與區塊鏈網絡交互一文首先出現在 Coinpedia Fintech News 上
1. 簡介
與區塊鏈的互動爲旨在利用區塊鏈技術的開發人員鋪平了道路。它可以幫助您構建去中心化應用程序、執行智能合約並集成區塊鏈功能。本文爲您提供了設置合適環境、執行操作以及在區塊鏈中開發更好的解決方案和應用程序所需的所有先決條件和步驟。那麼您準備好了嗎？
2. 設置環境
在配置您的環境時，根據您的興趣和要求選擇正確的工具至關重要。
節點連接：
節點連接顧名思義就是連接網絡中的節點，該節點是訪問區塊鏈數據和服務的網關。
大部分區塊鏈節點都提供遠程過程調用（RPC）和WebSocket端點，其中RPC多用於同步請求，Websocket用於實時數據和事件描述。
3.建立連接
庫和工具：
有各種可用於建立連接的庫，其中大多數基於兩種最流行的編程語言 Python 和 JavaScript。
JavaScript 庫是 Web3.js 和 ethers.js，主要用於與以太坊節點交互。Web3.py 相當於 Python 中的 web3.js，也用於以太坊節點交互。
此外，其他一些庫包括基於 Golang 的 Go-Ethereum 和基於 C# 的 Nethereum。
此外，對於其他編程語言，您可以查看各種語言及其庫的文檔以進行配置。
API 集成：
使用 API 和庫與外部網絡交互可以簡化交互。一些流行的 API 是提供可擴展基礎設施的 Infura、用於以太坊開發的 Alchemy。Infura Infura 提供強大的基礎設施來連接以太坊網絡。Infura 可以輕鬆連接到以太坊，提供可靠且可擴展的 API 服務。其他一些 API 是 Quicknode、Moralis 和 Cloudflare 的以太坊網關。
有各種可用的 API，但設置過程具有相同的通用步驟，如下所示：
創建賬戶
生成 API 密鑰
使用生成的密鑰來配置您的連接。
4. 查詢區塊鏈
區塊鏈中的查詢類似於查詢任何其他數據庫中的時間序列數據。您可以請求數據訪問權限來檢索和讀取它。
讀取數據：
您可以從區塊鏈中獲取不同類型的信息，例如區塊詳細信息、交易數據和賬戶餘額。我們之前討論過的庫具有執行讀取操作的函數。例如，Web3.js 具有 web3.eth.getBlock() 和 web3.eth.getTransaction() 等方法。
事件監聽：
區塊鏈網絡爲特定操作創建事件。設置監聽器可讓您實時響應這些事件。使用 WebSocket 連接或輪詢來跟上最新事件和數據，這是一種處理數據的方式。
5. 寫入區塊鏈
將數據放入區塊鏈需要您創建和簽署交易，並使用智能合約。本節將向您展示如何使用知名庫來完成這些工作。
創建交易：
建立並簽署交易：
Javascript（Web3.js）
const Web3 = require（'web3'）；const web3 = new Web3（'https://mainnet.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID'）；const account = web3.eth.accounts.privateKeyToAccount（'YOUR_PRIVATE_KEY'）；web3.eth.accounts.wallet.add（account）；web3.eth.defaultAccount = account.address；const tx = { 來自：account.address， 至：'RECIPIENT_ADDRESS'， 值：web3.utils.toWei（'0.1'，'ether'）， gas：21000，}；web3.eth.sendTransaction（tx）。on（'receipt'，console.log）。on（'error'，console.error）；
使用Web3.py（Python代碼）
從 web3 導入 Web3web3 = Web3（Web3.HTTPProvider（'https://mainnet.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID'））account = web3.eth.account.privateKeyToAccount（'YOUR_PRIVATE_KEY'）tx = { '來自'：account.address， '至'：'RECIPIENT_ADDRESS'， '值'：web3.toWei（0.1，'ether'）， 'gas'：21000， 'nonce'：web3.eth.getTransactionCount（account.address），}signed_tx = account.signTransaction（tx）tx_hash = web3.eth.sendRawTransaction（signed_tx.rawTransaction）receipt = web3.eth.waitForTransactionReceipt（tx_hash）打印（receipt）
現在，一旦您編寫了交易，它就會被髮送到區塊鏈網絡進行驗證幷包含在區塊中。
JavaScript（Web3.js）\web3.eth.sendSignedTransaction（signedTx.rawTransaction）。on（‘receipt’，console.log）。on（‘error’，console.error）；
Python（Web3.py）tx_hash = web3.eth.sendRawTransaction（signed_tx.rawTransaction）收據 = web3.eth.waitForTransactionReceipt（tx_hash）打印（收據）
智能合約交互：
處理已啓動並運行的智能合約意味着您需要使用某些函數來讀取和更改合約保存的信息（狀態變量）。這種來回交互讓您能夠利用智能合約可以做的一切，從而可以在 dApp（去中心化應用程序）中創建複雜的功能。
與智能合約交互：
配置：const Web3 = require(‘web3’);const web3 = new Web3(‘https://mainnet.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID’);從智能合約中讀取：const contractABI = [/* ABI array */];const contractAddress = ‘YOUR_CONTRACT_ADDRESS’;const contract = new web3.eth.Contract(contractABI, contractAddress);調用函數：contract.methods.getBalance(‘0xYourAccountAddress’).call() .then(balance => { console.log(‘Balance:’, balance);}) .catch(error => { console.error(‘Error:’, error);});寫入：const account = web3.eth.accounts.privateKeyToAccount(‘YOUR_PRIVATE_KEY’);web3.eth.accounts.wallet.add(account);web3.eth.defaultAccount = account.address;const data = contract.methods.transfer(‘0xRecipientAddress’, web3.utils.toWei(‘1’, ‘ether’)).encodeABI();const tx = { 來自：account.address， 到：contractAddress， gas：2000000， data：data，};web3.eth.sendTransaction(tx) .on(‘receipt’, received => { console.log(‘交易收據：’, received);}) .on(‘error’, error => { console.error(‘錯誤：’, error);});
6. 處理響應
正確處理區塊鏈交互的響應是創建可靠且易於使用的應用程序的關鍵。這意味着掌握交易收據並弄清楚如何解析智能合約生成的日誌和事件。
交易收據：
每筆交易都會生成一張收據，其中包含以下信息：
交易哈希：這是一個唯一的識別碼
狀態：將交易狀態顯示爲 0 或 1
區塊編號：包含該交易的區塊
已用 Gas：交易所用的 Gas 量
日誌：事務解析事件時產生的日誌
例子：
tx_hash = web3.eth.sendRawTransaction(signed_tx.rawTransaction)receipt = web3.eth.waitForTransactionReceipt(tx_hash)if received[‘status’] == 1: print(‘交易成功！’)else: print(‘交易失敗！’)print(‘交易收據：’，收據)
日誌和事件：
交易和智能合約創建日誌和事件，提供有關所採取的步驟和結果的有用詳細信息。
示例：Javascript 代碼
contract.events.MyEvent({ fromBlock: 0}, (error, event) => { if (error) { console.error(‘事件錯誤：’, error); } else { console.log(‘事件數據：’, event); }});
7. 安全注意事項
安全性是區塊鏈的原則，因此考慮安全性至關重要。
私鑰：
我們知道私鑰的訪問權限受到限制，因此保護它們極其重要。您可以使用硬件錢包或其他存儲選項，如 AWS KMS 和 HashiCorp Vault。
另外，永遠不要在代碼中對私鑰的值進行硬編碼，始終使用環境變量或安全保險庫。
訪問控制：
爲區塊鏈交互實施適當的訪問控制機制至關重要。實施基於角色的訪問控制和多重簽名錢包，以確保控制和關鍵交互的安全。
8. 優化性能
優化區塊鏈的性能對於提高應用程序的響應能力和成本效率是必要的。
高效查詢：
減少延遲的高效數據查詢技術包括
批量請求：這意味着將多個請求合併爲一個批次以改善延遲。
使用緩存機制：設置緩存來保存經常使用的信息並減少對區塊鏈的重複查詢。
氣體優化：
通過優化智能合約的代碼來優化所使用的 gas。
使用 OpenZeppelin 等庫來優化功能。
通過儘量減少使用的存儲和進行批量操作來降低所用氣體的成本。
9.測試交互
在每個開發領域，產品測試都至關重要，在這裏也是如此，以確保可靠性和功能性。
本地測試網絡：
設置並使用本地測試網絡來模擬區塊鏈交互：
Ganache 以太坊設置：
npm install -g ganache-cliganache-cliconst web3 = new Web3(‘http://localhost:8545’);
模擬區塊鏈交互：
使用 Eth-gas-Reporter 等 Mocking 庫來跟蹤 gas 的使用情況。
npm install -g ganache-cliganache-cliconst web3 = new Web3(‘http://localhost:8545’);
模擬區塊鏈交互：
使用 Eth-gas-Reporter 等 Mocking 庫來跟蹤 gas 的使用情況。
npm install eth-gas-reporter –save-devmodule.exports = { 網絡：{ 開發：{ 主機：“127.0.0.1”， 端口：8545， network_id：“*”， } }, 插件：[“solidity-coverage”，“eth-gas-reporter”]，};
10.持續集成和部署（CI/CD）
集成區塊鏈集成測試並自動化部署可增強流程並提高可靠性。
自動化測試：
當我們談論自動化測試時，CI/CD 管道合併是不可避免的，您可以使用 truffle 和 hardhat 來實現這一點。
部署自動化：
編寫自動化測試和部署的工作流程可確保代碼的一致性並有助於快速迭代。
11. 監控和維護
實時監控：
設置監控工具來跟蹤區塊鏈交互：
Prometheus 和 Grafana：它們相輔相成，Prometheus 收集指標，Grafana 將其可視化。
以下是安裝步驟：
從官方網站安裝。配置：全局：scrape_interval：15sscrape_configs：– job_name：'ethereum'static_configs：– target：['localhost：8545']使用和導出器使指標可用於prometheus：docker run -d -p 8008：8008 hunterlong / ethereum-prometheus-exporter -ethereum.uri http：//localhost：8545
維護連接：
確保與區塊鏈節點的持久可靠連接。實現重新連接邏輯來處理節點的停機時間並維持持續操作。
12. 高級主題
第 2 層解決方案：
第 2 層解決方案用於實現可擴展性。
閃電網絡：比特幣使用這種鏈下修復來實現更快更便宜的轉賬。它在用戶之間建立了支付路徑。
Plasma 和 Rollups：以太坊使用這些工具進行擴展。它們處理鏈下交易併爲主鏈提供簡要回顧。這減少了主區塊鏈的工作量。
跨鏈交互：
跨鏈交互用於實現互操作性。
與多個區塊鏈網絡交互的技術：
原子交換：
允許兩個不同的區塊鏈之間進行交換，無需第三方參與。使用時間鎖定合約 (HTLC) 確保雙方都滿足條件。
互操作性協議：
Polkadot 和 Cosmos 允許區塊鏈自由交換消息並使用區塊鏈間通信協議相互操作。
13. 結論
區塊鏈領域總是在變化，新的工具和方法層出不窮。在不斷前進的過程中，探索如何根據特定項目的需求定製和改進交互方式。緊跟最新突破，提升您的區塊鏈開發技能，創建強大、容錯的去中心化應用程序。祝您編碼愉快！！
另請查看：瞭解區塊鏈網絡和節點
