Ethereum: работа с сетью, смарт-контракты и распределенные приложения

Алексей Бурков, 2020

В представленном учебнике рассматривается создание смарт-контрактов для блокчейн-сети Ethereum на языке программирования Solidity в операционной системе Windows. Мы также опишем развертывание окружения для создания и тестирования смарт-контрактов и децентрализованных приложений (DApps). Более того, в завершение курса мы создадим свою собственную блокчейн-сеть. Данный учебный курс создан на базе ООО «Лаборатория цифровой трансформации» при поддержке ООО «Цифровые технологии».

Введение

В настоящее время технологии распределенных реестров (блокчейн-технологии) проникают во многие сферы человеческой деятельности. Изначально технология блокчейн использовалась в финансовой сфере для создания криптовалют. Затем была разработана технология защищенного хранения небольших объемов информации. И наконец, после появления блокчейна Ethereum стало возможно создавать программы в блокчейн-сетях.

Блокчейн Ethereum обладает своей виртуальной машиной — EVM (Ethereum Virtual Machine). Данное программное обеспечение позволяет децентрализованно хранить и запускать программы внутри блокчейн-сети Ethereum. В такой роли блокчейн-сеть работает как некий суперкомпьютер, где программное обеспечение хранится и выполняется на множестве компьютеров (узлов), подключенных к блокчейн-сети.

Программы, выполняемые в EVM, называются смарт-контрактами. Наиболее популярным языком программирования смарт-контрактов в настоящее время является язык программирования Solidity. В основу языка программирования Solidity был положен язык Java Script. Поэтому если вы знаете такие языки программирования, как Java Script, Java или С++, то изучение Solidity будет для вас достаточно простым.

В представленном учебнике рассматривается создание смарт-контрактов для блокчейн-сети Ethereum на языке программирования Solidity в операционной системе Windows. Мы также рассмотрим развертывание окружения для создания и тестирования смарт-контрактов и децентрализованных приложений (DApps). Более того, в завершение курса мы создадим свою собственную блокчейн-сеть.

Весь учебник разбит на шесть недель. Неделя — это глава учебника, посвященная определенному разделу создания смарт-контрактов. Каждая неделя разбита на уроки. Урок — это определенная тема в изучении программирования смарт-контрактов.

Учебник состоит из следующих глав-недель.

• Неделя № 1. Развертывание рабочего окружения («песочницы») для создания и тестирования смарт-контрактов на языке программирования Solidity.

• Неделя № 2. Создание и тестирование простейших смарт-контрактов.

• Неделя № 3. Хранение и обработка данных в распределенных реестрах.

• Неделя № 4. Реализация игровых смарт-контрактов.

• Неделя № 5. Финансовые смарт-контракты.

• Неделя № 6. Интерфейс, тестирование и публикация смарт-контрактов.

Теперь рассмотрим применяемые в учебнике обозначения.

1. В учебнике применяется сквозная нумерация рисунков. То есть «рис. 3.5.1» обозначает первый рисунок пятого урока третьей недели.

2. На рисунках важные места интерфейса выделены красными стрелками.

3. В тексте учебника встречаются замечания, выделенные серым цветом. Замечания — это важная или справочная информация, непосредственно не связанная с темой урока.

4. Некоторые большие блоки кода вынесены в приложение.

5. В тексте ссылки на источники информации обозначаются в квадратных скобках. Например, [4].

Для разработки смарт-контрактов нам необходимо установить следующее программное обеспечение (ПО).

1. Visual Studio Code и расширение для работы с языком программирования Solidity (https://code.visualstudio.com/).

2. Node.js — компилятор JavaScript в машинный код (https://Node.js.org/ru/).

3. Фреймворк Truffle (https://www.trufflesuite.com/truffle).

4. Эмулятор Ganache (https://www.trufflesuite.com/ganache).

5. Криптокошелек MetaMask (https://MetaMask.io/).

6. Офлайн-криптокошелек MyEtherWallet (https://github.com/kvhnuke/etherwallet/releases).

7. Установочный пакет блокчейн-сети Geth (https://geth.ethereum.org/downloads/).

Все описание установки вышеперечисленного ПО описано в уроках первой недели.

Данный учебник предназначен для читателей, желающих освоить разработку смарт-контрактов на языке программирования Solidity. Учебник также подойдет тем, кто планирует развернуть собственную блокчейн-сеть и создавать свои децентрализованные приложения (Dapp).

Для успешного изучения материала, представленного в учебнике, желательно иметь начальные знания по технологии распределенных реестров (технологии блокчейн), желательно иметь базовый опыт программирования в таких языках программирования, как Java, Java Script или С++.

Замечание. В данном учебнике не приведены основы технологии блокчейн и основы программирования, а рассматривается только технология создания смарт-контрактов для блокчейна Ethereum в операционной системе Windows. Для изучения основ технологии блокчейн можно воспользоваться нашим курсом на учебном портале Stepik по ссылке: https://stepik.org/54926.

Также можно сдать аттестационный тест и получить сертификат по основам технологии блокчейн. Аттестационный тест расположен по адресу https://stepik.org/57910.

Электронная версия данного учебного курса размещена на учебном портале Stepik по адресу https://stepik.org/course/60331/syllabus?auth=registration. В конце каждого урока электронной версии добавлен небольшой аттестационный тест, а в конце каждой недели — практические задания для самостоятельного выполнения. Тем, кто сдаст все тесты и выполнит все практические задания, выдается сертификат по разработке смарт-контрактов и распределенных приложений (DApps) для блокчейн-сети Ethereum в операционной системе Windows.

Итак, давайте начнем изучать создание смарт-контрактов для блокчейна Ethereum на языке программирования Solidity.