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搭建一个区块DApp投票系统

2025-05-28 20:09 221.15.238.134 1次
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搭建一个区块DApp投票系统
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搭建一个区块DApp投票
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产品详细介绍

       

第一节 概述

   对于初学者,需要了解以太坊kaifa相关的基本概念,就是如何构建一个基于以太坊的完整去中心化应用例如一个qukuailian投票系统。

    通过学习,你将掌握:

    以太坊qukuailian的基本知识

    kaifa和部署以太坊合约所需的软件环境

    使用语言(solidity)编写以太坊合约

    使用Truffle框架kaifa分布式应用

    使用控制台或网页与合约进行交互

    以太坊kaifa的前序知识要求

    为了顺利完成本课程,好对以下技术已经有一些基本了解:

    一种面向对象的kaifa语言,例如:Python,Ruby,Java...

    前端kaifa语言:HTML/CSS/JavaScript

    Linux命令行的使用

    数据库的基本概念

    第二节简介

   我们将会构建一个去中心化的(Decentralized)投票应用。利用这个投票应用,用户可以在不可信(trustless)的分布环境中对特定候选人投票,每次投票都会被记录在qukuailian上:

   所谓去中心化应用(DApp:DcentralizedApplication),就是一个不存在中心服务器的应用。在网络中成百上千的电脑上,都可以运行该应用的副本,这使得它几乎不可能出现宕机的情况。

    基于qukuailian的投票是完全去中心化的,无须任何中心化机构的存在。

    第三节kaifa迭代

   涵盖应用kaifa的整个过程,我们将通过三次迭代来渐进地引入qukuailian应用kaifa所涉及的相关概念、语言和工具:

   Vanilla:在个迭代周期,我们不借助任何kaifa框架,而仅仅使用NodeJS来进行应用kaifa,这有助于我们更好地理解qukuailian应用的核心理念。

   Truffle:在第二个迭代周期,我们将使用流行的去中心化应用kaifa框架Truffle进行kaifa。使用kaifa框架有助于我们提高kaifa效率。

   Token:在第三个迭代周期,我们将为投票应用引入代币(Token)——现在大家都改口称之为通证了——都是ICO惹的祸。代币是公链上bukehuoque的激励机制,也是qukuailian应用区别于传统的中心化应用的另一个显著特征。

    为什么选择投票应用?

   之选择投票作为我们的个qukuailian应用,是因为集体决策——尤其是投票机制——是以太坊的一个核心的价值主张。

   另一个原因在于,投票是很多复杂的去中心化应用的基础构件,我们选择了投票应用作为学习qukuailian应用kaifa的个项目。

    第四节初识qukuailian

   如果你熟悉关系型数据库,就应该知道一张数据表里可以包含很多行数据记录。例如,下面的数据表中包含了6条交易记录:

   本质上,qukuailian就是一个分布式(Distributed)数据库,这个数据库维护了一个不断增长的记录列表。现在,让我们对数据进行批量(batch)存储,比如每批100行,并将各存储批次连接起来,是不是就像一条链?

    移除点击此处添加图片说明文字

   在qukuailian里,多个数据记录组成的批次就被称为块(block),块里的每一行数据记录就被称为交易(transaction):

    开始的那个块,通常被称为创世块(genesisblock),它不指向任何其他块。

    不可篡改性

    qukuailian的一个显著特点是,数据一旦写入链中,就不可篡改重写。

   在传统的关系型数据库中,你可以很容易地更新一条数据记录。在qukuailian中,一旦数据写入就无法再更新了——qukuailian是一直增长的。

    那么,qukuailian是如何实现数据的不可篡改特性?

   这得益于哈希(Hash)函数——如果你还没接触过哈希函数,不妨将它视为一个数字指纹的计算函数:输入任意长度的内容,输出定长的码流(指纹)。哈希函数的一个重要特性就是,输入的任何一点微小变化,都会导致输出的改变。可以将哈希值作为内容的指纹来使用。你可以点击这里了解哈希函数。

   由于qukuailian里的每个块都存储有前一个块内容的哈希值,如果有任何块的内容被篡改,被篡改的块之后所有块的哈希值也会随之改变,这样我们就很容易检测出qukuailian的各块是否被篡改了。

    去中心化的挑战

   一旦完全去中心化,在网络上就会存在大量的qukuailian副本(即:全节点),很多事情都会变得比之前中心化应用环境复杂的多,例如:

    如何保证所有副本都已同步到新状态?

    如何保证所有交易都被广播到所有运行和维护qukuailian副本的节点计算机上?

    如何防止恶意参与者篡改qukuailian

   在的课程中,通过与经典的C/S架构的对比,我们将逐步理解去中心化应用的核心思路,并掌握如何构建以太坊上的去中心化应用。

    第五节C/S架构以服务器为中心

   理解去中心化应用架构的好方法,就是将它与熟悉的Client/Server架构进行对比。如果你是一个webkaifa者,应该对下图很了解,这是一个典型的Client/Server架构:

   一个典型web应用的服务端通常由Java,Ruby,Python等等语言实现。前端代码由HTML/CSS/JavaScript实现。将整个应用托管在云端,比如AWS、GoogleCloudPlatform、Heroku....,或者放在你租用的一个VPS主机上。用户通过客户端(Client)与web应用(Server)进行交互。典型的客户端包括浏览器、命令行工具(curl、wget等)、或者是API访问代码。注意在这种架构中,总是存在一个(或一组)中心化的web服务器,所有的客户端都需要与这一(组)服务器进行交互。当一个客户端向服务器发出请求时,服务器处理该请求,与数据库/缓存进行交互,读/写/更新数据库,向客户端返回响应。

   这是我们熟悉的中心化架构。在下一节,我们将会看到基于qukuailian的去中心化架构的一些显著区别。

    第六节去中心化架构——彼此平等的节点

    下图给出了基于以太坊的去中心化应用架构:

   你应该已经注意到,每个客户端(浏览器)都是与各自的节点应用实例进行交互,而不是向一个中心化的服务器请求服务。

   在一个理想的去中心化环境中,每个想要跟DApp交互的人,都需要在他们的计算机或手机上面运行一个的完整qukuailian节点——简言之,每个人都运行一个全节点。这意味着,在能够真正使用一个去中心化应用之前,用户不得不下载整个qukuailian。

   我们并非生活在一个乌托邦里,期待每个用户都先运行一个全节点,再使用你的应用是不现实的。去中心化背后的核心思想,就是不依赖于中心化的服务器。qukuailian社区已经出现了一些解决方案,例如提供公共qukuailian节点的Infura,以及浏览器插件Metamask等。通过这些方案,你就不需要花费大量的硬盘、内存和时间去下载并运行完整的qukuailian节点,也可以利用去中心化的优点。我们将会以后的课程中对这些解决方案分别进行评测。

    第七节以太坊——世界计算机

   以太坊是一种qukuailian的实现。在以太坊网络中,众多的节点彼此连接,构成了以太坊网络:

    以太坊节点软件提供两个核心功能:数据存储、合约代码执行。

   在每个以太坊全节点中,都保存有完整的qukuailian数据。以太坊不仅将交易数据保存在链上,编译后的合约代码同样也保存在链上。

    以太坊全节点中,还提供了一个虚拟机来执行合约代码。

    交易数据

   以太坊中每笔交易都存储在qukuailian上。当你部署合约时,一次部署就是一笔交易。当你为候选者投票时,一次投票又是另一笔交易。所有的这些交易都是公开的,每个人都可以看到并进行验证。这个数据永远也无法篡改。

   为了确保网络中的所有节点都有着同一份数据拷贝,并且没有向数据库中写入任何无效数据,以太坊目前使用工作量证明(POW:ProofOfWork)算法来保证网络安全,即通过矿工wakuang(Mining)来达成共识(Consensus)——将数据同步到所有节点。

   工作量证明不是达成共识的唯一算法,wakuang也不是qukuailian的唯一选择。现在,我们只需要了解,共识是指各节点的数据实现了一致,POW只是众多用于建立共识的算法中的一种,这种算法需要通过矿工的wakuang来实现非可信环境下的可信交易。共识是目的,POW是手段。

    合约代码

    以太坊不仅仅在链上存储交易数据,它还可以在链上存储合约代码。

   在数据库层面,qukuailian的作用就是存储交易数据。那么给候选者投票、或者检索投票结果的逻辑放在哪儿呢?在以太坊的世界里,你可以使用

    Solidity

   语言来编写业务逻辑/应用代码(也就是合约:Contract),将合约代码编译为以太坊字节码,并将字节码部署到qukuailian上:

    编写合约代码也可以使用其他的语言,Solidity是到目前为止流行的选择。

    以太坊虚拟机

   以太坊qukuailian不仅存储数据和代码,每个节点中还包含一个虚拟机(EVM:EthereumVirtualMachine)来执行合约代码——听起来就像计算机操作系统。

   事实上,这一点是以太坊区别于bitebi(Bitcoin)的核心的一点:虚拟机的存在使qukuailian迈入了2.0时代,也让qukuailian次成为应用kaifa者友好的平台。

    JSkaifa库

   为了便于构建基于web的DApp,以太坊还提供了一个非常方便的JavaScript库web3.js,它封装了以太坊节点的API协议,从而让kaifa者可以轻松地连接到qukuailian节点而不必编写繁琐的RPC协议包。我们可以在常用的JS框架(比如reactjs、angularjs等)中直接引入该库来构建去中心化应用:


所属分类:中国商务服务网 / APP开发
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