Введение в децентрализованные приложения (DApps)

Самые главные криптоновости в Телеграм-канале CryptoMoon, присоединяйтесь!👇

Cryptomoon Telegram

Введение

Как опытный разработчик с многолетним опытом за плечами, я должен сказать, что погружение в мир децентрализованных приложений (DApps) было настоящим приключением! Путь от идеи к воплощению наполнен испытаниями и волнениями, подобно восхождению на коварную гору.

В быстро меняющемся мире блокчейн-технологий большую роль играют децентрализованные приложения (DApps). В отличие от обычных приложений, DApps работают в децентрализованных сетях, что делает их открытыми, безопасными и контролируемыми пользователем. Обучение созданию DApps является ключевым моментом для программистов блокчейнов, поскольку оно может встряхнуть отрасли, исключив посредников и создав ненадежное взаимодействие. В этом руководстве изложен пошаговый план, который поможет вам создать собственное децентрализованное приложение, от идеи до запуска.

Пошаговая процедура создания децентрализованного приложения

1. Определите вариант использования:

Определите проблему, которую решит ваше децентрализованное приложение (DApp). Начальный этап разработки вашего DApp включает в себя четкое определение проблемы, которую вы хотите решить. Имейте в виду, что такие проблемы, как проблемы доверия к транзакциям, пробелы в конфиденциальности или неэффективность существующих систем, можно значительно улучшить за счет децентрализации. Например, если вы создаете приложение, ориентированное на повышение прозрачности, это будет проблема, которую решает ваше DApp.

Определите основную причину проблемы, а затем перечислите основные функции, которые ваше децентрализованное приложение (DApp) должно включить в решение этой конкретной проблемы. Убедитесь, что эти функции ориентированы в первую очередь на пользователей и решают основные проблемы вашего сообщества. Определить функциональные возможности и необходимые условия.

При разработке децентрализованного приложения (DApp), над которым вы работаете, важно определить важные функции, такие как создание учетной записи пользователя, список продуктов для продажи, отслеживание транзакций и множество других элементов.

Задача: Опишите проблему, которую ваше децентрализованное приложение (DApp) призвано решить, и перечислите как минимум четыре основных компонента вашего приложения.

2. Выберите платформу блокчейна

Целью здесь является, прежде всего, выбор наиболее подходящей платформы для вашего приложения, поскольку существует множество вариантов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Несколько широко используемых вариантов включают Ethereum, Binance Smart Chain, Solana и Polkadot. Выбор зависит от конкретных особенностей приложения, включая скорость транзакций, общую экономическую эффективность и силу поддержки сообщества.

Соображения:

Это вопросы, которые вам необходимо учитывать при выборе платформы.

Масштабируемость. Насколько хорошо платформа справляется с растущим количеством транзакций?
Стоимость транзакции. Какова комиссия за газ или транзакционные издержки на платформе?
Поддержка сообщества. Существует ли надежное сообщество и документация для помощи в разработке?
Безопасность. Насколько безопасна платформа? Какие меры принимаются для предотвращения атак и обеспечения целостности DApp?
Взаимодействие: Поддерживает ли платформа взаимодействие с другими блокчейнами? Совместимость может улучшить функциональность и расширить возможности вашего DApp.

Для тех, кто разрабатывает децентрализованное приложение (DApp) с упором на быстрые и экономичные транзакции, Binance Smart Chain может стать идеальным выбором. Это связано с тем, что он предлагает значительно более низкие комиссии за транзакции и более быстрое время подтверждения по сравнению с Ethereum.

Задача: Оценить две блокчейн-платформы в соответствии с потребностями вашего проекта, перечислив их сильные и слабые стороны.

3. Разработайте смарт-контракт

Определите логику и структуры данных. Смарт-контракт — это ядро DApp, которое включает в себя бизнес-логику и структуры данных. Прежде чем приступить к кодированию, очень важно четко обозначить, как будут управляться данные, какие объекты будут задействованы и как между ними будет происходить взаимодействие.
Спланируйте функции и события: определите основные обязанности, такие как передача токенов и подтверждение личности пользователя, а также такие ситуации, как время транзакций, которыми должен управлять ваш смарт-контракт. Убедитесь, что эти обязанности соответствуют действиям, описанным в вашем сценарии.

Как инвестор в криптовалюту, я бы сказал, что для одноранговой торговой платформы основными операциями могут быть выставление на продажу предметов, размещение ставок на листингах и завершение транзакций — все это имеет решающее значение для обеспечения бесперебойной торговли в рамках децентрализованной платформы. среда.

Упражнение: напишите псевдокод для одной ключевой функции вашего смарт-контракта, например функции, обрабатывающей транзакции.

4. Настройка среды разработки

Цель состоит в том, чтобы подготовить инструменты и среду для разработки.

Как исследователь, изучающий сферу смарт-контрактов, я рекомендую выбрать подходящие наборы инструментов, которые упрощают этот процесс. Возможно, вы захотите изучить такие платформы, как Truffle, Hardhat или Remix IDE. Эти бесценные инструменты предоставляют предварительно структурированные шаблоны, площадки для тестирования вашего кода и удобные варианты развертывания ваших проектов, что делает весь процесс более плавным и менее трудоемким.

Вот фреймворки и IDE:

Truffle: Это среда разработки, предоставляющая набор инструментов для разработки, компиляции, связывания и развертывания смарт-контрактов.
Защитный шлем. Защитный шлем популярен среди разработчиков благодаря своим функциям, таким как гибкость и расширяемость. Кроме того, он имеет встроенный инструмент запуска задач и возможность управления сетью, а также может расширять свои функциональные возможности с помощью плагинов.
Brownie: Brownie — это платформа на основе Python для разработки смарт-контрактов Ethereum.
Remix: Remix — это онлайн-IDE, специально созданная для смарт-контрактов Solidity, имеющая очень интерактивный интерфейс и надежные инструменты отладки.
VS Code: Vs Code — это постоянно развивающаяся среда разработки, которую использует каждый разработчик, которая совместима с различными языками, а также предоставляет расширения для Solidity. Он имеет универсальную среду для разработки и может легко интегрироваться с другими инструментами и плагинами.
Возьмите Трюфель в качестве примера. Он очень популярен для создания DApps на Ethereum и содержит множество вещей, необходимых для работы со смарт-контрактами. Все дело в тестировании и внедрении вашей работы.
Настройте локальный блокчейн . Для начала настройте что-то вроде Ganache или Hardhat для вашего локального блокчейна. Таким образом, вы можете работать и проверять свой смарт-контракт, не тратя деньги на транзакции и не беспокоясь о медленных сетях.

Задача: настроить и задокументировать процесс установки одного инструмента разработки, такого как Truffle, и настройки фундаментального локального блокчейна. Включите инструкции по установке и любые проблемы, с которыми вы можете столкнуться во время установки.

5. Напишите смарт-контракт

После того как все настройки среды завершены, пришло время перейти к написанию смарт-контракта.

Реализация: постройте логику и напишите код смарт-контракта. При этом убедитесь, что вы выполнили все функциональные требования, а также помните о правилах и положениях. Придерживайтесь лучших практик, таких как модульность, читабельность и безопасность.
Пример:если ваше DApp является торговой площадкой, смарт-контракт должен включать функции для перечисления элементов, размещения ставок и завершения транзакций. Убедитесь, что каждая функция корректно обрабатывает ошибки и включает необходимые проверки (например, проверку наличия у участника торгов достаточных средств).
Методы безопасности. Безопасность лежит в основе технологии блокчейн, поэтому неизбежны соображения и лучшие практики.

Некоторые распространенные уязвимости в этой области — это повторный вход и целочисленное переполнение/недополнение.

Реентерабельность. Это явление, при котором злоумышленники неоднократно вызывают контракт до того, как будет завершено предыдущее выполнение.
Переполнение/недополнение целого числа: Это ошибки, возникающие, когда вычисления превышают максимальное или минимальное значения.
Фронтальное выполнение: злоумышленники заранее выполняют транзакцию.
Одним из таких примеров повторного входа является взлом DAO в 2016 году, который привел к потере 50 миллионов долларов.

Используйте такие инструменты, как OpenZeppelin, для реализации стандартных методов обеспечения безопасности.

6. Проверьте смарт-контракт

Проверка функциональности DApp включает в себя решающий этап, известный как тестирование. Этот шаг гарантирует, что ваш смарт-контракт работает по плану, без каких-либо потенциальных ошибок или сбоев.

Как исследователь, занимающийся разработкой DApp, я не могу переоценить важность модульного тестирования. Этот этап имеет решающее значение, поскольку позволяет нам исследовать каждый отдельный элемент или компонент по отдельности, проверяя, что они функционируют должным образом. В ходе этого процесса важно соблюдать следующие этапы:

Настройка среды тестирования
Напишите тестовые примеры и сосредоточьтесь на тестировании основной логики вашего смарт-контракта, особенно функций, которые обрабатывают критически важные операции, такие как передача токенов, обновление баланса или изменение состояний.
Запустите тестовые примеры и соберите наблюдения
Обрабатывайте случаи Edge, такие как переполнение, опустошение, проверки разрешений и возвраты.
Автоматизируйте тестирование с помощью непрерывной интеграции
Проанализируйте покрытие тестирования и просмотрите отчет о покрытии, чтобы определить непроверенные части вашего контракта и при необходимости написать дополнительные тесты.
Рефакторинг и оптимизация на основе результатов тестирования. Повторно запускайте тесты после каждого изменения, чтобы убедиться, что исправление эффективно и не создает новых проблем.

Проверьте свой контракт на локальном блокчейне, выполнив различные проверки, чтобы убедиться, что он работает правильно. Как только эти тесты пройдут успешно и вы будете удовлетворены его производительностью и безопасностью, начните с его развертывания в тестовой сети (testnet). Убедившись, что в этой среде все работает нормально, приступайте к ее развертыванию в основной сети (mainnet).

Благодаря тщательному кодированию и выполнению тестовых модулей для вашего смарт-контракта вы можете гарантировать, что его производительность соответствует ожиданиям, он эффективно обрабатывает необычные сценарии и лишен серьезных сбоев. Это, в свою очередь, делает ваше децентрализованное приложение (DApp) более надежным и безопасным.

7. Разверните смарт-контракт

После проверки правильности функционирования вашего смарт-контракта следующим важным действием будет его развертывание в блокчейне. Это действие позволяет пользователям и другим смарт-контрактам взаимодействовать с ним и выполнять с его помощью различные задачи. Вот руководство, которое поможет вам выпустить смарт-контракт:

Локальная тестовая сеть: Прежде чем приступить к реальному пулу развертывания, сеть Blockchain позволяет вам протестировать контракты на локальной платформе без каких-либо затрат и в контролируемой среде. Лучшим выбором для локального блокчейна будет Ganache. .Это персональный блокчейн для разработчиков Ethereum. Он используется для развертывания контрактов, разработки приложений и запуска тестов.
Тестнет: Как только вы будете достаточно уверены в том, что сможете взаимодействовать с вашим DApp в реальном времени, вы можете выбрать тестнеты. Тестнеты — это сети блокчейнов, которые копируют основную сеть Ethereum, но используют бесполезный «тестовый» эфир. Разработчики используют их для проверки смарт-контрактов, прежде чем разместить их в сети.

Rinkeby: тестовая сеть с подтверждением полномочий, которая работает и не выходит из строя.
Ropsten: тестовая сеть с доказательством работы, которая очень похожа на основную сеть Ethereum.
Кован: Еще одна тестовая сеть с подтверждением авторитетности, известная своей быстрой и стабильной работой.

Мейннет: Это основная сеть Ethereum, в которой происходят все реальные транзакции, и здесь развертывание включает в себя реальный эфир. Наконец, после тщательного тестирования вы можете развернуть свой контракт в сети Ethereum (или в любой другой сети, в зависимости от блокчейна, с которым вы работаете). Существуют различные условия для развертывания в основной сети:

Минимизируйте операции хранения
Выполнение пакетных операций
Используйте эффективные типы данных
Избегайте динамических массивов в хранилище
Оптимизировать контракт
Тщательный аудит безопасности.

8. Разработка внешнего интерфейса

Беспрепятственное использование вашего децентрализованного приложения (DApp) — отличная новость для пользователей. Вот пошаговый процесс разработки и программирования пользовательского интерфейса, подключения его к блокчейну и обеспечения бесперебойной работы:

Разработка пользовательского интерфейса (UI):

Выбор платформы: выберите современную интерфейсную среду, например React или Vue.js, для создания своего пользовательского интерфейса. Эти платформы предлагают мощные инструменты и библиотеки для создания динамических и адаптивных интерфейсов.
Дизайн пользовательского интерфейса/UX: всегда стремитесь иметь чистый и отзывчивый пользовательский интерфейс, который соответствует пользовательскому опыту для достижения лучших практик и результатов. Такие инструменты, как Figma или Adobe XD, можно использовать для создания каркасов и
Компоненты: разбейте свой пользовательский интерфейс на повторно используемые компоненты. Например, если вы создаете DApp для децентрализованных финансов (DeFi), у вас могут быть компоненты для просмотра балансов, совершения транзакций и отображения истории транзакций.

Используйте такие фреймворки, как React или Vue.js, для создания внешнего интерфейса.

9. Интеграция с блокчейном

Подключите внешний интерфейс: подключите свой внешний интерфейс к блокчейну с помощью таких библиотек, как Web3. js или эфиры. js. Эти библиотеки выступают в качестве посредника между развернутым смарт-контрактом и вашим пользовательским децентрализованным приложением, позволяя вам запрашивать данные блокчейна, отправлять транзакции и т. д.
Веб3. js или эфиры. Настройка js: инициализируйте библиотеку и установите рукопожатие как с кошельком пользователя (например, MetaMask), так и с целевой сетью блокчейна (например, основная сеть Ethereum, Ropsten).
Убедитесь, что интерфейс может взаимодействовать со смарт-контрактом:
<ол>
Аутентификация пользователей: разрешите пользователям входить в систему со своими кошельками, например MetaMask, в вашем DApp. Обычно это предполагает просьбу пользователя дать разрешение на доступ к его учетным записям третьей стороне.
Обработка транзакций (например, функции для настройки взаимодействия с пользователем, отправки вызовов транзакций и прослушивания событий)

Убедитесь, что интерфейс работает бесперебойно:
<ол>
Используйте инструменты управления состоянием, такие как React Context API, или библиотеки, такие как Redux, для эффективного управления состоянием вашего децентрализованного приложения.
Обработка ошибок. Внедрите обработку ошибок, чтобы предоставить пользователю обратную связь в случае сбоя транзакции, проблем с сетью или неправильного ввода.
Адаптивный дизайн: убедитесь, что пользовательский интерфейс адаптивный и хорошо работает на различных устройствах, включая настольные компьютеры, планшеты и смартфоны.

10. Внедрить децентрализованное хранилище (при необходимости)

Некоторым децентрализованным приложениям (DApps) может потребоваться хранение больших объемов данных, таких как изображения, видео или обширные файлы, которые превышают емкость блокчейна. Чтобы управлять этими избыточными данными, эти DApps часто прибегают к использованию децентрализованных систем хранения. Эти автономные решения позволяют им сохранять преимущества децентрализации, сохраняя при этом требования к хранению данных.

Используйте децентрализованные решения для хранения данных. Популярные варианты включают IPFS (межпланетную файловую систему) и Arweave. Эти системы позволяют хранить большие файлы на многих компьютерах, обеспечивая легкий доступ и безопасность ваших данных.
Пример: допустим, у вас есть DApp для цифрового искусства. Вы можете хранить фактические файлы произведений искусства в IPFS, но хранить записи о владельцах и историю того, кто что покупал и что продавал, в блокчейне.
Интегрируйте систему хранения: после того, как вы выберете решение для хранения, подключите его к своему DApp. Убедитесь, что ваш смарт-контракт может указывать на данные вне сети и что интерфейс может получать и отображать эти данные при необходимости.

Задача: загрузить файл в Межпланетную файловую систему (IPFS) и разработать функцию смарт-контракта, которая сохраняет и извлекает хэш IPFS загруженного файла.

11. Аутентификация пользователя и интеграция кошелька

Чтобы использовать ваше децентрализованное приложение (DApp), пользователи должны подтвердить свою личность и управлять своими учетными записями. Популярным методом среди многих пользователей является использование цифровых кошельков, таких как MetaMask. Эти кошельки предоставляют пользователям безопасную платформу для хранения и подписи транзакций с использованием своих личных ключей.

Добавьте пользовательские кошельки. Включите в свое децентрализованное приложение опцию пользовательского кошелька, например MetaMask. Это позволяет пользователям связывать свои кошельки, проверять свои средства и утверждать транзакции прямо с главного экрана DApp.
Пример: на онлайн-рынке без посредников пользователи будут использовать свои кошельки для входа в систему, выставления товаров на продажу и совершения предложений.
Настройте безопасный вход. Убедитесь, что ваше децентрализованное приложение обрабатывает вход пользователя. Не храните закрытые ключи или конфиденциальные данные на сервере или во внешнем интерфейсе. Вместо этого рассчитывайте на то, что поставщики кошельков позаботятся о входе пользователя в систему.

Упражнение: добавьте MetaMask в свое децентрализованное приложение и создайте базовую функцию входа пользователя.

12. Проведение аудита безопасности

Как старательный разработчик DApp, я ставлю безопасность превыше всего. Я осознаю, что даже, казалось бы, незначительные недостатки в моих смарт-контрактах потенциально могут привести к существенным финансовым потерям или злонамеренной эксплуатации.

Просмотрите смарт-контракт: проведите тщательный анализ кода вашего смарт-контракта, чтобы выявить потенциальные уязвимости. Общие проблемы включают повторные атаки, целочисленные переполнения и необработанные исключения.
Используйте автоматизированные инструменты: используйте инструменты автоматического анализа безопасности, такие как MythX, Slither и Echidna, для сканирования вашего смарт-контракта на наличие известных уязвимостей.
Пройдите профессиональный аудит. Если ваше децентрализованное приложение обрабатывает значительную ценность или конфиденциальные данные, рассмотрите возможность прохождения профессионального аудита безопасности от уважаемой фирмы. Сторонний аудит может помочь выявить проблемы, которые могли быть упущены во время внутреннего тестирования.

Упражнение: запустите инструмент анализа безопасности вашего смарт-контракта и задокументируйте результаты.

13. Разверните DApp в основной сети

После выполнения необходимых тестов и обеспечения безопасности вы можете развернуть свое децентрализованное приложение (DApp) в основной сети. На этом этапе он начинает решать реальные проблемы и взаимодействовать с реальными пользователями.

Внедрение смарт-контракта. Пришло время развернуть ваш смарт-контракт в основной сети выбранного вами блокчейна. Следите за этим шагом как ястреб, потому что ошибки здесь могут стоить очень дорого.
Настройка внешнего интерфейса: пришло время настроить внешний интерфейс вашего DApp, чтобы он подключался к смарт-контракту в основной сети. Вам необходимо убедиться, что он без проблем взаимодействует с контрактом основной сети, позволяя пользователям делать то, что им нужно.

Упражнение: разместите свой смарт-контракт в сети и заставьте интерфейс работать с ним.

14. Мониторинг и обслуживание децентрализованного приложения

Отслеживание и поддержка вашего децентрализованного приложения (DApp) после его запуска в основной сети имеет решающее значение для его долгосрочного процветания и защиты от потенциальных угроз.

Мониторинг производительности: регулярно отслеживайте производительность вашего DApp, включая скорость транзакций, затраты на газ и взаимодействие с пользователем. Используйте такие инструменты, как Etherscan, для отслеживания активности контрактов и выявления любых потенциальных проблем.
Обновление и поддержка. По мере развития технологии блокчейна вашему DApp могут потребоваться обновления, чтобы оставаться безопасным и функциональным. Регулярно проверяйте и обновляйте код смарт-контракта, внешний интерфейс и любые связанные зависимости.
Оперативно решайте проблемы. При обнаружении уязвимостей безопасности или проблем с производительностью незамедлительно устраняйте их, чтобы свести к минимуму воздействие на пользователей.
Упражнение. Настройте мониторинг смарт-контракта и внешнего интерфейса вашего DApp, а также создайте план регулярного обслуживания.

Заключение

Создание децентрализованного приложения (DApp) — непростая задача. Это требует знаний в двух различных областях: технологии блокчейна и традиционных методологий разработки программного обеспечения. Используя эту структуру, вы можете создать DApp, который решает реальные проблемы, а также использует децентрализацию для раскрытия корпоративных возможностей.

Как опытный разработчик, который видел успех и провал бесчисленных проектов dApp, я не могу не подчеркнуть важность четкого определения вашего варианта использования, прежде чем приступать к какому-либо проекту. Опыт научил меня, что четко определенная цель — это основа, на которой строятся успешные децентрализованные приложения. За свою карьеру я был свидетелем того, как проекты, которые начинались с расплывчатыми идеями и не имели четкого направления, в конечном итоге терпели неудачу.

Приятного кодирования!!

Смотрите также

2024-08-14 08:54