以太坊教程:搭建环境、编写编译一个智能合约

hubwiz · · 925 次点击 · · 开始浏览    
这是一个创建于 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
本以太坊教程主要是介绍:搭建一个开发环境、编写编译一个智能合约。 ### 以太坊是什么 以太坊(Ethereum)是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台。通过其专用加密货币以太币(Ether)提供去中心化的虚拟机(“以太虚拟机” Ethereum Virtual Machine)来处理点对点合约。 以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员Vitalik Buterin,受比特币启发后提出,大意为“下一代加密货币与去中心化应用平台”,在2014年通过ICO众筹得以开始发展。目前以太币是市值第二高的加密货币,仅次于比特币。 ### 以太坊区块链是什么? 以太坊区块链有 2 个主要组件: - 数据存储:网络中每笔交易都存储在区块链上。当你部署合约时,就是一笔交易。当你执行合约功能时,也是另一笔交易。所有的这些交易都是公开的,每个人都可以看到并进行验证。这个数据永远也无法篡改。为了确保网络中的所有节点都有着同一份数据拷贝,并且没有向区块链中写入任何的无效数据,以太坊使用一个叫做工作量证明的算法来保证网络安全。 - 代码:就数据的层面而言,区块链就是存储交易。在以太坊的世界里,你可以通过一个叫 Solidity 的语言编写逻辑/应用代码(也就是智能合约)。然后用 solidity 编译器将代码编译为以太坊字节码,并将字节码部署到区块链上(也有一些其他的语言可以写合约,不过 solidity 是到目前为止用得最多也是相对更容易的选择)。所以,以太坊不仅仅会存储交易数据,它还会存储和执行智能合约代码。 可以简单的理解以太坊区块链的作用就是存储数据和代码,并在 EVM(Ethereum Virtual Machine,以太坊虚拟机)中执行代码。 ### 要准备的基础知识 为了进行以太坊开发,你应该对以下语言/技术有基本了解: - 熟悉某种面向对象语言(如Python,Java,go) - HTML/CSS/Javascript - 基本的命令行交互如Linux shell命令 - 理解数据库的基本概念 为了构建以太坊去中心化应用即Dapp(Decentralized application),以太坊有一个非常方便的 JavaScript 库即 web3.js,你也可以在一些 js 框架中直接引入该库构建应用,比如 react,angular,vue 等。 ### 示例:一个以太坊投票应用 [以太坊教程](http://xc.hubwiz.com/course/5a952991adb3847553d205d1)示例中,我们将会构建一个简单的去中心化投票应用。所谓去中心化应用,就是一个不只存在于某一中心化服务器上的应用。在网络中成百上千的电脑上,会运行着非常多的应用副本,这使得它几乎不可能出现宕机的情况。你将会构建一个投票应用,在这个应用中,你可以初始化参与选举的候选者,并对候选者投票,而这些投票将会被记录在区块链上。你将会经历编写投票合约,部署到区块链并与之交互的整个过程。你将会了解什么是一个合约,将合约部署到区块链上并与之交互意味着什么。 本质上,区块链就像是一个分布式数据库,这个数据库维护了一个不断增长的记录链表。如果熟悉关系型数据库,你应该知道一张表里有很多行的数据。现在,对数据进行批(batch)量处理(比如每批 100 行),并将每个处理的批次相连。就可以形成一个区块链了!在区块链里,每个批次的数据就叫一个块(block),块里的每一行就叫一笔交易(transaction)。 现在,你对以太坊已经有了基本了解,我们可以开始构建投票的 dapp 了。这将会加强你对以太坊的认识,并且初略了解以太坊的功能。 ### 以太坊开发环境搭建 #### Linux 示例是 Ubuntu 16.04 下的学习环境搭建,你只需要成功安装了 nodejs 和 npm,就可以继续项目的下一步了。 我们通过 npm 安装 ganache 和 web3 包来为[以太坊教程](http://xc.hubwiz.com/course/5a952991adb3847553d205d1)提供支撑。我们也需要安装 solc来编译合约。 下面是安装过程: ``` $ sudo apt-get update $ curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_7.x -o nodesource_setup.sh $ sudo bash nodesource_setup.sh $ sudo apt-get install nodejs $ node --version v7.4.0 $ npm --version 4.0.5 $ mkdir -p ethereum_voting_dapp/chapter1 $ cd ethereum_voting_dapp/chapter1 $ npm install ganache-cli web3@0.20.1 solc $ node_modules/.bin/ganache-cli ``` 如果安装成功,运行命令node_modules/.bin/ganache-cli,应该能够看到下面的输出。 ``` Ganache CLI v6.0.3 (ganache-core: 2.0.2) Available Accounts ================== (0) 0x5c252a0c0475f9711b56ab160a1999729eccce97 (1) 0x353d310bed379b2d1df3b727645e200997016ba3 (2) 0xa3ddc09b5e49d654a43e161cae3f865261cabd23 (3) 0xa8a188c6d97ec8cf905cc1dd1cd318e887249ec5 (4) 0xc0aa5f8b79db71335dacc7cd116f357d7ecd2798 (5) 0xda695959ff85f0581ca924e549567390a0034058 (6) 0xd4ee63452555a87048dcfe2a039208d113323790 (7) 0xc60c8a7b752d38e35e0359e25a2e0f6692b10d14 (8) 0xba7ec95286334e8634e89760fab8d2ec1226bf42 (9) 0x208e02303fe29be3698732e92ca32b88d80a2d36 Private Keys ================== (0) a6de9563d3db157ed9926a993559dc177be74a23fd88ff5776ff0505d21fed2b (1) 17f71d31360fbafbc90cad906723430e9694daed3c24e1e9e186b4e3ccf4d603 (2) ad2b90ce116945c11eaf081f60976d5d1d52f721e659887fcebce5c81ee6ce99 (3) 68e2288df55cbc3a13a2953508c8e0457e1e71cd8ae62f0c78c3a5c929f35430 (4) 9753b05bd606e2ffc65a190420524f2efc8b16edb8489e734a607f589f0b67a8 (5) 6e8e8c468cf75fd4de0406a1a32819036b9fa64163e8be5bb6f7914ac71251cc (6) c287c82e2040d271b9a4e071190715d40c0b861eb248d5a671874f3ca6d978a9 (7) cec41ef9ccf6cb3007c759bf3fce8ca485239af1092065aa52b703fd04803c9d (8) c890580206f0bbea67542246d09ab4bef7eeaa22c3448dcb7253ac2414a5362a (9) eb8841a5ae34ff3f4248586e73fcb274a7f5dd2dc07b352d2c4b71132b3c73f0 HD Wallet ================== Mnemonic: cancel better shock lady capable main crunch alcohol derive alarm duck umbrella Base HD Path: m/44'/60'/0'/0/{account_index} Listening on localhost:8545 ``` 为了便于测试,ganache 默认会创建 10 个账户,每个账户有 100 个以太。如果你还不懂什么是账户,把它想象成存钱的银行账户就可以了(以太(Ether,ETH)就是以太坊生态系统中的 钱/货币)。你需要用这个账户创建交易,发送/接收以太。 #### MacOS 如果你还没有安装 homebrew,请按照 https://brew.sh/ 的指示安装 homebrew。homebrew 是一个包管理器,它可以帮助我们安装开发所需的所有其他软件。按照下面的指示安装所有其他所需的包。 ``` $ brew update $ brew install nodejs $ node --version v7.10.0 $ npm --version 4.2.0 $ mkdir -p ethereum_voting_dapp/chapter1 $ cd ethereum_voting_dapp/chapter1 $ npm install ganache-cli web3@0.20.1 solc $ node_modules/.bin/ganache-cli ``` 我们通过 npm 安装 ganache 和 web3 包。我们也需要安装 solc 来编译合约。 如果安装成功,运行命令node_modules/.bin/ganache-cli,应该能够看到右图所示的输出。 ``` Ganache CLI v6.0.3 (ganache-core: 2.0.2) Available Accounts ================== (0) 0x5c252a0c0475f9711b56ab160a1999729eccce97 (1) 0x353d310bed379b2d1df3b727645e200997016ba3 (2) 0xa3ddc09b5e49d654a43e161cae3f865261cabd23 (3) 0xa8a188c6d97ec8cf905cc1dd1cd318e887249ec5 (4) 0xc0aa5f8b79db71335dacc7cd116f357d7ecd2798 (5) 0xda695959ff85f0581ca924e549567390a0034058 (6) 0xd4ee63452555a87048dcfe2a039208d113323790 (7) 0xc60c8a7b752d38e35e0359e25a2e0f6692b10d14 (8) 0xba7ec95286334e8634e89760fab8d2ec1226bf42 (9) 0x208e02303fe29be3698732e92ca32b88d80a2d36 Private Keys ================== (0) a6de9563d3db157ed9926a993559dc177be74a23fd88ff5776ff0505d21fed2b (1) 17f71d31360fbafbc90cad906723430e9694daed3c24e1e9e186b4e3ccf4d603 (2) ad2b90ce116945c11eaf081f60976d5d1d52f721e659887fcebce5c81ee6ce99 (3) 68e2288df55cbc3a13a2953508c8e0457e1e71cd8ae62f0c78c3a5c929f35430 (4) 9753b05bd606e2ffc65a190420524f2efc8b16edb8489e734a607f589f0b67a8 (5) 6e8e8c468cf75fd4de0406a1a32819036b9fa64163e8be5bb6f7914ac71251cc (6) c287c82e2040d271b9a4e071190715d40c0b861eb248d5a671874f3ca6d978a9 (7) cec41ef9ccf6cb3007c759bf3fce8ca485239af1092065aa52b703fd04803c9d (8) c890580206f0bbea67542246d09ab4bef7eeaa22c3448dcb7253ac2414a5362a (9) eb8841a5ae34ff3f4248586e73fcb274a7f5dd2dc07b352d2c4b71132b3c73f0 HD Wallet ================== Mnemonic: cancel better shock lady capable main crunch alcohol derive alarm duck umbrella Base HD Path: m/44'/60'/0'/0/{account_index} Listening on localhost:8545 ``` 为了便于测试,ganache 默认会创建 10 个账户,每个账户有 100 个以太。如果你还不懂什么是以太坊账户,把它想象成存钱的银行账户就可以了(以太(Ether, ETH)就是以太坊生态系统中的钱/货币)。你需要用这个账户创建交易,发送/接收以太。 #### Windows - 安装 Visual Studio Community Edition。如果你选择定制安装,那么至少应该安装 Visual C++(目前的版本是 VS 2017) - 安装 Windows SDK for Windows - 安装 Python 2.7 如果你还没有安装的话,并且确保将它加入到环境变量 PATH - 安装 git 如果你还没有安装并加入到 PATH - 安装 OpenSSL。确保选择了正确的安装包,并且只安装完整版(而不是轻装版)。你必须将 OpenSSL 安装到推荐安装的位置 -- 不要改变安装路径 - 下载和安装 node v8.1.2 。不推荐使用版本 v6.11.0 搭配 VS2017 - 执行命令 npm install ganache-cli web3@0.20.1 solc ### Solidity Contracts 现在已经安装好 ganache 并运行,我们将会开始编写第一个以太坊智能合约。 我们会使用 solidity 编程语言来编写合约。如果你熟悉面向对象编程,学习用 solidity 写合约应该非常简单。我们会写一个叫做 Voting 的合约(可以把合约看成是面对对象编程语言的一个类),这个合约有以下内容: - 一个构造函数,用来初始化一些候选者。 - 一个用来投票的方法(对投票数加 1) - 一个返回候选者所获得的总票数的方法 当你把合约部署到区块链的时候,就会调用构造函数,并只调用一次。与 web 世界里每次部署代码都会覆盖旧代码不同,在区块链上部署的合约是不可改变的,也就是说,如果你更新合约并再次部署,旧的合约仍然会在区块链上存在,并且数据仍在。新的部署将会创建合约的一个新的实例。 ``` pragma solidity ^0.4.18; contract Voting { mapping (bytes32 => uint8) public votesReceived; bytes32[] public candidateList; function Voting(bytes32[] candidateNames) public { candidateList = candidateNames; } function totalVotesFor(bytes32 candidate) view public returns (uint8) { require(validCandidate(candidate)); return votesReceived[candidate]; } function voteForCandidate(bytes32 candidate) public { require(validCandidate(candidate)); votesReceived[candidate] += 1; } function validCandidate(bytes32 candidate) view public returns (bool) { for(uint i = 0; i < candidateList.length; i++) { if (candidateList[i] == candidate) { return true; } } return false; } } ``` 将右侧代码拷贝到一个叫做 Voting.sol 的文件中,并保存到 chapter1 目录下面。 **代码和解释** - Line 1. 我们必须指定代码将会哪个版本的编译器进行编译 - Line 3. mapping 相当于一个关联数组或者是字典,是一个键值对。mapping votesReceived 的键是候选者的名字,类型为 bytes32。mapping 的值是一个未赋值的整型,存储的是投票数。 - Line 4. 在很多编程语言中,仅仅通过 votesReceived.keys 就可以获取所有的候选者姓名。但是,但是在 solidity 中没有这样的方法,所以我们必须单独管理一个候选者数组 candidateList。 - Line 14. 注意到 votesReceived[key] 有一个默认值 0,所以你不需要将其初始化为 0,直接加1 即可。 你也会注意到每个函数有个可见性说明符(visibility specifier)(比如本例中的 public)。这意味着,函数可以从合约外调用。如果你不想要其他任何人调用这个函数,你可以把它设置为私有(private)函数。如果你不指定可见性,编译器会抛出一个警告。最近 solidity 编译器进行了一些改进,如果用户忘记了对私有函数进行标记导致了外部可以调用私有函数,编译器会捕获这个问题。 [这里](http://solidity.readthedocs.io/en/develop/miscellaneous.html#function-visibility-specifiers) 可以看到所有的可见性说明符。 你也会在一些函数上看到一个修饰符 view。它通常用来告诉编译器函数是只读的(也就是说,调用该函数,区块链状态并不会更新)。所有的修饰符都可以在 [这里](http://solidity.readthedocs.io/en/develop/miscellaneous.html#modifiers) 看到。 ### 编译智能合约 我们将会使用上一节安装的 solc 库来编译代码。如果你还记得的话,之前我们提到过 web3js 是一个库,它能够让你通过 RPC 与区块链进行交互。我们将会在 node 控制台里用这个库部署合约,并与区块链进行交互。 首先,在终端中运行 node 进入 node 控制台,初始化 web3 对象,并向区块链查询获取所有的账户。 >确保与此同时 ganache 已经在另一个窗口中运行 为了编译合约,先从 Voting.sol 中加载代码并绑定到一个 string 类型的变量,然后像下边这样对合约进行编译。 ``` $ node In the node console > Web3 = require('web3') > web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:8545")); > web3.eth.accounts ['0x5c252a0c0475f9711b56ab160a1999729eccce97' '0x353d310bed379b2d1df3b727645e200997016ba3' '0xa3ddc09b5e49d654a43e161cae3f865261cabd23' '0xa8a188c6d97ec8cf905cc1dd1cd318e887249ec5' '0xc0aa5f8b79db71335dacc7cd116f357d7ecd2798' '0xda695959ff85f0581ca924e549567390a0034058' '0xd4ee63452555a87048dcfe2a039208d113323790' '0xc60c8a7b752d38e35e0359e25a2e0f6692b10d14' '0xba7ec95286334e8634e89760fab8d2ec1226bf42' '0x208e02303fe29be3698732e92ca32b88d80a2d36'] > code = fs.readFileSync('Voting.sol').toString() > solc = require('solc') > compiledCode = solc.compile(code) ``` 当你成功地编译好合约,打印 compiledCode 对象(直接在 node 控制台输入 compiledCode 就可以看到内容),你会注意到有两个重要的字段,它们很重要,你必须要理解: - 1.compiledCode.contracts[':Voting'].bytecode: 这就是 Voting.sol 编译好后的字节码。也是要部署到区块链上的代码。 - 2.compiledCode.contracts[':Voting'].interface: 这是一个合约的接口或者说模板(叫做 abi 定义),它告诉了用户在这个合约里有哪些方法。在未来无论何时你想要跟任意一个合约进行交互,你都会需要这个 abi 定义。你可以在这里 看到 [ABI](https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Ethereum-Contract-ABI) 的更多内容。 教程参考汇智网的DAPP开发入门教程,如果大家等不及博客更新,也可以直接访问这个[以太坊教程](http://xc.hubwiz.com/course/5a952991adb3847553d205d1)。

有疑问加站长微信联系(非本文作者))

入群交流(和以上内容无关):加入Go大咖交流群,或添加微信:liuxiaoyan-s 备注:入群;或加QQ群:701969077

925 次点击  
加入收藏 微博
暂无回复
添加一条新回复 (您需要 登录 后才能回复 没有账号 ?)
  • 请尽量让自己的回复能够对别人有帮助
  • 支持 Markdown 格式, **粗体**、~~删除线~~、`单行代码`
  • 支持 @ 本站用户;支持表情(输入 : 提示),见 Emoji cheat sheet
  • 图片支持拖拽、截图粘贴等方式上传