Разработка надежных DApps крайне важна для построения доверия пользователей, обеспечения безопасности, обеспечения хорошего пользовательского опыта и стимулирования принятия технологии блокчейн. Доверенные DApps предоставляют пользователям безопасную, прозрачную и децентрализованную интерактивную среду, заложив прочный фундамент для устойчивого развития и широкого применения технологии блокчейн. Мы в основном расскажем о технической стопке для создания DApps с пяти следующих аспектов:

1. Разработка смарт-контрактов: Убедитесь, что смарт-контракты разработаны в соответствии с лучшими практиками и принципами безопасности, а также следуют модульной и расширяемой архитектуре для возможности будущих обновлений и модификаций.
2. Тестирование смарт-контрактов: Проведение комплексного модульного тестирования, интеграционного тестирования и системного тестирования для обеспечения правильности и стабильности контракта. Кроме того, проверка надежности и безопасности контракта осуществляется путем моделирования различных сценариев и атак.
3. Фронтенд-разработка: Обеспечьте удобный и простой в использовании пользовательский интерфейс, который безопасно взаимодействует со смарт-контрактами. Внедрите необходимые механизмы проверки и авторизации для защиты конфиденциальности пользователей и активов.
4. Разработка промежуточного ПО: Обеспечение безопасности и надежности промежуточного ПО для защиты данных пользователей и транзакций с помощью соответствующих механизмов шифрования и аутентификации. В то же время промежуточному ПО также необходимо обеспечить эффективные интерфейсы и функциональность, чтобы фронт-энд мог взаимодействовать беспрепятственно со смарт-контрактами.
5. Развертывание смарт-контракта: Обеспечьте правильность и целостность контракта в процессе развертывания, а также выполните необходимую миграцию и передачу данных. Выберите подходящие средства развертывания и сети, а также следуйте рекомендациям и рекомендациям по безопасности.

1 Разработка смарт-контрактов

1.1 Характеристики смарт-контрактов

Смарт-контракты являются основными компонентами DApp, они определяют логику и функциональность DApp. Смарт-контракты имеют уникальные языки программирования, включая Solidity, Vyper, Move и Rust. Понимание характеристик смарт-контрактов очень важно для разработки DApp. Вот некоторые ключевые особенности:

• Транзакционный характер: В процессе выполнения смарт-контракты либо выполняются успешно, либо все откатываются до неизмененного состояния. Это требует пристального внимания к проектированию API функций в процессе написания смарт-контрактов, избегая перегрузки параметров и осторожно обрабатывая ошибки.
• Обработка ошибок: Общие методы обработки ошибок включают использование операторов "require" для передачи сообщений об ошибке или использование операторов "revert" для настройки типов ошибок. Эти методы обработки ошибок приведут к сбоям транзакций и потребуют захвата настраиваемых типов ошибок на стороне фронт-энда.
• Стоимость исполнения: Государственное хранилище смарт-контрактов взимает комиссию за газ. Таким образом, при проектировании объектов хранения необходимо рационально использовать объявленное пространство памяти, чтобы избежать чрезмерного использования памяти. Различные объявления структуры данных в разных местах повлекут за собой разные затраты, а функции, изменяющие состояние, будут потреблять газ.
• Неизменяемость: После развертывания смарт-контракта его нельзя динамически заменить или обновить. Поэтому вам следует обдумать, полагаться ли на архитектуру, позволяющую обновление, и обеспечить возможность обновления контракта до развертывания.
• Разрешения и видимость: Контракт является прозрачным для всех в сети, поэтому чувствительные данные не должны храниться в контракте, и следует избегать зависимости от состояния блокчейна в качестве основного критерия бизнес-логики. Рекомендуется использовать механизмы контроля разрешений, такие как Ownable и AccessControl.
• Безопасность: Безопасность контракта очень важна и должна соответствовать лучшим практикам безопасности, включая руководящие принципы безопасности кода контракта и достаточное количество тестовых случаев. Не доверяйте непроверенному коду контракта и не ожидайте, что он будет функционировать правильно.

1.2 Практики безопасности

При разработке DApp крайне важно обеспечить безопасность и легкую проверяемость смарт-контрактов. Вот некоторые bewst практики и рекомендации для обеспечения безопасности смарт-контрактов:

• Стандартизированная среда разработки: Использование стандартизированных фреймворков разработки может помочь повысить доверие к смарт-контрактам. Эти фреймворки, обычно создаваемые и поддерживаемые опытными разработчиками и экспертами по безопасности, содержат проверенный и оптимизированный код и шаблоны. Используя эти платформы, разработчики могут избежать распространенных проблем безопасности и использовать код, который был протестирован и проверен для повышения безопасности своих контрактов. Например, OpenZeppelin — это широко используемый и проверенный фреймворк для разработки смарт-контрактов, который предоставляет некоторые стандартные шаблоны контрактов и библиотеки, помогающие разработчикам создавать безопасные и надежные контракты.
• Использование событий для ведения журнала: Запись сведений о выполнении смарт-контрактов с помощью событий помогает лучше отслеживать функции и операции контракта. События могут быть определены и инициированы в контракте, записывая сведения об операции, такие как адрес вызывающего объекта, метка времени и параметры, передаваемые в функцию. Эта информация журнала чрезвычайно ценна для аудита контрактов и выявления потенциальных уязвимостей. Например, в краудфандинговом контракте можно определить событие, в котором будут записаны сведения о каждом пожертвовании, включая адрес жертвователя и сумму пожертвования. Таким образом, все операции и изменения в договоре могут быть записаны, что облегчает аудиторам просмотр и анализ.
• Реализация контроля доступа: Контроль доступа - это механизм контроля за тем, кто может получить доступ к определенным ресурсам или выполнять определенные операции, а также аутентифицировать их перед получением доступа или выполнением. В смарт-контрактах контроль доступа можно реализовать с помощью модификаторов, которые могут быть добавлены к функциям для проверки выполнения определенных условий перед выполнением функции. Реализация контроля доступа гарантирует, что только авторизованные субъекты могут выполнять определенные операции или получать доступ к конфиденциальным данным. Например, в контракте голосования может быть определен модификатор для проверки того, что только определенные адреса могут выполнять операции голосования, обеспечивая, что только авторизованные пользователи могут участвовать в процессе голосования.
• Следуйте принципу наименьших привилегий: Принцип наименьших привилегий требует, чтобы каждому пользователю предоставлялись только минимальные права доступа, необходимые для выполнения их работы. В смарт-контрактах наименьшие привилегии могут быть достигнуты с помощью механизмов контроля доступа. Реализуя контроль доступа и следуя принципу наименьших привилегий, вы можете ограничить разрешения, предоставленные каждой сущности, чтобы убедиться, что они могут выполнять только необходимые операции. Например, в многопользовательском контракте для каждого пользователя могут быть определены различные уровни разрешений, и пользователю предоставляются только необходимые разрешения на основе его личности и потребностей, чтобы предотвратить злоупотребление и ненужные операции. Это снижает риск компрометации контракта, потому что даже если учетная запись скомпрометирована, злоумышленник может выполнять только ограниченные действия.
• Мультиподпись: Использование мультиподписи для ключевых транзакций является важной мерой в обеспечении безопасности смарт-контрактов. Мультиподпись требует, чтобы несколько сторон подписали ее, прежде чем ключевая транзакция может быть выполнена для завершения транзакции. Этот механизм может обеспечить дополнительную безопасность и снизить некоторые потенциальные риски атак, такие как атаки с воспроизведением и пластичность транзакций.
• Объясните таймеры и таймауты: поскольку время выполнения транзакции в сети блокчейн неопределенно, смарт-контракты уязвимы к атакам, которые используют проблемы синхронизации, такие как атаки с предсказуемыми случайными числами, атаки фронтраннинга, атаки сэндвича и т. д. Чтобы смягчить атаки против этих проблем синхронизации, использование таймеров и механизмов таймаута является эффективным подходом. Таймеры могут использоваться для планирования выполнения функций в контракте в определенные моменты времени, тем самым избегая зависимости от времени выполнения сети блокчейн. Механизм таймаута может ограничивать время выполнения определенных функций в контракте, чтобы гарантировать, что они не будут продолжать выполняться бесконечно.

1.3 Обновляемость смарт-контрактов

Обновление смарт-контракта относится к процессу обновления или модификации смарт-контрактов, развернутых на блокчейне. Обновления смарт-контракта включают изменение бизнес-логики смарт-контракта, сохраняя состояние контракта. Обновления смарт-контракта позволяют разработчикам улучшить логику, функциональность или безопасность контракта, чтобы адаптироваться к новым потребностям или исправить проблемы в существующих контрактах. Обновление смарт-контрактов - это сложная деятельность, требующая высокой степени осторожности для предотвращения уязвимостей.

Обычно обновление смарт-контрактов требует выполнения следующих шагов:

• Напишите новый код контракта: Разработчики пишут новый код контракта по мере необходимости, включая улучшения исходного контракта. Новый код должен пройти тщательное тестирование, чтобы гарантировать его правильность и безопасность.
• Развертывание нового контракта: новый код контракта должен быть развернут с помощью адреса, отличного от исходного контракта. Перед развертыванием нового контракта разработчикам необходимо убедиться в том, что перенос или перенос данных выполняется надлежащим образом в процессе обновления.
• Перенос или передача данных: Если обновление смарт-контракта включает в себя миграцию или передачу данных, разработчики должны разработать соответствующие механизмы, чтобы гарантировать, что данные правильно мигрированы или переданы в новый контракт. Обычно это включает в себя процесс взаимодействия и преобразования данных с ​​старым контрактом.
• Обновите адрес контракта или интерфейс: После успешного развертывания нового контракта разработчики должны обновить приложения или пользовательские интерфейсы, взаимодействующие с контрактом, чтобы гарантировать их адаптацию к адресу или интерфейсу нового контракта.

2 Тестирование смарт-контрактов

Тестирование смарт-контрактов относится к применению различных методов и техник тестирования для проверки функциональности, безопасности, производительности и корректности контракта. Целью тестирования смарт-контрактов является выявление потенциальных проблем, уязвимостей и ошибок в контракте, а также обеспечение того, чтобы контракт работал, как ожидается, в различных обстоятельствах.

2.1 Зачем важно тестирование?

Тестирование смарт-контрактов является важной практикой в разработке смарт-контрактов по нескольким важным причинам:

• Проверка функциональности смарт-контракта: Смарт-контракты - это коды, используемые для выполнения определенных функций, таких как трансферы, обновления статуса и т. д. Юнит-тестирование помогает проверить, что каждая функция контракта работает ожидаемым образом. Это помогает выявить и исправить потенциальные ошибки, гарантируя правильность поведения и логики контракта.
• Гарантировать безопасность: Умные контракты часто включают в себя обработку и управление активами, такими как криптовалюты. Поэтому безопасность контракта крайне важна. Модульные тесты проверяют, уязвим ли контракт к распространенным атакам и угрозам, таким как атаки повторного вызова и переполнение целочисленных переменных. Это помогает выявить и устранить потенциальные уязвимости в безопасности и гарантировать безопасность контракта.
• Повышение качества кода: Юнит-тестирование помогает разработчикам писать высококачественный код. Написав тестовые случаи и утверждения, разработчики могут проверить правильность своего кода и убедиться, что он работает правильно в различных обстоятельствах. Это помогает улучшить надежность, надежность и поддерживаемость вашего кода, а также снизить стоимость его будущего обслуживания.
• Поддерживает реконструкцию и расширение: Во время разработки смарт-контракта, по мере изменения требований, контракт может потребоваться реконструировать или расширить. Наличие всеобъемлющего набора модульных тестов гарантирует, что существующая функциональность и логика не нарушаются во время реконструкции или расширения. Это помогает поддерживать стабильность кода и упрощает будущую работу по разработке и обслуживанию.
• Непрерывная интеграция и развертывание: В среде разработки непрерывной интеграции и развертывания модульное тестирование является ключевым этапом. Автоматический запуск модульных тестов позволяет выявить потенциальные проблемы в коде и оперативно их устранить, обеспечивая его качество и надежность. Это способствует повышению эффективности команды разработчиков и ускорению скорости выпуска продукта.

2.2 Какие аспекты тестируются?

При тестировании смарт-контрактов мы в основном ориентируемся на следующие аспекты:

• Функциональность и поведение контракта: Основная цель тестирования смарт-контрактов - проверить, что контракт выполняет свои функции так, как ожидалось. Это включает в себя проверку того, что различные функции и методы контракта выполняются правильно и согласованы с ожидаемыми результатами. Например, в случае контракта на перевод, мы можем проверить, может ли он правильно реализовать функцию перевода средств.
• Граничные случаи контракта: Нам также необходимо протестировать поведение контракта в различных граничных случаях. Это включает тестирование граничных значений входных параметров, таких как минимальные значения, максимальные значения, нулевые значения и т. д., а также тестирование способности контракта обрабатывать аномальные ситуации, такие как обработка недопустимых входных данных, обработка неавторизованных операций и т. д. Путем тестирования граничных случаев мы можем обнаружить потенциальные проблемы и уязвимости, которые могут существовать в контракте.
• Безопасность контракта: Безопасность является важным аспектом при тестировании смарт-контрактов. Нам нужно тестировать контракт на потенциальные уязвимости безопасности, такие как атаки реентранси, переполнения целочисленных значений, несанкционированный доступ и т. д. Через аудит безопасности и тестирование для определенных типов уязвимостей мы можем выявить и устранить проблемы безопасности в контрактах, чтобы гарантировать безопасность активов пользователей.
• Исполнение и масштабируемость контракта: Умные контракты должны обладать хорошей производительностью и масштабируемостью, чтобы обрабатывать большое количество транзакций и пользователей. Поэтому нам нужно провести тестирование производительности и стресс-тестирование, чтобы проверить производительность и стабильность контракта при высокой нагрузке и одновременном использовании. Путем тестирования производительности и масштабируемости контракта мы можем оптимизировать его конструкцию и реализацию для улучшения пропускной способности и времени отклика.
• Интеграция и совместимость контракта: Если смарт-контракт должен быть интегрирован с другими компонентами или услугами, нам нужно провести интеграционные тесты, чтобы проверить, сотрудничает ли контракт должным образом с другими компонентами. Это включает интеграцию приложений фронт-энда, взаимодействие с другими контрактами и т. д. Кроме того, нам также нужно протестировать совместимость контракта в различных клиентах Ethereum и средах сети, чтобы обеспечить согласованность и надежность контракта в различных средах.

2.3 Методы тестирования

• Модульное тестирование: Модульное тестирование — это метод тестирования различных функций и методов в смарт-контрактах. Написав тестовые сценарии, которые имитируют входные данные контракта и среду, а также утвердив выходные данные контракта, мы можем проверить, работает ли контракт так, как ожидалось.
• Интеграционное тестирование: Интеграционное тестирование используется для проверки правильности взаимодействия различных компонентов. При разработке смарт-контрактов могут быть написаны интеграционные тесты для проверки интеграции контракта с интерфейсными приложениями или другими сервисами, такими как узлы блокчейна или базы данных. Интеграционное тестирование гарантирует, что контракт корректно работает с другими компонентами, а также проверяет функциональность и производительность всей системы.
• Тестирование на основе свойств: Тестирование на основе свойств фокусируется на том, удовлетворяет ли поведение контракта заранее определенным свойствам. Эти свойства представляют собой утверждения о поведении контракта, которые всегда должны оставаться верными в различных сценариях. Статический анализ и динамический анализ - две распространенные техники, используемые для выполнения тестирования на основе свойств. Статический анализатор принимает исходный код смарт-контракта на вход и выдает результат, утверждающий, удовлетворяет ли контракт определенное свойство. Динамический анализ генерирует символьные или конкретные входные данные для функций смарт-контракта, чтобы увидеть, нарушают ли какие-либо следы выполнения определенные свойства.
• Аудит безопасности: Аудит безопасности также представляет собой ручное тестирование. Тщательным анализом кода и логики контракта, а также использованием профессиональных средств и техник аудита можно выявить потенциальные уязвимости и риски безопасности. Аудиты безопасности крайне важны для защиты активов в контракте и безопасности пользователей. Если у вас есть потребности в аудите умных контрактов, пожалуйста, свяжитесь Salus, кто предоставит вам качественные услуги.

2.4 Инструменты тестирования

Foundry и Hardhat - два популярных инструмента разработки для тестирования смарт-контрактов.

Foundry - это фреймворк разработки смарт-контрактов на TypeScript, который предоставляет мощный набор инструментов и библиотек для создания и тестирования смарт-контрактов Ethereum.

• Foundry использует Mocha и Chai, два популярных фреймворка тестирования JavaScript, для написания и выполнения различных тестовых случаев.
• Foundry предоставляет некоторые встроенные функции утверждения для проверки ожидаемого поведения смарт-контрактов.
• Foundry также поддерживает тестирование симулятором, чтобы избежать расходов ресурсов и комиссий на фактической сети Ethereum.

С другой стороны, Hardhat - это мощная среда разработки Ethereum для написания, развертывания и тестирования смарт-контрактов.

• Он интегрируется с тестовыми фреймворками Mocha и Chai, а также с другими полезными инструментами, такими как Ethers.js и Waffle.
• Он предоставляет некоторые встроенные функции утверждения для проверки поведения и состояния смарт-контрактов.
• Он также поддерживает использование виртуальных машин для тестирования, чтобы избежать операций на фактической сети Ethereum.

При использовании Foundry или Hardhat для тестирования смарт-контрактов могут быть протестированы следующие аспекты:

• Работает ли функциональность и логика смарт-контракта так, как ожидалось.
• Взаимодействует ли контракт правильно с другими контрактами.
• Обрабатывает ли контракт аномальные ситуации правильно.
• Правильно ли изменение состояния контракта.
• Был ли контракт развернут и использован правильно в различных сетевых средах.

Эти инструменты также предоставляют дополнительные функции, такие как анализ охвата кода и тестирование производительности, чтобы помочь разработчикам лучше оценивать и улучшать качество и производительность их умных контрактов.

3 Разработка фронтенда

3.1 Выберите фронтенд-фреймворк

При разработке DApp выбор подходящего фреймворка фронт-энда очень важен для создания безопасных и надежных приложений фронт-энда.

3.1.1 Ethers.js

Ethers.js - это библиотека JavaScript, используемая для создания фронтенда DApp. Она является предпочтительным выбором для многих разработчиков, создающих фронтенд DApp. Многие известные проекты DApp используют ethers.js для взаимодействия с сетью Ethereum и работы с умными контрактами.

Он предоставляет следующие ключевые функции:

• Управление учетной записью Ethereum: Ethers.js позволяет вам генерировать и управлять открытыми ключами, закрытыми ключами и адресами для учетных записей Ethereum. Вы можете использовать эти учетные записи для проведения транзакций, вызова методов смарт-контрактов и многого другого.
• Взаимодействие смарт-контрактов: Ethers.js предоставляет краткий набор API для взаимодействия со смарт-контрактами на Ethereum. Вы можете использовать ethers.js для развертывания смарт-контрактов, вызова методов контрактов, извлечения состояния контрактов и т. д. Он также обеспечивает возможности типизированного кодирования и декодирования смарт-контрактов для более простого и надежного взаимодействия со смарт-контрактами.
• Создание и подписание транзакции: С помощью ethers.js вы можете создавать и отправлять транзакции Ethereum. Ethers.js предоставляет простой интерфейс для создания объектов транзакций и поддерживает подписание транзакций. Это позволяет вам отправлять Ether и выполнять операции с контрактами в безопасном режиме.
• Другие функции: Ethers.js предоставляет множество других полезных функций, таких как конвертация единиц Ethereum (например, из Wei в Ether), обработка событий Ethereum (например, мониторинг событий контракта) и подписка на события блокчейна и т. д. Эти функции делают его более удобным и эффективным при создании фронтенда для DApp.

Для создания фронтенда DApp, ethers.js предоставляет следующие преимущества:

• Просто и удобно в использовании: Ethers.js предоставляет интуитивно понятный API, который делает взаимодействие с блокчейном Ethereum простым и удобным.
• Безопасность: Ethers.js предоставляет безопасные методы для обработки частных ключей и подписанных транзакций, чтобы обеспечить безопасность активов пользователей.
• Многофункциональный: Ethers.js предоставляет множество полезных функций, таких как преобразование единиц Ether, обработка событий Ethereum и т. д., упрощая процесс разработки.

Для создания фронтенда DApp у ethers.js есть следующие недостатки:

• Кривая обучения: Для начинающих может потребоваться некоторое время и усилия, чтобы изучить и понять концепции и принципы работы Ethereum.
• Зависимость от сети Ethereum: Функциональность ethers.js зависит от доступности и стабильности сети Ethereum. Если возникнет проблема с сетью, это может повлиять на нормальную работу DApp.

3.1.2 React

React - популярный фреймворк для создания пользовательских интерфейсов. Хотя сам React не предоставляет прямой функциональности для взаимодействия с блокчейном, вы можете интегрировать React с блокчейном для реализации функциональности взаимодействия с блокчейном следующим образом:

• Использование Web3.js: Web3.js - это библиотека JavaScript для взаимодействия с сетью Ethereum. Вы можете внедрить Web3.js в свой проект React и использовать его для подключения к сети Ethereum, развертывания и вызова умных контрактов, отправки транзакций и многого другого. С помощью Web3.js вы можете взаимодействовать с узлами Ethereum и выполнять операции, связанные с взаимодействием с блокчейном.
• Используя ethers.js: Ethers.js - еще одна популярная библиотека JavaScript для взаимодействия с сетью Ethereum. Он предоставляет краткий набор API для работы с учетными записями Ethereum, развертывания и вызова смарт-контрактов, отправки транзакций и многого другого. Вы можете использовать ethers.js в своем проекте React для реализации функциональности взаимодействия с блокчейном.
• Использование API-инструментов для изучения блокчейна: Некоторые блокчейн-исследователи, такие как Etherscan или Infura, предоставляют API, позволяющие разработчикам взаимодействовать с сетью Ethereum через RESTful-интерфейс. Вы можете использовать эти API в проектах React для получения данных блокчейна, запроса транзакций, получения информации о контрактах и т. д.
• Используйте библиотеки интеграции кошелька: Некоторые библиотеки интеграции кошелька (такие как MetaMask или WalletConnect) предоставляют функциональность для взаимодействия с сетью Ethereum и обеспечивают удобные пользовательские интерфейсы и аутентификацию. Вы можете использовать эти библиотеки в своем проекте React для реализации интеграции пользовательских кошельков, чтобы пользователи могли проводить транзакции и взаимодействовать со смарт-контрактами.

Метод интеграции React с взаимодействием с блокчейном можно объединить с моделью разработки компонентов React. Вы можете создавать специализированные компоненты для обработки логики и пользовательского интерфейса для взаимодействия с блокчейном. Взаимодействуя с сетью блокчейн, вы можете реализовать функции, такие как запрос балансов счетов, выполнение методов контрактов и мониторинг событий блокчейна.

Безопасность и конфиденциальность должны быть приоритетными при взаимодействии с блокчейном. Важно обеспечить правильную обработку частных ключей и подпись транзакций, а также ограничить разрешения пользователей для чувствительных операций во время взаимодействия. Используйте лучшие практики безопасности и следуйте спецификациям и рекомендациям сетей блокчейна, чтобы обеспечить безопасность и надежность ваших приложений.

По сравнению с ethers.js, React имеет следующие преимущества при взаимодействии с блокчейном:

• Мощная экосистема: у React большое сообщество разработчиков и обширная поддержка сторонних библиотек. Это означает, что вы легко найдете библиотеки и инструменты, которые интегрируются с React для поддержки взаимодействия с блокчейном. Широкая поддержка экосистемы React может предоставить вам больше решений и ресурсов.
• Разработка компонентов: Модель разработки компонентов React делает создание функций, взаимодействующих с блокчейном, более модульным и поддерживаемым. Вы можете инкапсулировать логику и пользовательский интерфейс для взаимодействия с блокчейном в независимые компоненты, что делает организацию кода и повторное использование более ясными и удобными.
• Виртуальный DOM: React использует технологию виртуального DOM для минимизации операций с DOM, улучшения производительности и эффективности рендеринга путем сравнения различий между двумя состояниями до и после. Это очень полезно для работы с большими объемами данных блокчейна и частого обновления интерфейсов.

Однако по сравнению с ethers.js, React имеет следующие недостатки при взаимодействии с блокчейном:

• Более длительный кривой обучения: Если вы не знакомы с React, освоение основных концепций и рабочих методов React может потребовать некоторых усилий для обучения. Это может увеличить время, необходимое для реализации функционала взаимодействия с блокчейном.
• Сложность интеграции: Гибкость и свобода React могут привести к относительной сложности при интеграции с блокчейном. Вам потребуется дополнительная работа для обеспечения совместимости между React и библиотеками блокчейна и обработки возможных проблем интеграции, которые могут возникнуть.

В отличие от React, ethers.js может больше сосредоточиться на взаимодействии с Ethereum, предоставляя больше функций и инструментов, связанных с блокчейном. ethers.js - это библиотека JavaScript, разработанная специально для взаимодействия с сетью Ethereum, предлагающая краткое API для прямого и простого взаимодействия с Ethereum.

Однако преимущества использования React для взаимодействия с блокчейном заключаются в его мощной экосистеме, выгодах компонентного подхода к разработке и преимуществах производительности, обеспечиваемых технологией виртуального DOM. Это делает React гибким, масштабируемым и эффективным выбором, особенно подходящим для разработки крупных и сложных приложений.

3.2 Настройка проекта каркаса

При разработке DApp, после выбора подходящего фреймворка фронт-энда, следующим шагом часто является создание каркасного проекта. Каркас служит отправной точкой или основой, обеспечивая структуру проекта по умолчанию, конфигурацию, образцовый код и инструменты. Используя каркас, разработчики могут избежать утомительной работы по созданию приложения с нуля и вместо этого быстро разрабатывать на основе существующих настроек по умолчанию и образцового кода. Каркас также может предоставлять некоторые bewst practices и реализацию общих функций, чтобы помочь разработчикам следовать лучшему процессу разработки.

3.2.1 Ключевые компоненты строительного каркаса

Фундамент для DApps обычно включает в себя следующие ключевые компоненты:

• Смарт-контракты: каркас предоставляет один или несколько образцов смарт-контрактов, которые обрабатывают бизнес-логику приложения. Эти контракты определяют функциональность и поведение DApp.
• Интерфейс фронт-энда: Каркасы обычно содержат базовый интерфейс фронт-энда для взаимодействия с пользователями и демонстрации функциональности DApp. Эти интерфейсы могут быть построены с использованием технологий, таких как HTML, CSS и JavaScript.
• Тестовые сценарии: Каркас предоставляет несколько образцовых тестовых сценариев для проверки правильности и надежности смарт-контрактов. Эти тестовые сценарии могут помочь разработчикам писать и запускать автоматизированные тесты, чтобы гарантировать, что DApps работают правильно в различных обстоятельствах.
• Файлы конфигурации: Шаблоны обычно содержат некоторые файлы конфигурации для настройки среды разработки, развертывания смарт-контрактов, подключения к сети Ethereum и т. д. Эти файлы конфигурации могут быть настроены в соответствии с потребностями разработчика.

3.2.2 Рассмотрение особенностей при установке лесовоза?

При создании каркасного проекта DApp необходимо учитывать подключения к сети блокчейна, введение библиотек Web3, безопасность, интеграцию фронтенд-фреймворков и библиотек, тестирование, документацию и т. д.

• Выберите подходящий инструмент для строительства: Очень важно выбрать инструмент для строительства, который подходит для разработки вашего DApp. Существуют некоторые часто используемые инструменты для строительства, такие как Create React App, Vue CLI и т. д. Они все предоставляют некоторые стандартные конфигурации и команды для быстрого создания и запуска базового проекта DApp.
• Настройка подключения к сети блокчейна: В зависимости от сети блокчейна, используемой вашим DApp, вам необходимо настроить подключенные к ней сетевые узлы. Как правило, вам нужно предоставить URL сетевого узла, номер порта и другую необходимую аутентификационную информацию. Таким образом, ваш проект DApp может взаимодействовать с сетью блокчейна.
• Внедрите соответствующие библиотеки Web3: В разработке DApp вам нужно использовать библиотеки Web3 для взаимодействия с блокчейном. В зависимости от выбранной вами блокчейн-платформы выберите соответствующую библиотеку Web3 и внедрите ее в проект. Например, если вы используете Ethereum в качестве базового блокчейна, вы можете использовать Web3.js или ethers.js для взаимодействия с Ethereum.
• Консидерации безопасности: Безопасность очень важна при разработке DApp. Убедитесь, что ваш каркасный проект включает в себя некоторые общие меры безопасности, такие как предотвращение атак межсайтового скриптинга (XSS), предотвращение атак повторной передачи и т. д. Вы можете использовать некоторые библиотеки или фреймворки, связанные с безопасностью, например, те, которые предоставляются OpenZeppelin.
• Интегрируйте фронтенд-фреймворки и библиотеки: выберите фронтенд-фреймворки и библиотеки, которые подходят для вашего проекта DApp, и интегрируйте их в ваш проект-каркас. Обычным выбором являются React, Vue и т. д. Убедитесь, что эти фреймворки и библиотеки предварительно настроены в вашем проекте-каркасе и могут работать без проблем.
• Добавьте тесты: Очень важно добавить тесты в ваш проект-каркас. Вы можете выбрать подходящий тестовый фреймворк, такой как Jest, Mocha, и т.д., и написать модульные тесты и интеграционные тесты, чтобы гарантировать качество и стабильность кода.
• Документация и образец кода: Подробная документация и образец кода могут быть очень полезны при создании проектов. Это помогает другим разработчикам лучше понять структуру и функциональность проекта и быстро начать работу.

3.2.3 Популярные каркасы

Когда речь идет о каркасах веб-приложений на основе Ethereum, существует несколько популярных вариантов. Вот введение в три основных каркаса, включая их основные функции, особенности, а также сравнение их преимуществ и недостатков.

Truffle

• Основные функции: Truffle - это полноценная среда разработки Ethereum, предоставляющая инструменты компиляции, развертывания и тестирования умных контрактов, а также функцию взаимодействия с сетью Ethereum. Она также включает мощную среду разработки для быстрой разработки и тестирования DApp.
• Особенности: Truffle предоставляет мощный набор инструментов командной строки и среду разработки, чтобы помочь вам управлять смарт-контрактами, тестировать и развертывать DApps. Он также поддерживает Solidity и JavaScript, а также имеет богатую экосистему плагинов.

Вступать

• Основные функции: Embark — это фреймворк для разработки Ethereum для создания децентрализованных приложений. Он предоставляет простые в использовании инструменты и интерфейс командной строки для разработки, тестирования и развертывания смарт-контрактов Ethereum и DApps.
• Особенности: Embark интегрирует некоторые популярные фронтенд-фреймворки и библиотеки, такие как React, Vue, и т. д., что облегчает разработку DApp. Он также предоставляет мощную систему плагинов для расширения своей функциональности.

scaffold-eth

• Основные функции: scaffold-eth - это каркас веб-приложения на основе Ethereum, разработанный для помощи разработчикам быстро создавать DApp для Ethereum. Он предоставляет полный набор инструментов и шаблонов, включая интерфейсы фронт-энда, смарт-контракты, тестовые сценарии и т. д.
• Особенности: Scaffold-eth использует Hardhat в качестве фреймворка для разработки смарт-контрактов, поддерживает Solidity и TypeScript, интегрирует некоторые полезные инструменты и библиотеки. Он предоставляет образцы кода и учебные пособия, чтобы помочь разработчикам быстро начать работу с Ethereum.

3.3 Зависимости фронт-енда

В разработке фронт-энда DApp рекомендуется использовать некоторые отличные библиотеки фронт-энда для снижения рабочей нагрузки и повышения качества поставки кода. Вот некоторые часто используемые библиотеки фронт-энда:

• wagmi: wagmi предоставляет множество хуков React для завершения процесса взаимодействия между фронтендом DApp и контрактом. Он упрощает процесс взаимодействия с контрактами, что делает его более удобным для разработчиков в обработке операций, таких как транзакции и вызовы контрактов.
• useDApp: useDApp - это сложная библиотека React hooks, которая поддерживает multicall.js. Она предоставляет некоторые удобные функции, такие как обработка множественных вызовов контрактов, обработка переводов Ethereum, обработка подписей EIP-712 и т. д.
• Siwe: Siwe - это библиотека для реализации процесса входа в кошелек. Она обеспечивает простой и безопасный способ реализации входа в кошелек и аутентификации, а также интегрируется с другими библиотеками и инструментами.
• i18next и react-i18next: Если вы планируете предоставить многоязычные версии и инструментальные средства, вы можете использовать библиотеки, такие как i18next и react-i18next. Они предоставляют удобный способ реализации поддержки нескольких языков и позволяют разработчикам легко переключаться и управлять различными языками в интерфейсе фронтенда.

4 Разработка промежуточного программного обеспечения

В разработке DApp промежуточное программное обеспечение часто находится между приложением фронт-энда и сетью блокчейна. Оно действует как промежуточный слой между приложениями фронт-энда и базовым блокчейном, обрабатывая и управляя взаимодействиями с блокчейном.

4.1 Функции промежуточного программного обеспечения

Промежуточное программное обеспечение может выполнять следующие функции:

• Управление подключением кошелька и авторизацией: Промежуточное программное обеспечение может предоставлять функции подключения кошелька, взаимодействовать с кошельком пользователя и управлять статусом авторизации пользователя. Оно обрабатывает операции, такие как подключение кошелька, вход и выход из системы, а также управляет аутентификацией и разрешениями пользователя.
• Обработка транзакций и подписание: Промежуточное программное обеспечение может управлять взаимодействием с контрактом и отвечать за создание транзакций, их подписание и отправку на блокчейн-сеть. Оно может управлять жизненным циклом транзакций, включая создание транзакций, обработку статуса транзакций и мониторинг событий.
• Кэширование и запросы данных: промежуточное программное обеспечение может кэшировать и запрашивать данные контракта для улучшения производительности приложения и скорости ответа. Оно кэширует результаты вызовов функций просмотра контракта, обновляя и обновляя кэш при необходимости.
• Мониторинг и обработка событий: Промежуточное программное обеспечение может отслеживать события контрактов на блокчейне и выполнять соответствующие операции, когда события срабатывают. Оно обрабатывает подписку, разбор и реагирование на события, а также обновляет состояние и интерфейс приложения на стороне фронт-энда.
• Обработка ошибок и ведение журнала: Промежуточное программное обеспечение может обрабатывать ошибки и аномалии во время взаимодействия с блокчейном и предоставлять соответствующие механизмы обработки ошибок и ведения журнала. Оно может перехватывать и обрабатывать ошибки, а также предоставлять полезную информацию об ошибках и обратную связь для приложений фронт-энда.

4.2 Инструменты промежуточного ПО

При разработке DApp вы можете использовать следующие промежуточные инструменты для достижения необходимой функциональности. Эти промежуточные инструменты могут помочь упростить процесс разработки DApp и предоставить функции, такие как взаимодействие с блокчейном, подключение кошелька и управление авторизацией, а также управление данными. Какие инструменты использовать зависит от ваших потребностей и технологического стека.

• Web3.js: Web3.js — JavaScript-библиотека для взаимодействия с сетью Ethereum. Он предоставляет ряд API для подключения к сети Ethereum, создания экземпляров контрактов, отправки транзакций, чтения данных контрактов и других операций.
• ethers.js: ethers.js - еще одна популярная библиотека JavaScript для взаимодействия с Ethereum. Она предоставляет функциональность, аналогичную Web3.js, включая подключение к сети Ethereum, создание контрактов, подписание транзакций и т. д.
• Metamask: Metamask - это часто используемый плагин кошелька Ethereum, который можно интегрировать с Web3.js или ethers.js для предоставления функций подключения к кошельку пользователя и подписи транзакций. Через Metamask пользователи могут разрешить DApp'ам доступ к своим адресам кошелька и выполнение операций по торговле.
• Drizzle: Drizzle - это библиотека управления состоянием, основанная на Web3.js, специально разработанная для разработки DApp. Она может помочь вам управлять состоянием вашего DApp, взаимодействовать с умными контрактами и предоставлять некоторые удобные функции, такие как автоматическая подписка на события и обновление состояния.
• Truffle Suite: Truffle Suite — это набор инструментов для разработки DApp на Ethereum, включающий такие инструменты, как фреймворк Truffle, частная цепочка Ganache и Drizzle. Фреймворк Truffle можно использовать для компиляции, развертывания и тестирования смарт-контрактов; частная цепочка Ganache подходит для локальной разработки и отладки; а Drizzle — для управления состоянием и взаимодействия со смарт-контрактами.
• Infura: Infura — это платформа, предоставляющая услуги хостинга узлов Ethereum. Он помогает легко подключаться к сети Ethereum и взаимодействовать с блокчейном через API без необходимости самостоятельно запускать и обслуживать узел.
• IPFS: Если ваш DApp нуждается в хранении и извлечении больших объемов файлов или данных, вы можете рассмотреть использование IPFS (InterPlanetary File System) - это пиринговая распределенная файловая система, обеспечивающая высокую доступность и децентрализованное хранилище.

4.3 Рассмотрение безопасности

Безопасность всегда должна быть приоритетной для DApps при взаимодействии с кошельками и контрактами. Важно убедиться, что вы используете доверенные коннекторы, проверяете адреса кошельков и состояние транзакции, выполняете валидацию ввода и шифрование данных, а также регулярно проводите обзоры безопасности и исправление уязвимостей.

Безопасность подключения кошелька:

• Используйте доверенный коннектор кошелька: убедитесь, что используемый вами коннектор кошелька проверен и надежен. Используйте известные коннекторы, такие как MetaMask, WalletConnect или Portis.
• Ограничения на авторизацию пользователей: Когда пользователь разрешает подключение кошелька, убедитесь, что пользователь понимает, к кошельку он подключается, и разрешает только разрешения, необходимые для вашего приложения. Избегайте запроса излишних разрешений.
• Проверка адреса кошелька: Перед использованием адреса кошелька убедитесь в его правильности. API, предоставленный кошельком соединителем, может быть использован для проверки того, что предоставленный пользователем адрес совпадает с адресом подключенного кошелька.

Безопасность при операциях записи с контрактами:

• Подтверждение транзакции и подписание: перед выполнением операций записи с контрактом убедитесь, что используете кошелек-коннектор для подтверждения и подписи транзакции. Это гарантирует, что транзакции авторизованы и подписаны пользователем, обеспечивая дополнительный уровень безопасности.
• Проверка ввода: Проверка ввода всегда выполняется перед передачей пользовательских данных контракту для операций записи. Убедитесь, что входные данные имеют ожидаемый формат и диапазон, чтобы предотвратить проблемы, вызванные злонамеренным вводом.
• Мониторинг состояния транзакции: После отправки транзакции отслеживайте состояние транзакции, чтобы убедиться, что транзакция успешно подтверждена и включена в блокчейн. Это позволяет своевременно обновлять состояние фронтенда и предоставлять обратную связь пользователям.

Безопасность при входе в кошелек и подписании операций:

• Используйте функцию подписи, предоставленную кошельком: Для операций, требующих подписи (таких как вход в систему или другие чувствительные операции), используйте функцию подписи, предоставленную кошельком, вместо передачи чувствительных данных контракту для обработки. Это гарантирует, что данные подписаны и зашифрованы локально, защищая личные ключи и чувствительную информацию пользователей.
• Шифрование данных: Обеспечьте правильное шифрование данных при выполнении входа в кошелек или других чувствительных операций. Для защиты конфиденциальности данных можно использовать алгоритмы шифрования и протоколы безопасности.

Проверка безопасности и исправление ошибок:

• Проверка безопасности: Для приложений, включающих взаимодействие с кошельком и контрактом, необходимы регулярные проверки безопасности. Убедитесь, что ваш код и архитектура приложения соответствуют лучшим практикам безопасности, оцените и исправьте потенциальные ошибки.
• Исправление ошибок: Если обнаружена уязвимость безопасности или сообщение об ошибке, немедленно исправьте и обновите свое приложение. Быстрый ответ и устранение возможных уязвимостей - важные шаги для обеспечения безопасности приложения.

5 Развертывание смарт-контрактов

Развертывание контракта относится к развертыванию смарт-контрактов в сети блокчейн для исполнения и использования в блокчейне.

5.1 Рассмотрения

• Байт-код смарт-контракта: Байт-код контракта - это машинный код, сгенерированный компиляцией исходного кода смарт-контракта. Это фактический исполняемый код смарт-контракта и используется для развертывания контракта на блокчейне. Байт-код - это шестнадцатеричная строка, представляющая логику и функциональность контракта и является основной частью выполнения операций контракта на блокчейне.
• Газ: В сети Ethereum каждая транзакция требует определенное количество газа для выполнения. Развертывание смарт-контрактов не является исключением и требует достаточного количества газа для покрытия вычислительных и хранилищенных ресурсов, необходимых для развертывания контракта. Количество газа зависит от сложности и размера контракта, а также уровня загруженности сети. Вам необходимо установить предел газа, который является максимальным разрешенным количеством газа для использования, чтобы обеспечить успешное развертывание контракта.
• Сценарий развертывания или плагин: Сценарий развертывания или плагин - это инструмент, используемый для автоматизации и упрощения процесса развертывания контракта. Это может быть файл сценария, содержащий необходимые шаги и инструкции для развертывания контракта; или это может быть плагин, интегрированный в инструмент разработки или фреймворк для предоставления удобных функций развертывания. Таким образом, вы можете автоматизировать развертывание контракта, запуская сценарии или используя плагины, что уменьшает сложность ручных операций.

5.2 Инструменты для развертывания смарт-контрактов

Вы можете развертывать смарт-контракты на блокчейн-платформе с помощью следующих инструментов:

Remix: Remix - это интегрированная среда разработки, которую можно использовать для создания, развертывания и управления смарт-контрактами Ethereum. Вы можете использовать Remix для компиляции и отладки смарт-контрактов, а также развертывания их через его пользовательский интерфейс.

• Официальный сайт Remix
• Документация Remix

Tenderly: Tenderly - это платформа для разработки Web3, которая предоставляет отладку, наблюдаемость и инфраструктурные строительные блоки для разработки, тестирования, мониторинга и эксплуатации смарт-контрактов. Вы можете использовать Tenderly для отладки и мониторинга смарт-контрактов.

• Официальный сайт Tenderly
• документация Tenderly

Hardhat: Hardhat - это среда разработки для компиляции, развертывания, тестирования и отладки программного обеспечения Ethereum. Вы можете использовать Hardhat для написания сценариев развертывания и выполнения операций по развертыванию.

• Официальный веб-сайт Hardhat
• Документация Hardhat по развертыванию контрактов

Truffle: Truffle - это среда разработки, тестирования, канал развертывания и другие инструменты для разработки смарт-контрактов Ethereum. Вы можете использовать Truffle для написания скриптов развертывания и выполнения операций развертывания.

• Официальный сайт Truffle
• Документация Truffle по развертыванию сети и приложений

Thirdweb: Thirdweb - это инструмент, который позволяет легко развертывать любой контракт на любой совместимой с EVM блокчейне с помощью одной команды.

• Документация Thirdweb

Перед развертыванием их на блокчейне необходимо тщательно тестировать и аудитировать смарт-контракты. Если вас интересует аудит смарт-контрактов, пожалуйста, свяжитесь с нами, и мы будем сотрудничать с вами, чтобы предоставить профессиональные аудиторские услуги, обеспечивая безопасность и надежность ваших контрактов. Если смарт-контракт, развернутый на блокчейне, все еще имеет проблемы, могут потребоваться обновления.

6 Заключение

Построение надежного DApp требует уделения внимания безопасности, стабильности и пользовательскому опыту в пяти аспектах: разработке смарт-контрактов, тестировании смарт-контрактов, разработке фронтенда, разработке промежуточного ПО и развертывании смарт-контрактов. Через комплексное проектирование, тестирование и реализацию можно обеспечить надежность и доверие DApps в среде блокчейна.

Отказ от ответственности:

1. Эта статья перепечатана с [TechFlow]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Salus]. Если у вас есть возражения по поводу этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда, и они незамедлительно этим займутся.
2. Ответственность за отказ: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются каким-либо инвестиционным советом.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.