Ruby でブロックチェーンアプリケーションを構築する

Rubyでブロックチェーンアプリケーションを構築するという記事が最初にCoinpedia Fintech Newsに掲載されました。
導入
ブロックチェーンは長い道のりを歩み、流行語から世界を変える力へと変化しており、もう目を背けることはできません!!
ブロックチェーンは、ビジネス、経済、そしてコーディングの分野で新しいアイデアを生み出してきました。ブロックチェーンは、分散化、不変性、そしてユーザーが匿名性を維持し、信頼のない取引を行えるコンセンサスメカニズムを基盤とする暗号通貨によって推進されています。
ブロックチェーン開発について議論されるとき、スマートコントラクト用の Solidity、Web3 統合用の JavaScript、インターフェース開発用の言語が思い浮かぶことがよくあります。
しかし、Ruby はまさにあらゆる言語の宝石です。スケーラブルで信頼性の高いアプリケーションを構築するための堅牢なメカニズムを備えています。必要な機能が何であれ、Ruby はそれをカバーします。その超効率的で表現力豊かな構文から、Web フレームワークとのシームレスな統合まで。Ruby は、ブロックチェーン開発に真の革命をもたらすオールインワン パッケージです。
この記事では、Ruby を言語として使用したブロックチェーン開発について詳しく説明し、開発者にとって Ruby を選択することがいかに最適であるかを説明します。
Ruby を選ぶ理由は何ですか?
表現力豊かな構文と開発者の効率
ブロックチェーン開発者は複雑なロジック要素と長くて扱いにくいアルゴリズムを扱う必要があるため、この迷宮の救世主は読みやすくエレガントな構文を持つ Ruby です。Ruby の表現力豊かな構文は、ロジック構築に移動してコードの明瞭性を維持する必要がある場合に、開発者の効率を常に高めるのに役立ちます。
ブロック クラスを初期化できるコードは次のとおりです。
上記のコード スニペットから、いくつかの重要なポイントを導き出すことができます。
簡略化された表現:
読みやすいコード: Ruby の構文は自然な英語のスクリプトに似ているため、初心者にとってもコードの読み書きがはるかに簡単です。コードが明確であれば、エラーの検出や問題のデバッグがより効率的になります。
最小限のアプローチ: 最小限のアプローチは、他の言語と比較して、より少ないコード行に重点を置いています。これは、タスクとコード ロジックを簡素化するため、開発者にとって便利です。また、過剰な定型句を削減し、代わりにブロックチェーンでの作業の本質に集中するのにも役立ちます。
柔軟性: Ruby の柔軟な構文により、開発者は厳格な構造に制約されることなく、複雑なブロックチェーン ロジックを簡単に統合できます。この柔軟性により、ブロックチェーン アプリケーションでアルゴリズム、コンセンサス メカニズム、さまざまなトランザクションをより自然で論理的に表現できます。
開発者の生産性とコードの保守性の向上: Ruby は、迅速なプロトタイピング機能が高く評価されています。コード自体が迅速なテストに最適であるため、プラットフォームに依存することなくアイデアをより速く実装できます。さらに、Ruby は、プロジェクト開発の持続可能性を維持するための重要な側面である、クリーンで整理されたコードを促進します。
堅牢な Gem とライブラリのエコシステム
Ruby エコシステムには、プログラムの機能を強化する、gem と呼ばれるオープンソース ライブラリが豊富にあります。各 gem には独自のソース コード、ドキュメント、メタデータがあります。Ruby は、ブロックチェーンでの開発をより管理しやすくする、非常にアクティブな gem ディレクトリを持つ言語です。これらは実際には複雑な操作を凝縮したものであり、開発者によるさまざまなブロックチェーン ネットワークとのやり取りを容易にします。
使用している暗号通貨に関係なく、Ruby は頼りになる API です。
Ruby を使用したブロックチェーン開発ですぐに頼りになるツールとなる重要な gem をいくつか見てみましょう。
bitcoin-ruby Gem: bitcoin-ruby Gem は、アプリケーションにビットコインを統合するための強力な機能として登場しています。組み込み機能のセットは、トランザクション、ウォレットの処理、ネットワークとのやり取りに役立ちます。
注意すべき主なコンポーネントは次のとおりです。
トランザクションの作成: Bitcoin トランザクションを簡単に作成して署名します。
ウォレット管理: 新しいビットコイン アドレスを生成し、秘密鍵を管理します。
ネットワークインタラクション: トランザクションをブロードキャストし、ビットコインブロックチェーンを照会します。
コード例:(自分のアドレスを使って自分で実行できます)
require ‘bitcoin’Bitcoin.network = :testnet3# 新しい秘密鍵を生成します = Bitcoin::Key.generateputs “秘密鍵: #{key.to_base58}”puts “公開アドレス: #{key.addr}”
ethereum Gem: Bitcoin gem と同様に、ethereum gem は Ethereum ブロックチェーンと対話するためのツールキットを統合して提供します。Ethereum gem はスマート コントラクトを作成および管理し、トランザクションを処理し、Ethereum ネットワークを照会します。
コード スニペットの例: (自分のアドレスを使用して自分で実行できます)
require ‘ethereum’client = Ethereum::HttpClient.new(‘http://localhost:8545’)key = Ethereum::Key.newclient.personal_unlock_account(key.address, ‘your-password’)puts “あなたのEthereumアドレス: #{key.address}”balance = client.eth_get_balance(key.address)puts “残高: #{balance} Wei”
web3-rb Gem: web3-rb gem は、Ethereum ノードとやり取りしたい開発者にとって必須のツールです。トランザクションの送信からスマート コントラクト メソッドの実行まで、あらゆる処理を行います。
主な機能は次のとおりです。
ノード接続: 豪華なインターフェースの摩擦なしに、JSON-RPC を介して Ethereum ノードと外交的に対話します。
トランザクション処理: Ether を転送するトランザクションを実行し、他の当事者、アプリケーション、またはスマート コントラクトとやり取りします。
スマート コントラクト呼び出し: チェーン情報を読み取り、コントラクトによって関数を呼び出します。
コード例:(自分のアドレスを使って自分で実行できます)
require ‘web3’client = Web3::Eth::Rpc.new host: ‘localhost’, port: 8545, connect_options: {  open_timeout: 20,  read_timeout: 140,  use_ssl: false,}puts “最新のブロック番号: #{client.eth.block_number}”puts “同期ステータス: #{client.eth.syncing?}”
ripple-client Gem: Ripple client gem は、Ripple Blockchain を統合してトランザクションを処理し、Ripple ネットワークとシームレスにやり取りするのに非常に便利です。この gem により、XRP トランザクション管理が非常に迅速かつスムーズになり、アカウントをすぐに作成して管理することもできます。
コード例:(自分のアドレスを使って自分で実行できます)
require ‘ripple-client’client = Ripple::Client.new(server: ‘wss://s1.ripple.com’)client.connect do  puts “Ripple に接続しました!”   account = client.account(‘your-ripple-address’)  puts “アカウント残高: #{account.balance(:XRP)}”end
stellar-sdk Gem: Stellar sdk には、トランザクション、アカウントの管理、Stellar Blockchain のクエリに役立つ簡単な API があります。シームレスな Stellar Lumens 支払いを行うことができ、すべてのデータの詳細をいつでも取得できます。
コード例:(自分のアドレスを使って自分で実行できます)
require ‘stellar-sdk’server = Stellar::Server.defaultaccount = Stellar::Account.from_seed(‘your-stellar-seed’)puts “Stellar アカウント: #{account.address}”balance = server.account_info(account.address).balancesputs “アカウント残高: #{balance}”
これらの gem を使用すると、ブロックチェーン開発プロジェクトで Ruby の潜在能力を最大限に活用できるようになります。Bitcoin アプリケーションを開発する場合でも、新しいスマート コントラクト ベースの Ethereum プログラムを作成する場合でも、Ruby の gem 環境があれば準備は万端です。
ブロックチェーン開発のための Ruby IDE
開発の第一歩は、適切なセットアップを行うことです。したがって、ニーズに合った適切な統合開発環境を選択することは非常に重要です。適切な IDE を選択すると、コードが合理化され読みやすくなるだけでなく、デバッグ ツール、バージョン管理、ライブラリや開発者ショートカットとの相互統合など、さまざまな機能が提供されるため、開発者としての生産性が向上します。
Ruby で人気のある IDE を見てみましょう。
ルビーマイン:
RubyMine は、JetBrains が開発した Ruby および Ruby on Rails 用の商用 IDE です。RubyMine には、デバッガー、コード インサイト、コード リファクタリング ツールなどの豊富な機能が備わっています。RubyMine は、Ruby と他の 6 つの言語をサポートする統合開発環境であり、フルスタック Web アプリケーション フレームワークを使用するブロックチェーン アプリケーションに最適です。
主な機能:
統合デバッグ: RubyMine は、Ruby、Rails、JavaScript をサポートしています。組み込みのデバッガーが統合されており、問題が発生した場合はリアルタイムでコードをチェックして修正し、迅速に対応できます。デバッグ ツールは優れており、ブレークポイントの設定、コードのステップ実行、式の評価、ステップオーバー、小さな部分の実行など、さまざまなオプションが用意されており、バグを簡単に見つけることができます。
高度なリファクタリング ツール: コードのリファクタリングとは、機能やコードの外部カーネルを変更することなく、コードの読みやすさと内部構造を改善することです。リファクタリングにより、コードはクリーンになり、他の開発者が読みやすくなります。RubyMine は、メソッドの抽出、名前の変更、コードの再編成など、さまざまなリファクタリング機能を提供します。これらのツールは、明確で保守しやすいコードが最も重要である複雑なブロックチェーン アプリケーションで作業する場合に特に役立ちます。
Ruby on Rails のサポート: Rails は、フロントエンドとバックエンドを備えた素晴らしい Web アプリを作成するためのフルスタック開発および統合フレームワークです。RubyMine は Rails を念頭に置いて開発されており、Rails プロジェクト テンプレート、ERB 言語サポート、統合データベース ツールなどの機能を備えています。この開発の観点から、ブロックチェーン アプリケーション開発者にとっては、ブロックチェーンと対話する Rails アプリケーションを比較的簡単に立ち上げることができ、開発作業が簡素化されることが明らかになります。
バージョン管理: バージョン管理はソース コード管理とも呼ばれ、ソース コード ファイルの変更を追跡します。RubyMine は、Git、Github、SVN などの多くのバージョン管理システムと統合できます。これは、プロジェクトに複数の貢献者がいて、すべての変更とブランチを明確に追跡および管理できる場合に非常に役立ちます。
データベース用ツール: RubyMine は、MySQL、PostgreSQL、SQLite などの複数のデータベース用のデータベース ツールを備えた統合開発環境です。ブロックチェーン開発では、オフチェーン データベースとのやり取りが頻繁に発生しますが、これらのツールは、組織の MS SQL リレーショナル データベースのクエリを IDE 内から直接同期および監視するのに役立ちます。
使用例: さらに、RubyMine は、ブロックチェーン開発者を含む Ruby および Rails 開発者のニーズを満たすワンストップ ソリューションとして見なされ、説明できます。そのエキサイテーション機能は、特にデバッグとリファクタリングで頻繁に使用されるため、ブロックチェーン アプリケーションの構築とリモデリングに適しています。
長所と短所:
長所 短所 オールラウンドなソリューション 限定的な無料トライアル付きの有料ライセンスが必要 影響力のあるデバッグおよびリファクタリングツール リソースを大量に消費するため、ローエンドマシンの速度が低下します バージョン管理とのシームレスな統合 大規模なアプリケーションやプロジェクトのコラボレーションに非常に役立ちます
Visual Studio コード:
Visual Studio Code (VS Code) は、Microsoft が作成した無料のオープンソース コード エディターとして利用されており、最新の IDE の中でも主導的な地位を占めています。VS Code は軽量で、拡張機能の選択肢が豊富で、拡張機能の助けを借りて、さまざまな言語やフレームワークで作業できることが注目に値します。具体的には Ruby、特にブロックチェーン開発の場合、VS Code は機能要件に応じて最適化できるライブ プラットフォームを提供します。
特徴： 
軽量: VsCode は、そのスピード、信頼性、そして性能の低いマシンとの互換性により、作業分野を問わずすべての開発者が使用する常緑 IDE です。VsCode エディターは、読み込みが速く、応答が速く、消費するリソースが少ないため、非常に効率的で軽量です。
拡張機能: VS Code の新しい機能は、Visual Studio Marketplace で入手できる拡張機能によって提供されます。Ruby の拡張機能には、主に構文の強調表示、コードの自動補完、コード リンターをサポートする Ruby、Ruby Solargraph、Ruby Linter が含まれます。これらの拡張機能は、特に小数点が重要となるブロックチェーン アプリケーションで、バグのない優れた Ruby コードを書く場合に非常に役立ちます。
統合ターミナル: VS Code には、エディター内で直接シェル コマンドを実行できる統合ターミナルが含まれています。これは、ブロックチェーンの操作中に、ローカル ブロックチェーン ノードの実行、Ruby スクリプトの実行、バージョン管理システムの管理など、複数のコマンド ライン ツールを実行する必要がある場合に非常に便利です。
リモート開発: Microsoft 社は、リモート - SSH やリモート - コンテナーなど、リモート作業用の VS Code 拡張機能を作成しました。これらの機能は、たとえばリモート サーバーやコンテナー化された環境でタスクを実行できるため、ブロックチェーン インフラストラクチャの作成に取り組むときに役立つことに注意してください。
使用例: ワークフローを遅くしない、より柔軟な IDE を探している開発者にとって、VS Code はまさに最適です。豊富な拡張機能と組み込みのターミナルを備え、複数のテクノロジーとツールで作業できるため、ブロックチェーン開発に適しています。
長所と短所:
長所 短所 オープンソースで無料 特定の言語の完全な構成が必要 高速で軽量なので、すべてのマシンに適しています RubyMine のような、特に Ruby 向けの高度な機能はありません。 カスタマイズ可能で、拡張機能の膨大なライブラリを提供します リモート開発およびコマンドラインツール。
例: シンプルなブロックチェーンアプリケーションの構築
このセクションでは、ブロックチェーンの基本的な概念と実装に焦点を当て、Ruby を使用して基本的なブロックチェーン アプリケーションを構築する手順を説明します。
1.はじめに
目的: このセクションの目的は、Ruby でブロックチェーン アプリケーションを開発または構築する方法を説明することです。実際、このチュートリアルでは、簡単なブロックチェーンの実装手順を説明します。このチュートリアルを完了すると、いくつかの実践的なセッションを伴った簡単なブロックチェーンの構築方法を実際に理解できるようになります。
コンポーネント:
ブロックチェーン管理: Ruby でブロックを作成し、管理して保存する方法を学びます。チェーンの管理方法を理解することは、チェーンの機能とセキュリティを確保するために重要です。
ブロックの追加と保護: ブロックチェーンのこのコンポーネントは、ブロックチェーンにブロックを追加し、実践する必要がある安全なメカニズムに役立ちます。
ブロックチェーンの表示: ブロックチェーンを視覚化し、その整合性を検証する方法。
2. セットアップ
Ruby をインストールします。公式 Web サイトから Ruby をインストールします。次に、ターミナルで ruby​​ -v コマンドを実行してインストールを確認します。
必要な Gem をインストールします。この基本的な例では、追加の Gem は使用しません。これにより、外部の依存関係なしで、ブロックチェーンのコア概念を理解することに重点が置かれます。
後でこのプロジェクトを拡張したい場合は、高度なハッシュ関数用の digest や、ブロックチェーンの Web インターフェイスを作成するための sinatra などの gem を調べることができます。
3. Rubyスクリプトを作成する
新しい Ruby ファイルを作成する: まず、新しい Ruby ファイルを作成します (例: touch blockchain.rb)。
このファイルには、ブロックチェーンのすべてのコードが含まれます。お気に入りのテキスト エディターまたは RubyMine や Visual Studio Code などの IDE で blockchain.rb を開き、コーディングを開始してください。
4. ブロックチェーンクラスを定義する
クラス定義:
目的: ブロックチェーンの初期化やブロックの追加など、ブロックチェーンを管理するクラスを作成します。
実装：
上記のコードでは:
@ chain : ブロックチェーンのすべてのブロックを保持し、それらを接続する配列です
Create_gensis_block: Genesis ブロックは最初に作成されるブロックであり、この関数はその作成に役立ちます。
add_block: ブロックチェーンに新しいブロックを追加し、そのブロックがハッシュを介して前のブロックにリンクされていることを確認します。
5. ブロックを追加する
ブロックを追加するメソッドを定義します。
目的: ブロックチェーンに新しいブロックを追加する機能を実装します。
実装
Block: ブロックチェーン内の各ブロックを表すクラス。インデックス、タイムスタンプ、データ、previous_hash、ハッシュなどの属性が含まれます。
calculate_hash: このメソッドは、ブロックのプロパティに基づいて SHA-256 ハッシュを生成し、その一意性とセキュリティを確保します。
6.ハッシュを計算する
ブロックハッシュを計算するメソッドを定義します。
目的: 各ブロックに一意のハッシュを生成する方法を作成します。ハッシュは、各ブロックが不変であることを保証するため、ブロックチェーン テクノロジーの基本です。ブロックがチェーンに追加されると、後続のすべてのブロックを変更しない限り、そのブロックのデータを変更することはできません。
実装: 上記のステップ 5 では、ハッシュはすでに計算されています。
7. ブロックチェーンを表示する
ブロックチェーンを表示するメソッドを定義します。
目的: ブロックチェーン内のすべてのブロックの詳細を印刷するメソッドを実装します。
実装
8. 使用例
ブロックチェーンを作成して使用する:
目的: SimpleBlockchain クラスの使用方法を説明します。
実装
9. 結論
おめでとうございます！Ruby でシンプルなブロックチェーン アプリケーションを作成し、それをうまく実行できました。達成した内容を以下にまとめます。達成した内容を以下にまとめます。
ブロック作成: ブロックのインデックス、ブロックが作成された時刻、ブロックに含まれるデータ、および実装された前のブロックのハッシュが保持されます。
ハッシュ化: データの整合性と変更不可能性の問題に対処するために、SHA-256 ハッシュ化アルゴリズムを適用してブロックごとに一意のハッシュを作成する方法についても理解しました。
チェーン管理: チェーンのアーキテクチャを検証するために、新しいブロックを組み込む方法やチェーン全体を提示する方法など、ブロックチェーンを規制するための手順を作成しました。
これで、シンプルなブロックチェーンアプリケーションが、ブロックチェーンのより複雑な概念と技術を教えるための基盤となります。
次のステップ:
プルーフ・オブ・ワーク (PoW): システムのセキュリティを強化し、起こりうる攻撃からブロックチェーンを守るために、プルーフ・オブ・ワーク アルゴリズムを設計します。新しいブロックの検証の過程と同様に、PoW では、かなり複雑な数学的問題に対する解決策を考え出す必要があります。
Ruby gem を統合する: このガイドでは基本的な機能に焦点を当てていますが、追加の Ruby gem を組み込んでより多くの機能を追加することで、アプリケーションを拡張できます。
実用的なアプリケーションの構築: 得られた知識を使用して、分散型アプリ (DApps) などの実用的なアプリケーションを作成し、プロジェクトのニーズに応じてさまざまなブロックチェーンを統合します。
学習を続けて、楽しいコーディングをしましょう!
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