Простое создание блокчейн-приложения

Введение

Как опытный разработчик с многолетним опытом работы за плечами, я могу с уверенностью сказать, что выполнение этих шагов для создания блокчейн-приложения с использованием Simplicity — это одновременно увлекательно и полезно. Помню, когда я впервые погрузился в мир разработки блокчейнов, это было похоже на поиск сундука с сокровищами, наполненного бесконечными возможностями!

Как криптоинвестор, я не могу не восхищаться необыкновенным путешествием, которое прошла технология блокчейна. От относительно малоизвестной идеи до преобразующей силы, переопределяющей многие отрасли по всему миру, становится все труднее закрывать глаза на ее влияние!

Технология блокчейна и ее распределенный реестр произвели революцию в транзакциях, позволив потребителям совершать сделки без доверия там, где нет центрального органа власти. Блокчейн имеет разные принципы защиты валют, такие как открытые и первичные ключи, цифровые подписи и механизмы консенсуса.

Учитывая ажиотаж вокруг технологии блокчейн, давайте проясним: Что на самом деле означает блокчейн?

Как исследователь, я считаю, что блокчейн — это интригующая концепция, которая соединяет отдельные блоки, каждый из которых содержит транзакционные данные и важную информацию. Эта децентрализованная система служит надежным и безопасным цифровым реестром, обеспечивая надежность каждой транзакции.

В этом посте мы покажем вам, как создать блокчейн-приложение с нуля, шаг за шагом используя язык программирования Simplicity.

Простота в блокчейне:

Давайте посмотрим на этот новый язык программирования.

В сфере блокчейна, особенно для смарт-контрактов, был представлен новый язык программирования под названием «Simplicity», призванный решить текущие проблемы в таких языках, как сценарий Биткойн и EVM Ethereum. Simplicity — это язык, в котором используется типизированный подход на основе комбинатора.

Что такое типизированный язык?

Проще говоря, типизированный язык устанавливает рекомендации относительно того, какие данные (например, переменные, выражения или функции) можно использовать в различных операциях. По сути, каждый элемент данных имеет свой собственный тип, и система проверяет совместимость типов, используемых в комбинации.

Что такое язык, основанный на комбинаторе?

В языке комбинаторов простые заранее определенные символы (или функции, называемые комбинаторами) используются для выполнения вычислений путем связывания различных компонентов вместе для получения результата.

Чем простота отличается от обычных языков программирования?

По сути, большинство языков программирования в первую очередь концентрируются на обеспечении правильного функционирования кода с точки зрения рабочего поведения (операционной семантики). Однако Simplicity уникален, поскольку учитывает не только операционный аспект, но и лежащее в основе математическое представление кода (денотационная семантика). Чтобы уточнить далее:

Денотатационная семантика в простоте

Проще говоря, Simplicity следует строгим правилам интерпретации, которые установлены с использованием системы, известной как Coq. Эта система фокусируется на математической сути языка, а не только на том, как он работает на практическом уровне. По сути, Coq помогает в разработке формальных доказательств, определяющих действия и поведение Simplicity как в математике, так и в информатике.

Операционная семантика в простоте

Как исследователь, я обнаружил, что простота – это не только прямолинейность; он также включает в себя операционную семантику, которая определяется с помощью инструмента, известного как Bit Machine. Этот инструмент помогает оценить вычислительное пространство, время и ресурсы, необходимые для выполнения программ Simplicity, обеспечивая их эффективность и экономичность.

Проще говоря, Simplicity опирается на надежные математические принципы, гарантируя, что его действия — это нечто большее, чем просто выполнение кода; они предсказуемы. Написание в простоте означает, что каждая строка имеет логическую основу, что делает ее исключительно надежной для использования в блокчейне.

Почему выбирают простоту?

• Выразительный язык: предлагает инструменты, необходимые для создания смарт-контрактов.
• Статический анализ: помогает определить верхние границы и сложность вычислений.
• Эффективное использование ресурсов: снижает требования к пропускной способности и объему хранилища.
• Повышенная конфиденциальность: повышает конфиденциальность пользователей за счет удаления неиспользуемого кода.
• Безопасный дизайн: поддерживает принципы дизайна Биткойна для защиты информации.
• Формальная семантика: упрощает анализ кода.

Настройка среды разработки

Этот этап служит основой для всех будущих достижений. Хотя выполнение этого вручную может показаться скучным, просто следуйте приведенным инструкциям, и вы будете хорошо подготовлены!

Установка простоты

• Перейдите в официальный репозиторий и загрузите последнюю версию Simplicity или
• клон git https://github.com/ElementsProject/simplicity.git
• Простота компакт-диска (вам нужно ввести это в терминале)
• Установите зависимости: sudo apt-get install build-essential libtool autoconf 
• Установите Simplicity в соответствии с инструкциями и версией, совместимой с вашей системой, и выполните сборку. Введите приведенные ниже команды в командной строке cmd или терминале:
  • ./autogen.sh
  • ./configure
  • сделать
  • sudo make install
• Проверьте установку, используя:
  simplicity -version

Ура! Вы эффективно установили и настроили язык программирования в своей системе.

Выбор IDE

Здесь крайне важно сделать правильный шаг, поскольку выбор подходящей интегрированной среды разработки (IDE) без каких-либо несоответствий в настройке закладывает основу для всех ваших будущих проектов.

Код Microsoft Visual Studio (VScode): это бесплатная платформа разработки с открытым исходным кодом, которая завоевала популярность среди программистов. VScode выделяется как идеальная интегрированная среда разработки (IDE) благодаря своим интеллектуальным функциям помощи при кодировании, таким как автозаполнение и предложения кода, известные как IntelliSense.

• Установите и настройте расширения для Simplicity:
  • Перейти на официальный сайт Vscode
  • Загрузите установщик и следуйте инструкциям в подсказке.
  • Откройте Vscode и перейдите к разделу «Расширения» на панели действий или воспользуйтесь ярлыком: Ctrl+Shift+X
  • Затем установите расширения, например
    • Простота – для языка
    • IntelliSense – для завершения кода и получения рекомендаций.
    • Code Runner – позволяет легко запускать фрагменты кода.
    • Git Lens – для удобной работы с Git.

Основной инструмент для задач разработки — Simplicity CLI: Интерфейс командной строки Simplicity (CLI) имеет решающее значение, поскольку позволяет выполнять такие задачи, как компиляция и выполнение кода Simplicity в процессе разработки.

• Откройте терминал или командную строку
• Используйте менеджер пакетов, например Brew, npm или apt-get (в зависимости от вашей ОС), и установите интерфейс командной строки SIMplicity.
  • Для macOS/Linux: Brew install simple-cli
  • Для Windows: npm install -g простота-cli
• Вы также можете посетить официальный репозиторий CLI и следовать инструкциям, приведенным в файле readme.

Установка необходимых библиотек

Чтобы упростить установку необходимых библиотек, вы можете использовать менеджеры пакетов для более плавной установки.

Если в Simplicity есть менеджер пакетов, используйте его следующим образом: simplicity install <имя-библиотеки>

Простое понимание концепций блокчейна

Пришло время отдохнуть от кодирования! Вместо этого давайте углубимся в фундаментальные идеи и архитектуру, лежащие в основе технологии блокчейн.

Основы блокчейна в простоте

В этой части давайте углубимся в сложную структуру блокчейна, которая состоит из трех фундаментальных элементов: блоков, транзакций и цепочек. Здесь мы рассмотрим их роли и взаимодействия.

• Блоки. Блоки — это базовые и примитивные ячейки экосистемы блокчейна. Это базовая единица, в которой хранится список конкретных транзакций. Блоки могут создаваться или, можно сказать, добываться с использованием различных механизмов консенсуса. Каждый блок будет иметь свой собственный набор идентификаторов, которые предположительно должны быть уникальными и называются хешем.
• Транзакция.Транзакции — это передача данных, ценностей или валют внутри сети блокчейна по различным узлам.  Детали транзакции хранятся в блоке в соответствии с некоторым набором протоколов.
• Цепочки. Блокчейн можно сравнить со связанным списком с точки зрения структуры данных. Точно так же, как элементы связанного списка соединяются посредством ссылок, блоки блокчейна соединяются посредством хэшей. Цепочки обеспечивают целостность и безопасность данных, связывая каждый блок с хешем предыдущего блока.

Ключевые особенности блокчейна: децентрализация, неизменность и механизмы консенсуса

• Децентрализация. Ни одна организация не контролирует базу данных блокчейна, что снижает риск сбоя системы или предвзятости. Каждый участник (узел) хранит копию блокчейна, обеспечивая прозрачность.
• Неизменяемость. Данные, введенные в блокчейн, не могут быть изменены без изменения всех последующих блоков благодаря криптографическому хешированию.
• Механизм консенсуса: протоколы, которые гарантируют, что все узлы в сети согласовывают транзакции и поддерживают согласованное состояние. Это имеет решающее значение для безопасности и целостности блокчейна.

Каждая из описанных существенных функций играет решающую роль, поскольку они составляют основу безопасности и целостности системы блокчейн.

Компоненты приложения Blockchain

Блочная структура:

• Индекс: Индекс — это целое число, представляющее позицию блока в блокчейне. Индексирование помогает определить порядок блокчейна. Блок Genesis имеет индекс 0.
• Отметка времени: Отметка времени хранит экземпляр, в котором блок был создан, в виде строки. Это помогает поддерживать запись блока, например, когда блок был добыт или добавлен в блокчейн. Основная цель — поддерживать хронологический порядок блоков и транзакций.
• Транзакции:  они представлены в виде векторов объектов транзакций, где каждая транзакция представляет собой передачу данных или значений между участниками. Хранит все транзакции, включенные в блок. Транзакции — это основные данные блокчейна, и каждый блок содержит пакет транзакций, которые необходимо обработать и проверить.
• Предыдущий хеш и хеш: Предыдущий хеш хранит криптографический хеш предыдущего блока, тогда как хеш представляет собой строку криптографической информации, но в беспорядочном виде.

Создание и проверка транзакций: 

 Проще говоря, транзакция — это просто обмен данными между двумя сторонами. 

Для выполнения транзакции требуется некоторая важная информация: инициатор (отправитель), получатель и перемещаемые деньги или данные. Прежде чем транзакция может быть выгравирована в блоке блокчейна, она проходит проверку для подтверждения ее подлинности с помощью правильной цифровой подписи и строгие оценки безопасности. После одобрения транзакция объединяется в блок и впоследствии прикрепляется к блокчейну.

Простое создание простого блокчейна

Как насчет того, чтобы сразу погрузиться в использование блоков, а также их характеристик (атрибутов) и функциональных возможностей (методов), применив удобный для пользователя подход под названием «Простота»?

Создание класса блока

Давайте теперь применим то, что мы узнали о структуре блока, в реальном контексте:

В приведенном выше фрагменте кода мы определили:

• Индекс блока, представляющего позицию
• временная метка , записывающая время создания блока.
• Данные , содержащие всю информацию о транзакциях.
• Предыдущий хеш , в котором хранится хэш предыдущего блока.
• Хеш — уникальный идентификатор, также известный как криптографическая хеш-функция.

Кроме того, метод «calculate_hash» принимает входные данные, объединяет их с содержимым, а затем применяет алгоритм хеширования SHA-256 для создания уникального хеша блока.

Создание класса Blockchain

После установления фундаментальной структуры блоков пришло время перейти к определению различных классов блоков и методов, которые позволят нам создавать новые блоки.

приведенный выше фрагмент кода:

• Genesis Block — это первый блокчейн, имеющий индекс 0. Блок Genesis является основой всех остальных блоков.
• Получить последний блок извлекает самый последний блок — этот метод необходим для добавления новых блоков.
• Добавить блок добавляет новый блок в цепочку блоков, вычисляет предыдущий хэш и хэш текущего блока.

Простота реализации механизмов консенсуса

Алгоритмы консенсуса — это правила, которым следуют участники сети блокчейн, чтобы договориться о том, какие блоки добавляются и как создаются новые. Вот некоторые распространенные механизмы:

• Доказательство доли: валидаторы выбираются на основе наибольшего количества монет, которыми они обладают, и доли, которую они готовы предложить в обмен на добавление или проверку нового блока.
• Доказательство работы: в этом механизме майнерам необходимо решить криптографическую задачу или головоломку, и они соревнуются по параметрам времени: первый, кто решит ее, получает возможность добавить новый блок.
• Другие: существуют и другие алгоритмы, такие как делегированное доказательство доли (DPoS), где участники сети голосуют за делегатов, проверяющих транзакции, и практическая византийская отказоустойчивость (PBFT), предназначенная для работы, даже если некоторые участники действуют злонамеренно или терпят неудачу.

Доказательство работы

В сфере технологии блокчейна Proof of Work (PoW) выделяется как один из наиболее признанных методов обеспечения сетевой безопасности. Этот механизм служит для защиты подлинности данных, проверки вновь созданных блоков и подтверждения их безопасного добавления в цепочку.

По сути, майнеры стремятся решить сложную математическую головоломку в мире криптографии, и победитель имеет право добавить следующий блок в цепочку, которую мы называем блокчейном. Это соревнование можно сравнить с гонкой: тот, кто быстрее всех решит головоломку, получит награду!

По сути, эта загадка включает в себя решение математической головоломки, в которой мы стремимся найти идеальный одноразовый номер и хэш и проверить его быстрее, чем другие. Процесс решения этой проблемы требует генерации отдельного хэш-кода при каждой попытке, оценки уровня его сложности и продолжения работы до тех пор, пока мы не найдем оптимальное совпадение.

Добавьте атрибут доказательства и методproof_of_work в класс Block, используя синтаксис Simplicity.

В приведенном выше фрагменте кода:

• Мы добавили атрибут доказательства для хранения значения nonce для PoW.
• Во второй части мы реализовали доказательство работы с помощью 
• Инициализация nonce и увеличение его с каждой итерацией
• Вычислить хеш текущего блока
• Следите за сложностью метода блоков и соответствует ли он критериям.
• Продолжайте повторять, пока не найдете правильный одноразовый номер.
• подтвердите доказательство, проверив, соответствует ли хеш критериям сложности, и верните результат

Обновите класс Blockchain, чтобы проверить доказательства перед добавлением новых блоков.

• В приведенном выше фрагменте кода метод add_block обновлен и включает этап проверки доказательства перед добавлением блока в блокчейн.
• Условие if else проверяет правильность, а затем добавляется блок.

Простое создание простого API блокчейна

После ознакомления с основными возможностями блока я рекомендую перейти к этапу создания API. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку он действует как посредник между нашей системой и пользователями, позволяя им создавать новые блоки, проверять их текущее состояние и проверять их соответствующие атрибуты.

Настройка среды API

Установите и настройте инструменты, необходимые для создания API с помощью Simplicity:

• Во-первых, вам нужны фреймворки, поэтому установите библиотеки HTTP-сервера, как показано в приведенном выше коде.
• Теперь настройте среду и настройте сервер для обработки всех входящих запросов.
• После завершения настройки проверьте среду, чтобы убедиться, что ваш сервер работает бесперебойно.

Создание API

Создайте API для определения конечных точек для добавления блоков и просмотра блокчейна с помощью Simplicity.

Давайте начнем создавать наш API прямо сейчас:

• ./add_block: ОТПРАВЬТЕ этот запрос, чтобы добавить новый блок. 
• ./get_chain: GET-запросы для получения текущего состояния блока.
• Конечная точка /add_block примет полезную нагрузку JSON, содержащую данные для нового блока, и добавит этот блок в блокчейн.
• Во второй части мы выполняем оформление запроса с помощью обработчика блока add.
• Добавление новых блоков и пересчет хешей
• Получение ответов на сервере

• Как только вы закончите создание API, настройте маршруты для конфигурации сервера:
• /add_block и /get_chain используются для добавления маршрутов.
• Теперь запустите сервер и проверьте входящие запросы.

Запуск и тестирование приложения

Ура! Вы подошли к последнему модулю, где можете запустить свой сервер и подключиться к блокчейну через API. Сейчас прекрасная возможность протестировать вашу настройку — попробуйте отправить транзакции, получить данные и убедиться, что все работает правильно. Следите за любыми ошибками или особыми случаями, чтобы гарантировать бесперебойную работу вашего блокчейн-приложения!

Запуск приложения

• Скомпилируйте программу и запустите блокчейн-приложение Simplicity:
• ./start-server  # Команда для запуска сервера

Тестирование с помощью Postman

• Установить Почтальон
• Запустить почтальона
• Проверьте конечные точки:
• curl -X POST -H «Content-Type: application/json» -d ‘{«data»: «Новые данные блока»}’ http://localhost:PORT/add_block

После выполнения эта команда отобразит измененную информацию блокчейна, подтверждая, что новый блок был успешно добавлен.

•  Добавление блока и просмотр блокчейна с помощью API, созданного с помощью Simplicity:
• curl -X POST -H «Content-Type: application/json» -d ‘{«data»: «Пример данных для нового блока»}’ http://localhost:PORT/add_block

 Реальный пример простого создания блокчейн-приложения

Пошаговое выполнение

• Шаг 1. Создайте класс Block с его ключевыми атрибутами (например, индексом, меткой времени, данными и предыдущим хешем).
• Шаг 2. Реализуйте метод расчета хеша для каждого блока, гарантируя его уникальность.
• Шаг 3. Определите класс Blockchain и инициализируйте его с помощью самого первого блока, известного как блок генезиса.
• Шаг 4. Добавьте методы в класс Blockchain, чтобы добавлять новые блоки и получать последний блок, используя Simplicity.
• Шаг 5. Внедрите механизм Proof of Work в класс Block и соответствующим образом обновите класс Blockchain.
• Шаг 6. Настройте среду API для обработки входящих запросов с помощью Simplicity.
• Шаг 7. Протестируйте свое приложение, выполнив анализ нового блока и проверив его с помощью таких инструментов, как Postman или Curl.

Смотрите также

• Перспективы рынка криптовалюты PUPS: прогнозы цены PUPS•WORLD•PEACE
• Перспективы рынка криптовалюты CLORE: прогнозы цены Clore.ai
• Скачок коэффициента NVT Биткойна сигнализирует о потенциальной коррекции: вот чего ожидать от цены BTC
• Перспективы рынка криптовалюты SUI: прогнозы цены Sui
• Перспективы рынка криптовалюты BTC: прогнозы цены биткоина
• Перспективы рынка криптовалюты TON: прогнозы цены Toncoin
• Перспективы рынка криптовалюты GAS: прогнозы цены Gas
• Прогноз курса доллара
• Перспективы рынка криптовалюты DOGE: прогнозы цены Dogecoin
• Перспективы рынка криптовалюты TOMI: прогнозы цены tomiNet

2024-08-30 14:40