue_loan。这个函数接受两个参数:tovalue,分别表示贷款目标和贷款金额。然后,它检查发放贷款的权限,并调用Currency::deposit_creating方法发放贷款。这只是一个简单的示例,实际应用中联盟链会更加复杂。

私有链应用案例

私有链是一种特殊类型的区块链,它由单个组织独立维护和管理。Substrate框架也可以用于开发私有链应用。

例如,可以使用Substrate框架开发一个数字资产管理私有链。这个私有链可以由单个企业独立维护和管理,用于管理企业内部的数字资产。

下面是一个简单的数字资产管理私有链运行时模块定义代码示例:

// 定义一个运行时模块
decl_module! {
    pub struct Module<T: Trait> for enum Call where origin: T::Origin {
        // 定义一个调用函数
        #[weight = 0]
        pub fn issue_asset(origin, to: T::AccountId, value: BalanceOf<T>) -> DispatchResult {
            let sender = ensure_signed(origin)?;
            // 检查发行资产的权限
            ensure!(sender == T::AssetIssuer::get(), Error::<T>::NotAuthorized);
            // 发行资产
            T::Currency::deposit_creating(&to, value);
            Ok(())
        }
    }
}

在上面的代码中,我们定义了一个运行时模块,并在其中定义了一个调用函数issue_asset。这个函数接受两个参数:tovalue,分别表示资产发行目标和资产发行数量。然后,它检查发行资产的权限,并调用Currency::deposit_creating方法发行资产。这只是一个简单的示例,实际应用中私有链会更加复杂。

总之,Substrate Core是一个非常强大的区块链开发框架。它具有丰富的核心功能,并且支持多种区块链应用场景。希望本文能够帮助您更好地理解Substrate Core。

以上就是Substrate框架中Core详解的详细内容,更多关于Substrate Core的资料请关注编程网其它相关文章!

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本文标题: Rust之Substrate框架中Core详解

本文链接: https://lsjlt.com/news/212220.html(转载时请注明来源链接)

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