以太坊(Ethereum)是一個建立在區塊鏈技術之上, 去中心化應用平臺,它允許任何人在平臺中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用,
如果不理解你可以把以太坊想象成天貓商城, 大家可以在它上面建立各種店鋪(DApp),
在沒有以太坊之前,寫區塊鏈應用是這樣的:拷貝一份位元幣代碼,然后去改底層代碼如加密演算法,共識機制,網路協議等等(很多山寨幣就是這樣,改改就出來一個新幣), 以太坊平臺對底層區塊鏈技術進行了封裝,讓區塊鏈應用開發者可以直接基于以太坊平臺進行開發,開發者只要專注于應用本身的開發,從而大大降低了難度,
什么是智能合約
簡單來說,智能合約就是寫在以太坊上面的程式,如果要再抽象化一下那就是: 智能合約是寫在區塊鏈上的程式,之所以叫智能合約,因為它不可篡改,沒有人可以干預 它的執行. 總結如下:
智能合約可以理解為在區塊鏈上可以自動執行的(由事件驅動的)、以代碼形式撰寫的合同(特殊的交易),
智能合約非常適合對信任、安全和持久性要求較高的應用場景,比如:數字貨幣、數字資產、投票、保險、金融應用、預測市場、產權所有權管理、物聯網、點對點交易等等,
以太坊的智能合約是圖靈完備的,意味著你可以使用它來完成任何的業務邏輯的撰寫, 如無特殊說明, 后面我們說的智能合約都是指以太坊的智能合約,
編程語言:Solidity
智能合約的默認的編程語言是Solidity,檔案擴展名以.sol結尾, Solidity是和JavaScript相似的語言,用它來開發合約并編譯成以太坊虛擬機位元組代碼,
通常我們使用 Remix IDE 來撰寫智能合約,它以太坊官方出的一個瀏覽器 IDE,使用非常方便, 這是地址: http://remix.ethereum.org/
不過它通常都有點慢,尤其是那些沒有翻墻的同學, 所以建議你把它下載到本地來,它是一個靜態網頁,解壓就可以用,當然,前提是你本地有安裝 web 服務器, 如果沒有安裝的話,推薦 nginx, 非常好用的 web 服務器,地球人都知道的,
Remix 下載地址:https://github.com/ethereum/remix/releases
運行環境:EVM
學過 Java 的同學估計看到 EVM 第一時間就會想到 JVM 這個東西,沒錯,就是你想的那樣,顧名思義,EVM(Ethereum Virtual Machine) 以太坊虛擬機是以太坊中智能合約的運行環境,EVM運行在以太坊節點上,當我們把合約部署到以太坊網路上之后,合約就可以在以太坊網路中運行了,
合約的編譯和部署
以太坊虛擬機上運行的是合約的位元組碼形式,需要我們在部署之前先對合約進行編譯,通常我們可以選擇 Remix IDE 或者客戶端錢包進行編譯和部署, 推薦使用 Remix, 畢竟客戶端錢包太重了,同步去快得好幾天,而且需要消耗掉你 > 100 GB (以后會越來越大) 的存盤空間.
下圖是 Remix 的編譯和運行界面截圖:


以太坊中的賬戶
和位元幣使用UTXO的設計不一樣,以太坊使用更為簡單的賬戶概念,以太坊中的賬戶分為兩種: 外部賬戶和合約賬戶
外部賬戶: 該類賬戶被私鑰控制(由人控制),沒有關聯任何代碼,
合約賬戶: 該類賬戶被它們的合約代碼控制且有代碼與之關聯,
外部賬戶與合約賬戶的區別和關系是這樣的:一個外部賬戶可以通過創建和用自己的私鑰來對交易進行簽名,來發送訊息給另一個外部賬戶或合約賬戶, 在兩個外部賬戶之間傳送訊息是價值轉移的程序,但從外部賬戶到合約賬戶的訊息會激活合約賬戶的代碼, 允許它執行各種動作(比如轉移代幣,寫入內部存盤,挖出一個新代幣,執行一些運算,創建一個新的合約等等), 只有當外部賬戶發出指令時,合同賬戶才會執行相應的操作,
合約部署就是將編譯好的合約位元組碼通過外部賬號發送交易的形式部署到以太坊區塊鏈上(由實際礦工出塊之后,才真正部署成功),
運行合約
合約部署之后,當需要呼叫這個智能合約的方法時只需要向這個合約賬戶發送訊息(交易)即可,通過訊息觸發后智能合約的代碼就會在EVM中執行了,
Gas 值
Gas 是以太坊虛擬機的獨創,任何轉賬,交易發送,合約發布,合約執行,合約呼叫都需要消耗 Gas, 一般來說智能合約越復雜(計算步驟的數量和型別,占用的記憶體等),用來完成運行就需要越多Gas, 任何特定的合約所需的運行合約的Gas數量是固定的,由合約的復雜度決定, 而Gas價格由運行合約的人在提交運行合約請求的時候規定,以確定他愿意為這次交易愿意付出的費用:Gas價格(用以太幣計價) * Gas數量,
Gas的目的是限制執行交易所需的作業量,同時為執行支付費用,當EVM執行交易時,Gas將按照特定規則被逐漸消耗,無論執行到什么位置,一旦Gas被耗盡,將會觸發例外, 當前呼叫幀所做的所有狀態修改都將被回滾, 如果執行結束還有Gas剩余,這些Gas將被返還給發送賬戶,
如果沒有這個限制,就會有人寫出無法停止(如:死回圈)的合約來阻塞網路,
在實際開發的時候,我們需要一個有以太幣余額的外部賬戶,來發起一個交易(普通交易或部署、運行一個合約),運行時,礦工收取相應的作業量費用,
以太坊智能合約的開發環境
我們可以通過以下方式模擬以太坊的開發環境,這樣即使沒有以太幣也能進行智能合約開發
- 選擇以太坊官網測驗網路Testnet, 測驗網路中,我們可以很容易獲得免費的以太幣,缺點是需要發很長時間初始化節點,
- 使用 geth 啟動一個私有鏈, 如果不了解 geth 請點擊這里
- 使用模擬環境 Ganache 或者 Ganache-cli, Ganache GUI 客戶端可以到這里下載 https://truffleframework.com/ganache Ganache-cli 安裝起來更加方便,直接 npm install -g ganache-cli 就可以了.
啟動 Ganache
#如果你下載的是客戶端的可執行檔案,直接執行就好了, 如
/opt/ganache-1.1.0-x86_64.AppImage
# 如果是 ganache-cli 更簡單
ganache-cli
Dapp:去中心化的應用程式
以太坊社區把基于智能合約的應用稱為去中心化的應用程式(Decentralized App),如果我們把區塊鏈理解為一個不可篡改的資料庫,智能合約理解為和資料庫打交道的程式, 那就很容易理解Dapp了,一個Dapp不單單有智能合約,比如還需要有一個友好的用戶界面和其他的東西,
Truffle
Truffle是Dapp開發框架,它可以幫我們處理掉大量無關緊要的小事情,讓我們可以迅速開始寫代碼-編譯-部署-測驗-打包DApp這個流程,
安裝很簡單
npm install -g truffle
值得一提的是,Truffle 和 Ganache 是同一個組織的,點擊這里快速開始
總結
以上就是本人根據自己的經驗總結的有關以太坊開發的相關知識,僅供參考,有興趣的同學不要觀望了,趕緊上車,
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標籤:區塊鏈
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