• Bitcoin $ 11,324.17 (4.9025%)
  • Ethereum $ 313.17 (2.03734%)
 02.06.2019 в 12:06   coinnews

Solidity блокчейн программирование: как начать разрабатывать смарт контракты на Ethereum

Если вы создаете dApp на основе Ethereum или токен стандарта ERC20, вам нужно выучить язык Solidity. В нашем уроке мы дадим вам основы программирования cмарт контрактов.

Содержание
  • Понимание основ умного контракта
  • Выбор IDE и версии Solidity
  • Написание вашего первого умного контракта
  • Что такое Wei и Gas
  • Создание и развертывание собственного токена ERC20
  • Послесловие

За последнее десятилетие блокчейн-программирование стало одной из самых высокооплачиваемых и сложных программных сфер. Хотя блокчейны не зависят от языка и многие из существующих языков, такие как C ++ и JavaScript (JS), используются блокчейн инженерами, есть некоторые задачи, которые не могут быть удобно реализованы существующими языками, что открыло спрос на новые, крипто-специфичные опции. Одним из таких языков является Solidity.

Solidity появился как основная часть экосистемы Эфириума. Он вобрал в себя C ++, JavaScript и Python. У него есть много современных особенностей как библиотеки и объектно-ориентированность. Solidity предназначен для написания программ, взаимодействующих с учетными записями Ethereum, которые называются умными контрактами. Смарт контракты выполняются на виртуальной машине Ethereum (EVM), что позволяет пользователям, использующим их выполнять децентрализованные задачи, такие как краудфандинг, слепые аукционы, голосование и многие другие. Самым известным приложением умных контрактов было децентрализованное финансирование в ICO , что положило начало ралли на криптовалют в 2017 году.

Независимо от того, являетесь ли вы опытным разработчиком или только начинаете заниматься криптографией, неплохо бы начать изучение Solidity, потому что умные контракты стали важной частью экосистемы блокчейна. Помимо активной реализации dApps , они активно интегрируются в блокчейны инфраструктурного уровня и даже в биткойны через таких провайдеров, как RSK. Зная, как создавать умные контракты, вы сделаете свою карьеру блокчейн программиста более перспективной и сможете производить более качественные решения. 

Документация Solidity

Понимание основ смарт контрактов

В рамках разработки смарт контракт состоит из трех разделов: баланс, хранения и коды. Баланс представляет, сколько Ethereum имеет умный контракт. Хранилище содержит данные, такие как строки и массивы, которые являются специфическими для каждого приложения. Раздел кода содержит необработанный машинный код, который скомпилирован из того, что мы пишем в Solidity.

В отличие от учетных записей пользователей, учетные записи смарт-контракта не являются внешними по отношению к соответствующим сетям. Другими словами, вы можете использовать свой кошелек в различных сетях, таких как Kovan и Ropsten, но вы не можете сделать это с помощью умного контракта. Умные контракты являются внутренними.

Каждый смарт-контракт имеет источник, который хранится на устройстве автора и экземпляры, которые хранятся в блокчейне. Чтобы создать экземпляр (учетную запись) умного контракта, нам нужно развернуть его в сети. Он очень напоминает отношения между классами и экземплярами в традиционном объектно-ориентированном программировании (ООП) и представляющих его языках (JS, Ruby). Чтобы дать вам более наглядное представление, давайте создадим класс Bike и добавим его экземпляр.

Bike class & instance

Мы напишем определение контракта, которое затем будет запускаться через компилятор, который создаст два файла: байт-код и двоичный интерфейс приложения (ABI). Байт-код — это то, что будет фактически передано в EVM, а ABI — это слой между байт-кодом и обычным кодом JavaScript, который позволяет создавать пользовательский интерфейс (UI).

Выбор IDE и версии Solidity

Прежде чем мы начнем, нам нужна надлежащая интегрированная среда разработки (IDE). Другими словами, нам нужен удобный терминал с необходимыми инструментами для написания нашего кода. Для целей данного руководства мы выберем Remix, IDE, созданную фондом Ethereum, которая позволяет писать, тестировать, отлаживать, запускать умные контракты и многое другое. Вы можете использовать его либо прямо в браузере, либо скачать его локально, если хотите.

 После запуска Remix вы увидите редактор кода в центре, файловый менеджер слева и компилятор справа.

Initial Remix window

Будет какой-то заранее написанный код — он нам не понадобится. Чтобы создать первый уникальный умный контракт, давайте нажмем на значок плюса в верхнем левом углу терминала и дадим ему имя.

Creating a new project in Remix

Поскольку у нас есть пустой документ. sol, мы должны указать версию Solidity, которую будет запускать компилятор. На момент написания данного руководства последняя версия была 0.5.7. Если вы не уверены, какую версию использовать, вы можете указать диапазон версий.

2 типа указания версии Solidity

Давайте дадим нашему умному контракту имя, а затем круглые скобки.

Именование контракта

Написание вашего первого смарт контракта

Как только у нас будет готов холст, пришло время определить основные строительные блоки — переменные. Хотя у опытных разработчиков программного обеспечения не возникнет проблем с пониманием этой концепции, мы кратко представим ее новичкам. Переменные являются заполнителями для порций информации, на которые впоследствии ссылается программа, которая их запускает.

Давайте создадим пару переменных: строку (последовательность символов) и целое число (число). В случае Ethereum переменные хранятся в блокчейне вместе с остальными частями контрактов и следовательно могут быть доступны и обновлены из любого места. Другой ключевой характеристикой переменных Solidity является то, что вы можете сделать их приватными, написав «private» рядом с переменными. Наконец, для целых чисел Solidity имеет два типа: подписанный (может быть положительным и отрицательным) и беззнаковый (может быть только положительным). Чтобы указать неподписанную переменную, мы должны просто поставить 'u' перед ней.

A private string and an integer

Когда у нас есть переменная name, нам нужно написать методы установки и получения. Это похоже на функцию JS. Помните, что Solidity имеет статическую типизацию, поэтому мы должны определить типы переменных. Теперь любое значение, которое мы помещаем в 'setName', будет определять строку 'name'. Для получения мы будем использовать getName и указать, какую переменную мы ожидаем увидеть. Теперь пришло время сделать то же самое для переменной age. Метод построен аналогично getName.

Name/age setters and getters

Давайте проверим наш маленький кусок кода. Перейдите на вкладку «Выполнить» (Run) компилятора и нажмите «Развернуть» (Deploy) под именем вашего контракта. В самом низу компилятора вы увидите раздел «Развернутые контракты» (Deployed Contracts), в котором доступны наши методы. Чтобы передать имя в значение «newName», нам нужно убедиться, что наша строка записана в JSON, в противном случае «getName» ничего не вернет. Для «setAge» просто укажите свой возраст без кавычек. Как вы видите, теперь мы можем устанавливать и получать переменные name и age через наш умный контракт.

Компилятор, с именем и возрастом

Что такое Wei и Gas

Одна из самых замечательных особенностей смарт контрактов заключается в том, что для развертывания их в сети Ethereum вам потребуется инициировать транзакцию, которая стоит определенную сумму денег, которая выплачивается в Ether. Крайне важно понимать, как используются сборы в системе, так как они будут вычитаться при каждом взаимодействии с EVM.

Что такое Wei?

Давайте предположим, что читая наш урок, вы хотя бы раз использовали Биткоин. Вы, вероятно, сделали небольшую транзакцию, стоимость которой была меньше 1 BTC. В этом случае вы использовали сатоши, что-то     вроде центов за доллар. Wei похож на сатоши — это самая маленькая часть 1 эфира. Если мы думаем об этом с точки зрения программирования, это самое низкое целое число без знака в сети. Взаимодействуя с сетью, вы чаще всего сталкиваетесь с Gwei, который относится к Gigawei и равен 1 млрд. Wei.

Что такое Gas?

Gas является неотъемлемой частью механизма умного исполнения контракта. Он имеет два значения для каждой транзакции: потребляемый газ и его цена. Стоит отметить, что пользователь инициирующий транзакцию, определяет сам эти значения. Однако, если установленного значения Gas недостаточно для выполнения определенной операции, то Gas будет потреблен, но транзакция не будет выполнена. Более того, если цена на газ будет установлена слишком низкой для сети в данный момент времени, транзакция не будет обрабатываться узлами, что в конечном итоге сделает ее неудачной. Существует несколько сервисов для проверки оптимальных значений для ваших транзакций, одна из которых — ethgasstation.info. Чтобы лучше понять Gas и то, почему он стоит каких-то денег, давайте начнем кодирование некоторых из них сами.

Вернитесь в окно Remix и создайте новый файл. В нашем примере мы назовем его «Gas» и создадим контракт с таким же именем. Имейте в виду, что чем больше данных нам потребуется хранить на блокчейне, тем больше газа нам понадобится. При этом для целей данного урока мы создадим дешевый контракт; Чем больше вы добавите к нему, тем выше будет плата.

Есть функция, которая возвращает целое число, которое является суммой двух входных данных. Чтобы сделать его как можно более легкой, мы укажем, что наш контракт ничего не будет хранить в блокчейне и для этого мы добавим «pure» рядом с функцией.

Дешевый контракт

Теперь вы можете развернуть его в компиляторе и ввести любые два числа, чтобы получить целое число «c». Чтобы проверить цену нашей транзакции, мы должны взглянуть на терминал, расположенный под разделом кода. Существует стоимость транзакции и стоимость исполнения. Первый относится к тому, сколько данных имеет транзакция. Второй относится к тому, сколько энергии EVM потребовалось для транзакции.

Дешевый контракт

Это очень простая транзакция, которая почти ничего не стоит для сети. При написании значимых умных контрактов вы добавите больше деталей, что увеличит их вес и следовательно комиссионные за транзакции. 

Создание и развертывание собственного токена ERC20. Выпуск токенов и создание ICO.

Посмотрим правде в глаза, большинство разработчиков блокчейнов, которые только начинают стремятся играть по-крупному и создавать свои собственные блокчейны и токены. Хотя это чрезвычайно сложная тема, которая привлекла некоторых из лучших разработчиков программного обеспечения из других областей, создание базового токена ERC20 — не является сложной задачей.

 Сначала нам нужно создать еще один файл в Remix и загрузить интерфейс ERC20, а именно:

Стандарт ERC20

Функция totalSupply позволяет нам увидеть, сколько у нас всего токенов. Функция balanceOf используется для получения количества токенов по определенным адресам. Функция transfer позволяет пользователям выполнять транзакции между собой. Функции «TransferFrom», «allowance» и «Approve» позволяют пользователям разрешать другим пользователям инициировать транзакции от их имени. События являются инструментами регистрации для главной книги.

В дополнение к самому интерфейсу нам понадобится отдельный файл. sol для нашего нового токена. Здесь мы импортируем интерфейс ERC20 и указываем символ, имя и десятичные числа нашего токена.

uToday token

Прежде чем мы скомпилируем его, нам нужно указать ограничения.

  • Давайте начнем с общего предложения — это постоянная целочисленная переменная, которую мы сделаем приватной. Общий запас наших токенов составит 1 миллион, мы также напишем функцию для возврата этого значения.
  • Во-вторых, нам нужно где-то     хранить наш токен. Для этого нам нужно будет указать сопоставление, которое будет возвращать баланс для любого указанного адреса.
  •  В-третьих, должна быть функция для передачи токенов, которая по существу будет иметь адрес получателя и количество переданных токенов. Эта функция также должна быть в состоянии проверить, достаточно ли у отправителя количества токенов на его балансе, что можно реализовать с помощью простого оператора if / then. Кроме того, мы установим условия для '_value' таким образом, чтобы пользователи не могли отправлять транзакции с «0» токенами, так как это приведет к засоренью сети разным мусором.
  •  В-четвертых, мы должны создать отображение для остальных функций, которое представляет собой отображение целого числа.

Затем мы укажем несколько проверок в функциях «утверждение» (approve) и «допуск» (allowance) и установим условия для ‘transferFrom’.
Наконец, не все токены будут доступны на рынке. Некоторые из токенов обычно оставляются для команд, фондов, консультантов и других целей. Следовательно важно, чтобы мы ясно дали понять, сколько токенов будет циркулировать в системе. Когда мы создали токены, оборотное предложение равняется нашему балансу.


uToday token constraints

Код готов, поэтому давайте проверим его. Перейдите на вкладку «Выполнить» (Run) компилятора и разверните наш токен-контракт. Вы увидите, что у нас есть данные токена, а также общее предложение, остатки и надбавки. Поздравляю, вы создали свой первый токен.
Чтобы наш токен действительно работал в сети, нам нужно развернуть умный контракт (обратите внимание, что это отличается от развертывания его для тестирования в Remix). Для этого урока мы будем использовать Remix и Metamask, но есть и другие способы сделать это. Metamask — это простая, но эффективная программа-кошелек Ethereum с приятным пользовательским интерфейсом, который интегрируется как расширение в некоторые из самых популярных браузеров. В нашем случае мы будем использовать Opera. Сначала перейдите на metamask.io и загрузите расширение. Как только это будет сделано, вы увидите значок лисы в правом верхнем углу вашего браузера.


Загрузка metamask и расположение иконки

 Нажмите на значок и выполните предложенные инструкции для создания кошелька. Не забудьте сохранить секретную фразу! Когда у вас есть кошелек, нажмите на иконку Metamask и измените сеть на «Ropsten», потому что мы не хотим связываться с основной сетью Ethereum.

Изменение metamask на Ropsten

Последним шагом является создание некоторого Ether сожалению, вы не сможете использовать его для каких-либо реальных покупок, но они необходимы для тестирования). Зайдите на faucet.metamask.io и запросите 1 эфир.
Теперь у вас все готово. Вернитесь в окно Remix и измените среду на «Injected Web3» в компиляторе. Взгляните также на вкладку учетной записи — ваш адрес должен совпадать с адресом, который вы создали в Metamask. Выберите смарт-контракт, который вы хотите развернуть, который является вашим токен-контрактом, но не интерфейсом ERC20 и нажмите соответствующую кнопку. Появится окно metamask с транзакцией, ее деталями и опциями для взаимодействия с ней. Отправьте транзакцию и наш токен оживет.

Metamask всплывающее окно

Теперь вы можете поиграть со всеми функциями, которые мы указали ранее. Давайте посмотрим на наш контракт с другой стороны, чтобы убедиться, что он работает правильно. Как и любой другой блокчейн, в Ethereum есть несколько block explorers, которые служат основной целью мониторинга того, что происходит в сети. В нашем случае мы будем использовать etherscan , хотя есть несколько других замечательных альтернатив. Обратите внимание, что если вы просто зайдете в etherscan, вы увидите Основную сеть. Поскольку нам нужно увидеть сеть Ropsten, вам нужно будет поставить «ropsten» перед адресом сайта. Найдите свой адрес и вы увидите две транзакции — одна для бесплатного эфира, который вы получили, а другая для развертывания контракта.

Адрес пользователя в Etherscan

Чтобы найти адрес вашего контракта, нажмите на TxHash и перейдите в поле «To». Здесь вы можете проверить транзакции, код и события вашего смарт-контракта. На данный момент нам нужно проверить и опубликовать наш контракт. Перейдите в раздел «Code» и нажмите ссылку «Проверить и опубликовать» ‘Verify and Publish’ . Здесь вам нужно будет снова указать имя вашего токена, версию компилятора нашем случае последняя использованная нами версия Solidity была 0.5.7, поэтому мы будем придерживаться соответствующей версии компилятора). Теперь вам нужно скопировать код смарт-контракта токена вместе с кодом интерфейса ERC20 из окна Remix в etherscan и нажать «Подтвердить и опубликовать» ‘Verify and Publish’ в нижней части экрана.

Проверка смарт контракта

Пришло время вернуться к адресу вашего контракта. Код на вкладке «Code» теперь будет подвержен проверке. Кроме того, теперь у вас появятся еще две вкладки: «Читать договор» и «Написать договор» ‘Read contract’ & ‘Write contract’. В разделе чтения мы можем проверить функциональность нашего токена. Введите свой адрес (не адрес контракта) в поле 'balanceOf', чтобы увидеть, сколько у вас токенов; должно показать 1 миллион, который мы жестко закодировали как общий запас и передали его в наш кошелек. Это означает, что наш токен теперь корректно работает в тестовой сети.

Получение баланса

Послесловие

Если вы хотите начать карьеру в криптоиндустрии в кчестве разработчика, вы должны понимать что, несмотря на свою относительную простоту в основе, блокчейн обладает невероятной гибкостью и функциональностью. С 2017 года блокчейны значительно эволюционировали и их варианты использования выходили за рамки просто финансовых транзакций. С появлением Ethereum появился целый новый уровень сетей, на котором размещены различные приложения dApps и решения на основе блокчейна. Инструментом этой эволюции был смарт контракт и если вы хотите расширить свой опыт, сделать его более ценным и ориентированным на будущее, вы должны знать как он работает.

 Если вы можете кодировать смарт контракты, используя другие языки, Solidity все таки лучше подходит для этих целей. Более того, если вы хотите стать разработчиком Ethereum или создавать токены ICO / ERC20 для своего проекта, это безусловно ваш выбор. Если у вас есть некоторый опыт работы с C ++ или JavaScript, кодирование на Solidity должно быть для вас относительно простым. Вам, однако, придется понимать некоторые различия между клиент-серверной и децентрализованной моделями запуска программного обеспечения. Благодаря Ethereum Foundation и некоторым сторонним организациям разработчикам предоставляется набор удобных инструментов, таких как Remix и Etherscan, для кодирования и развертывания интеллектуальных контрактов.

 Мы надеемся, что наш учебник помог вам разобраться с большинством концепций Solidity, чтобы начать увлекательное путешествие по изучению технологии блокчейн. Помните, что вы всегда можете проверить с последней документацией Solidity 

Комментарии: