Der Beitrag „Wie erstellt man Schritt für Schritt Smart Contracts für Blockchain-Anwendungen?“ erschien zuerst auf Coinpedia Fintech News
Einführung
In der sich rasch entwickelnden Welt der Blockchain-Technologie sind Smart Contracts eine der umwälzendsten Innovationen. Smart Contracts sind Verträge, die von selbst laufen. Die Vertragsregeln sind als Code geschrieben. Diese Verträge setzen die Vertragsbedingungen durch, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, ohne dass Zwischenhändler erforderlich sind. Smart Contracts bilden den Kern der Blockchain-Technologie.
Sie ermöglichen es dezentralen Anwendungen (dApps), ohne zentrale Autorität zu funktionieren. Smart Contracts stellen sicher, dass Transaktionen und Vorgänge vertrauenswürdig, offen und sicher sind, indem sie ausgeführt werden, wenn die Bedingungen erfüllt sind. Entwickler, die Experten in der Erstellung von Smart Contracts werden, können in vielen Branchen neue Lösungen entwickeln.
Tools zur Smart-Contract-Entwicklung
Entwicklungsumgebungen:
Truffle: Dies ist ein Entwicklungsframework, das eine Reihe von Tools für die Entwicklung, Kompilierung, Verknüpfung und Bereitstellung von Smart Contracts bereitstellt.
Hardhat: Hardhat ist aufgrund seiner Funktionen wie Flexibilität und Erweiterbarkeit eine beliebte Wahl unter Entwicklern. Außerdem verfügt es über einen integrierten Task Runner und Netzwerkverwaltungsfunktionen und kann seine Funktionalitäten durch Plugins erweitern.
Ganache: Eine persönliche Blockchain für Ethereum-Entwickler. Sie wird verwendet, um Verträge bereitzustellen, Anwendungen zu entwickeln und Tests durchzuführen.
Einrichten und Konfigurieren von Entwicklungsumgebungen
1. Installieren Sie Node.js und richten Sie npm ein2. Installieren Sie Truffle: npm install -g truffle3. Installieren Sie Hardhat: install –save-dev hardhat4. Installieren Sie Ganache
Test-Frameworks:
Mocha und Chai sind zum Testen der Verträge in JavaScript unerlässlich. Mocha ist ein Testframework und Chai eine Assertion-Bibliothek, die beide gemeinsam beim Ausführen von Tests und Schreiben von Test-Assertions helfen.
Ganache ist eine persönliche Blockchain für die Ethereum-Entwicklung, mit der Sie Verträge bereitstellen können
Best Practices zum Testen von Smart Contracts:
Umfassende Testfälle schreiben
Verwenden Sie Behauptungen
Mock-externe Abhängigkeiten
Tests automatisieren
Optimieren Sie den Gasverbrauch
Durchführen von Sicherheitstests
Warten Sie eine Testsuite
Testen der Netzwerkbereitstellung
Anwendungsbeispiel:
const { expect } = require(„chai“);describe(„SimpleStorage-Vertrag“, function() {it(„Die Bereitstellung sollte den Anfangswert zuweisen“, async function() {const [owner] = await ethers.getSigners();const SimpleStorage = await ethers.getContractFactory(„SimpleStorage“);const simpleStorage = await SimpleStorage.deploy(); await simpleStorage.deployed(); expect(await simpleStorage.get()).to.equal(0); });it(„Sollte den richtigen Wert speichern“, async function() {const [owner] = await ethers.getSigners();const SimpleStorage = await ethers.getContractFactory(„SimpleStorage“);const simpleStorage = await SimpleStorage.deploy();await simpleStorage.deployed();const setValue = warte auf simpleStorage.set(42); warte auf setValue.wait(); erwarten(warte auf simpleStorage.get()).to.equal(42); });});
Erstellen intelligenter Verträge
Lebenszyklus von Smart Contracts:
Werfen wir einen Blick auf den Lebenszyklus des Smart Contracts
1. Entwurf: Hier müssen wir die Entwurfsmetriken sowie den Zweck und die Anforderungen des Vertrags definieren.2. Entwicklung: Dies ist der entscheidende Schritt, bei dem Sie den Code des Vertrags schreiben müssen.3. Testen: Wir müssen den Vertrag durch Tests validieren.4. Bereitstellung: Nachdem die oben genannten Schritte abgeschlossen sind, können Sie den Vertrag im Netzwerk bereitstellen.5. Wartung: Überwachen und aktualisieren Sie den Vertrag regelmäßig.
Schreiben von Smart Contracts:
Beispiel einer grundlegenden Smart-Contract-Vorlage (ohne Solidity-Details):
Pragma-Solidität ^0.8.0; Vertrag SimpleStorage { uint256 private gespeicherte Daten; Funktion Satz (uint256 x) öffentlich { storedData = x; Funktion get() öffentliche Ansicht gibt zurück (uint256) { return storedData;
Im obigen Code sind die Hauptkomponenten Zustandsvariablen, Funktionen und Ereignisse. Funktionen in einem Vertrag definieren die auszuführenden Aktionen und die Zustandsvariablen speichern die Daten.
Gängige Muster und Vorgehensweisen:
Fabrikmuster:
Das Factory-Muster beeinflusst das Erstellen vieler Instanzen eines Vertrags. Dies ist praktisch, um neue Verträge im Handumdrehen zu erstellen, beispielsweise um neue Versionen eines Vertrags für verschiedene Benutzer oder Szenarien einzurichten.
Singleton-Muster:
Das Singleton-Muster stellt sicher, dass ein Vertrag nur eine Instanz hat und bietet eine globale Möglichkeit, darauf zuzugreifen. Dies erweist sich als nützlich für Verträge, die globale Zustände oder Ressourcen handhaben, wie z. B. ein Hauptregister oder einen Vertrag, der Dinge regelt.
Best Practices zum Verfassen wartbarer und effizienter Verträge.
Halten Sie Verträge einfach und verständlich
Verwenden Sie aussagekräftige Namen
Befolgen Sie die Kodierungsstandards
Optimieren Sie den Gasverbrauch
Implementieren Sie die Zugriffskontrolle
Führen Sie regelmäßige Audits durch
Führen Sie eine ordnungsgemäße Dokumentation
Interaktion mit Smart Contracts:
Wir verwenden Web3.py und ether.js für die Interaktion mit den bereitgestellten Kontakten und die Front-End-Integration
Hier sind einige Beispiel-Codeausschnitte:
from web3 import Web3# Mit dem Ethereum-Netzwerk verbindenweb3 = Web3(Web3.HTTPProvider(‘https://mainnet.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID’))# Vertrags-ABI und -Adresse definierenabi =‘[{“constant”:false,”inputs”:[{“name”:”x”,”type”:”uint256″}],”name”:”set”,”outputs”:[],”payable”:false,”stateMutability”:”nonpayable”,”type”:”function”},{“constant”:true,”inputs”:[],”name”:”get”,”outputs”:[{“name”:””,”type”:”uint256″}],”payable”:false,”stateMutability”:”view”,”type”:”function”}]’contract_address = „0xYourContractAddress“# Erstellen Sie eine Vertragsinstanzcontract = web3.eth.contract(address=contract_address, abi=abi)# Rufen Sie die Funktionen des Vertrags aufstored_data = contract.functions.get().call()print(f’Stored Data: {stored_data}’)# Senden Sie eine Transaktion, um den Status des Vertrags zu änderntx_hash = contract.functions.set(42).transact({‘from’: web3.eth.accounts[0]})web3.eth.waitForTransactionReceipt(tx_hash)
Nachfolgend der Codeausschnitt für die Frontend-Integration mit Web3.js
<!DOCTYPE html><html><head> <title>Einfacher Speicher</title> <script src=”https://cdn.jsdelivr.net/npm/web3@latest/dist/web3.min.js”></script></head><body> <h1>Einfacher Speicher</h1> <p id=”storedData”></p> <button onclick=”setData()”>Daten festlegen</button> <script> const web3 = new Web3(Web3.givenProvider || ‘http://127.0.0.1:8545’); const contractAddress = ‘0xIhreVertragsadresse’; const abi = [ /* ABI aus dem Vertrag */ ]; const contract = new web3.eth.Contract(abi, contractAddress); async-Funktion getData() { const storedData = warte auf contract.methods.get().call(); document.getElementById(‘storedData’).innerText = storedData; } async-Funktion setData() { const accounts = warte auf web3.eth.requestAccounts(); warte auf contract.methods.set(42).send({ from: accounts[0] }); getData(); } getData(); </Skript></Text></html>
Sicherheit von Smart Contracts
Sicherheit steht bei Blockchain an erster Stelle. Die Einhaltung der Sicherheitsmaßnahmen und -praktiken ist unerlässlich.
Häufige Schwachstellen:
Einige häufige Schwachstellen in diesem Bereich sind Reentrancy und Integer Overflow/Underflow.
Reentrancy: Dies ist das Phänomen, bei dem Angreifer einen Vertrag wiederholt aufrufen, bevor die vorherige Ausführung abgeschlossen ist.
Integer-Überlauf/Unterlauf: Dies sind Fehler, die auftreten, wenn die Berechnungen die Maximal- oder Minimalwerte überschreiten.
Bewährte Sicherheitsmethoden:
Techniken zur Sicherung intelligenter Verträge:
Verwenden Sie die neueste Complier-Version
Folgen Sie den Kontrollen-Effekten-Interaktion
Begrenzen Sie die Codemenge in Fallbackfunktionen.
Führen Sie regelmäßig eine Überprüfung der Verträge durch.
Nutzung von Bibliotheken und Frameworks zur Verbesserung der Sicherheit:
OpenZeppelin ist eine Bibliothek sicherer und von der Community geprüfter Verträge. Sie stellt sicher, dass Ihre Verträge geschützt sind.
Auditing-Tools:
MythX
MythX ist ein Sicherheitsanalysetool, das Sicherheitsscans in Ihren Smart Contracts durchführt.
Schritte zum Integrieren von MythX in den Entwicklungsworkflow:
Melde dich bei MythX an,
Konfigurieren Sie Ihr Projekt
Führen Sie Scans durch, um zu identifizieren
Sicherheitsprobleme beheben.
Schlängeln
Slither sucht nach Fehlern in Solidity-Verträgen. Es ist ein Tool, das den Code nicht ausführt, sondern auf Probleme überprüft. Slither überprüft Ihren Code, um häufige Sicherheitsprobleme zu finden. Es gibt auch Ideen, um Ihren Code zu verbessern.
Durchführen von Sicherheitsprüfungen für Smart Contracts:
Überprüfen Sie den Code auf Schwachstellen
Verwenden Sie automatisierte Tools
Beheben Sie die identifizierten Probleme vor der endgültigen Bereitstellung
Bereitstellung und Interaktion
Bereitstellungsstrategien:
Testnetze:
Testnetze sind Blockchain-Netzwerke, die das Hauptnetzwerk von Ethereum kopieren, aber wertloses „Test“-Ether verwenden. Entwickler verwenden sie, um Smart Contracts zu überprüfen, bevor sie diese ins Hauptnetz stellen.
Rinkeby: Ein Proof-of-Authority-Testnetz, das läuft und nicht abstürzt.
Ropsten: Ein Proof-of-Work-Testnetz, das dem Hauptnetzwerk von Ethereum sehr ähnlich sieht.
Kovan: Ein weiteres Proof-of-Authority-Testnetz, das für seine Schnelligkeit und Stabilität bekannt ist.
Einrichten der Testnetze für die Bereitstellung:
//In Trufflemodule.exports = { networks: { rinkeby: { provider: () => new HDWalletProvider(mnemonic, `https://rinkeby.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID`),network_id: 4, // Rinkebys ID gas: 4500000, // Rinkeby hat ein niedrigeres Blocklimit als das Mainnet gasPrice: 10000000000 } }};///Vertrag bereitstellen:truffle migrate –network rinkeby
Überprüfen Sie abschließend den bereitgestellten Vertrag auf Etherscan oder anderen ähnlichen Block-Explorern.
Hauptnetze
Dies ist das wichtigste Ethereum-Netzwerk, in dem alle realen Transaktionen stattfinden und hier erfolgt die Bereitstellung in Form von echtem Ether.
Konfiguration des Netzwerks:
module.exports = { Netzwerke: { Mainnet: {Provider: () => neuer HDWalletProvider (Mnemonik, „https://mainnet.infura.io/v3/IHRE_INFURA_PROJECT_ID“), Netzwerk-ID: 1, // Mainnet-ID Gas: 4500000, // Blocklimit des Mainnets Gaspreis: 10000000000 // 10 Gwei (in Wei) } }};
Überlegungen zur Gasoptimierung:
Die Optimierung des Gasverbrauchs ist entscheidend, um die Bereitstellungskosten zu senken und Ihren Smart Contract effizienter zu gestalten.
Minimieren Sie die Speichervorgänge
Durchführen von Batch-Operationen
Verwenden Sie effiziente Datentypen
Vermeiden Sie dynamische Arrays im Speicher
Interoperabilität und Integration
Cross-Chain-Kompatibilität:
Zur Gewährleistung der Interoperabilität werden kettenübergreifende Interaktionen genutzt.
Techniken zur Interaktion mit mehreren Blockchain-Netzwerken:
Atomare Swaps:
Ermöglicht den Austausch zwischen zwei verschiedenen Blockchains ohne Einbeziehung einer dritten Partei. Verwendet hased-time locked contracts (HTLC), um sicherzustellen, dass beide Parteien die Bedingungen erfüllen.
Interoperabilitätsprotokolle:
Polkadot und Cosmos ermöglichen Blockchains den freien Nachrichtenaustausch und die Zusammenarbeit untereinander über das Inter-Blockchain-Kommunikationsprotokoll.
APIs und Oracles:
Oracles dienen als Drittanbieterdienste, die Smart Contracts mit externen Daten versorgen. Sie fungieren als Bindeglied zwischen Blockchain- und Off-Chain-Systemen und ermöglichen es Smart Contracts, mit realen Daten und Ereignissen zu interagieren.
Warum Orakel verwenden?
Smart Contracts können nicht auf Off-Chain-Daten oder APIs zugreifen. Oracles stellen die externen Daten bereit, die zur Ausführung von Smart Contracts auf der Grundlage realer Eingaben erforderlich sind, was sie anpassungsfähiger und nützlicher macht.
Chainlink ist eines der am häufigsten verwendeten dezentralen Oracle-Netzwerke. Es ermöglicht Smart Contracts die Interaktion mit externen Datenfeeds, Web-APIs und herkömmlichen Bankzahlungen.
APIs ermöglichen die Verbindung von Smart Contracts mit externen Diensten und Daten und erweitern so ihre Möglichkeiten. Dies umfasst alles vom Abrufen finanzieller Informationen bis hin zur Arbeit mit Social-Media-Sites.
Weiterführende Themen
Aktualisierbare Smart Contracts:
Proxy-Muster: Proxys ermöglichen Vertrags-Upgrades ohne Änderung der Vertragsadresse.
Techniken zum Upgrade: Setzen Sie Muster in die Tat um, die logische Aktualisierungen ermöglichen, ohne dass die Daten dabei beschädigt werden.
Layer-2-Lösungen:
Zur Skalierbarkeit werden Layer-2-Lösungen verwendet.
Lightning Network: Bitcoin nutzt diesen Off-Chain-Fix für schnellere und günstigere Überweisungen. Es richtet Zahlungspfade zwischen Benutzern ein.
Plasma und Rollups: Ethereum skaliert mit diesen Tools. Sie handhaben den Handel außerhalb der Blockchain und geben der Hauptchain eine kurze Zusammenfassung. Dies reduziert den Arbeitsaufwand für die Haupt-Blockchain.
Anwendungen aus der Praxis und Fallstudien
Fallstudienanalyse:
Wir können das Beispiel Uniswap nehmen: Dezentraler Austausch.
Projektübersicht: Es handelt sich um einen Ethereum-basierten DEX, der den Market Maker nutzt, um den ERC-20-Token-Handel über Liquiditätspools zu erleichtern.
Wichtige Teile: Pools für Liquidität, Hauptverträge des AMM-Systems, Vertrag zum Erstellen neuer Paare, Vertrag zum Weiterleiten von Trades.
Bewährte Vorgehensweisen: regelmäßige Sicherheitskontrollen, Verbesserung der Gasnutzung und Einrichtung gemeinschaftlicher Entscheidungsfindung mit dem UNI-Token.
Projektentwicklung:
Anleitung zum Starten und Verwalten Ihres Smart-Contract-Projekts:
Definieren Sie den Projektumfang: Problemidentifizierung und -forschungWählen Sie die richtige Blockchain-PlattformEntwerfen Sie den Smart Contract: Überprüfen Sie die Architektur, Sicherheit und OptimierungEntwickeln und testenBereitstellen und warten
Wichtige Überlegungen zur Projektplanung und -ausführung.
Benutzererfahrung (UX)
Engagement für die Gemeinschaft
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften
Nachhaltigkeit.
Abschluss
Bevor wir zum Schluss kommen, werfen wir einen Blick auf die zukünftigen Trends. Was kommt bei Smart Contracts?
Neue Technologien wie Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) und Decentralized Autonomous Organizations (DAOs). Mehr Einsatz von Layer-2-Lösungen zur Skalierung. Wie könnte dies die zukünftige Entwicklung und Nutzung verändern? Smart Contracts werden weiterhin neue Ideen in verschiedenen Bereichen vorantreiben, damit die Dinge besser funktionieren, offener sind und sicher bleiben.
Wenn Entwickler diese Schritte und bewährten Vorgehensweisen befolgen, können sie Smart Contracts für alle Blockchain-Projekte erstellen, verwenden und aufrechterhalten. Die sich verändernde Welt der Blockchain-Technologie eröffnet spannende Möglichkeiten, neue Ideen zu entwickeln und neue Dinge zu bauen. Viel Spaß beim Programmieren!!
Lesen Sie auch: Interaktion mit einem Blockchain-Netzwerk
