SubstrateNota de investigación14 min
Qué es Substrate hoy: el Polkadot SDK por dentro
Qué es Substrate dentro del Polkadot SDK, cómo se reparten FRAME, Cumulus y XCM, y cómo ubicar un crate por su prefijo sc-, sp- o pallet-.
Plataformas
Substrate: del runtime al consenso propio
Una ruta de 20 capítulos, de neófito a experto, por el framework base del Polkadot SDK: el runtime como función de transición de estado, FRAME, extrinsics, pesos, actualizaciones sin fork, producción de bloques con Aura, BABE y Sassafras, finalidad con GRANDPA y BEEFY, y cómo conectar un consenso BFT propio a un nodo.
Capítulos
20
4 etapas
Nivel
De neófito a experto
Ingeniería que ya conoce el consenso BFT y quiere operar o extender una cadena Substrate
Etapa 01
Neófito
Capítulos 1–5: qué es Substrate en el Polkadot SDK, la cadena como función de transición, el runtime en Wasm, FRAME y un primer nodo local.
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SubstrateNota de investigación14 min
La cadena como función de transición de estado
Estado N más bloque N da estado N+1: qué significa que el runtime de Substrate sea la función de transición de estado y qué queda para el nodo.
SubstrateNota de investigación15 min
El runtime en Wasm: nodo y runtime hablan por dos puertas
Dónde vive el runtime de Substrate (la clave :code del estado) y cómo conversa con el nodo: host functions de sp_io y runtime APIs de sp_api.
SubstrateNota de investigación14 min
FRAME: pallets que se ensamblan en un runtime
Cómo FRAME arma un runtime de Substrate con pallets: Config, storage, llamadas, eventos y errores unidos con construct_runtime, y en qué difiere de un contrato.
SubstrateNota de investigación16 min
Tu primer nodo local: templates, omni-node y chain spec
Tres caminos para levantar una cadena Substrate local: polkadot-omni-node con chain spec, un template o el nodo kitchensink, y qué guarda el génesis.
Etapa 02
Intermedio
Capítulos 6–10: extrinsics, estado y trie, pesos y comisiones, actualizaciones sin fork y offchain workers.
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SubstrateNota de investigación16 min
Extrinsics: transacciones firmadas, sin firmar e inherentes
Qué entra a un bloque Substrate desde fuera del runtime, cómo se codifica un extrinsic versión 5 y qué comprueban las transaction extensions antes de ejecutarlo.
SubstrateNota de investigación13 min
El estado: clave-valor, trie radix-16 y raíz de estado
Cómo guarda Substrate el estado como bytes opacos, cómo FRAME arma las claves y cómo el trie radix-16 permite probar un valor con unos pocos nodos.
SubstrateNota de investigación13 min
Pesos y comisiones: medir antes de ejecutar
Por qué Substrate no mide gas instrucción por instrucción, qué son ref_time y proof_size, cómo se escribe un benchmark del peor caso y cómo se calcula la comisión.
SubstrateNota de investigación14 min
Actualizar sin fork: set_code, versiones y migraciones
Cómo una cadena Substrate cambia su lógica escribiendo un Wasm nuevo en :code, qué comprueba set_code, por qué hay que subir spec_version y cómo se prueban las migraciones.
SubstrateNota de investigación12 min
Offchain workers: lo que el runtime hace fuera de la cadena
Qué es un offchain worker en Substrate, por qué puede llamar a una API HTTP sin romper el determinismo y por qué su única vía para cambiar el estado es enviar un extrinsic.
Etapa 03
Avanzado
Capítulos 11–16: slots y Aura, BABE, GRANDPA, sincronización y light clients, parachains con Cumulus y XCM.
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SubstrateNota de investigación17 min
Producción de bloques por turnos: slots y Aura
Cómo Substrate divide el tiempo en slots, por qué Aura asigna cada slot a A[s mod |A|] y qué falta para que esos bloques sean definitivos.
SubstrateNota de investigación18 min
BABE: una lotería VRF para producir bloques
Cómo BABE sortea cada slot con una VRF secreta, por qué a veces ganan dos o nadie, y qué hacen las épocas, los slots secundarios y el fork choice.
SubstrateNota de investigación18 min
GRANDPA: finalizar cadenas, no bloques
Cómo GRANDPA finaliza prefijos de cadena con prevotes, precommits y 2/3-GHOST, por qué tolera f < n/3 y qué pasa cuando la finalidad se detiene.
SubstrateNota de investigación15 min
Ponerse al día: full, fast y warp sync; light clients
Cómo un nodo nuevo llega al estado actual de una cadena Substrate sin confiar en un peer: full, fast y warp sync, justificaciones GRANDPA y light clients.
SubstrateNota de investigación16 min
Parachains con Cumulus: seguridad compartida
Qué cambia cuando una cadena Substrate deja de finalizarse sola: collators, PoV, función de validación, respaldo e inclusión en la relay chain y proof_size.
SubstrateNota de investigación18 min
XCM: un lenguaje de intenciones entre sistemas de consenso
Qué es XCM en el Polkadot SDK: programas que ejecuta la XCVM, ubicaciones relativas, reserva frente a teletransporte y la confianza que fija el executor.
Etapa 04
Experto
Capítulos 17–20: Sassafras, BEEFY y puentes, la anatomía del consenso en el nodo y un consenso BFT propio como cierre.
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SubstrateNota de investigación18 min
Sassafras: un solo productor por slot, en secreto
Cómo Sassafras busca un bloque por slot sin revelar al productor: tickets con ring VRF, repetidores y orden outside-in. Estado real en el Polkadot SDK: experimental.
SubstrateNota de investigación17 min
BEEFY: finalidad compacta para puentes
Por qué GRANDPA es caro de verificar en Ethereum y cómo BEEFY firma compromisos ECDSA sobre una raíz MMR, con muestreo aleatorio en el light client del puente.
SubstrateNota de investigación21 min
Anatomía del consenso en un nodo Substrate
El recorrido de un bloque por el nodo, leído en el código del Polkadot SDK: import queue, BlockImport, fork choice, justificaciones, finalidad y autoría.
SubstrateNota de investigación21 min
Capstone: conectar un consenso BFT propio (estilo HotStuff) a un nodo Substrate
Guía de ingeniería, desde el código del Polkadot SDK, para reemplazar GRANDPA o la producción por un protocolo BFT estilo HotStuff: QC como justificación, sync y pruebas.