1. 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来,可是又感觉无从下手,本文将基于以太坊平台,以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念,轻松带大家入门。
以太坊是什么
以太坊(Ethereum)是一个建立在区块链技术之上, 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。
对这句话不理解的同学,姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。
在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)。
以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发,开发者只要专注于应用本身的开发,从而大大降低了难度。
目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈:有社区的支持,有很多开发框架、工具可以选择。
智能合约
什么是智能合约
以太坊上的程序称之为智能合约, 它是代码和数据(状态)的集合。
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的(由事件驱动的)、以代码形式编写的合同(特殊的交易)。
在比特币脚本中,我们讲到过比特币的交易是可以编程的,但是比特币脚本有很多的限制,能够编写的程序也有限,而以太坊则更加完备(在计算机科学术语中,称它为是“图灵完备的”),让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序(智能合约)。
智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景,比如:数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。
目前除数字货币之外,真正落地的应用还不多(就像移动平台刚开始出来一样),相信1到3年内,各种杀手级会慢慢出现。
编程语言:Solidity
智能合约的默认的编程语言是Solidity,文件扩展名以.sol结尾。
Solidity是和JavaScript相似的语言,用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。
还有长像Python的智能合约开发语言:Serpent,不过建议大家还是使用Solidity。
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看,以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。
运行环境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。
Solidity之于EVM,就像之于跟JVM的关系一样,这样大家就容易理解了。
以太坊虚拟机是一个隔离的环境,在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。
而EVM运行在以太坊节点上,当我们把合约部署到以太坊网络上之后,合约就可以在以太坊网络中运行了。
合约的编译
以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式,需要我们在部署之前先对合约进行编译,可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。
合约的部署
在以太坊上开发应用时,常常要使用到以太坊客户端(钱包)。平时我们在开发中,一般不接触到客户端或钱包的概念,它是什么呢?
以太坊客户端(钱包)
以太坊客户端,其实我们可以把它理解为一个开发者工具,它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。
EVM是由以太坊客户端提供的。
Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端,基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台,通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能(API)。Geth的使用我们之后会有文章介绍,这里大家先有个概念。
Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似,不过是跑在终端里。
相对于Geth,Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。
如何部署
智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上,并使用一个特定的地址来标示这个合约,这个地址称为合约账户。
以太坊中有两类账户:
· 外部账户
该类账户被私钥控制(由人控制),没有关联任何代码。
· 合约账户
该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。
和比特币使用UTXO的设计不一样,以太坊使用更为简单的账户概念。
两类账户对于EVM来说是一样的。
外部账户与合约账户的区别和关系是这样的:一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名,来发送消息给另一个外部账户或合约账户。
在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码,允许它执行各种动作(比如转移代币,写入内部存储,挖出一个新代币,执行一些运算,创建一个新的合约等等)。
只有当外部账户发出指令时,合同账户才会执行相应的操作。
合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上(由实际矿工出块之后,才真正部署成功)。
运行
合约部署之后,当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息(交易)即可,通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。
Gas
和云计算相似,占用区块链的资源(不管是简单的转账交易,还是合约的部署和执行)同样需要付出相应的费用(天下没有免费的午餐对不对!)。
以太坊上用Gas机制来计费,Gas也可以认为是一个工作量单位,智能合约越复杂(计算步骤的数量和类型,占用的内存等),用来完成运行就需要越多Gas。
任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的,由合约的复杂度决定。
而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定,以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用:Gas价格(用以太币计价) * Gas数量。
Gas的目的是限制执行交易所需的工作量,同时为执行支付费用。当EVM执行交易时,Gas将按照特定规则被逐渐消耗,无论执行到什么位置,一旦Gas被耗尽,将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚, 如果执行结束还有Gas剩余,这些Gas将被返还给发送账户。
如果没有这个限制,就会有人写出无法停止(如:死循环)的合约来阻塞网络。
因此实际上(把前面的内容串起来),我们需要一个有以太币余额的外部账户,来发起一个交易(普通交易或部署、运行一个合约),运行时,矿工收取相应的工作量费用。
以太坊网络
有些着急的同学要问了,没有以太币,要怎么进行智能合约的开发?可以选择以下方式:
选择以太坊官网测试网络Testnet
测试网络中,我们可以很容易获得免费的以太币,缺点是需要发很长时间初始化节点。
使用私有链
创建自己的以太币私有测试网络,通常也称为私有链,我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。
通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络,以太币想挖多少挖多少,也免去了同步正式网络的整个区块链数据。
使用开发者网络(模式)
相比私有链,开发者网络(模式)下,会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。
使用模拟环境
另一个创建测试网络的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境,对于开发调试来说,更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。
进行合约开发时,可以在testrpc中测试通过后,再部署到Geth节点中去。
更新:testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中,现在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的应用程序
以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库,智能合约理解为和数据库打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一个Dapp不单单有智能合约,比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。
Truffle
Truffle是Dapp开发框架,他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情,让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。
总结
我们现在来总结一下,以太坊是平台,它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用,在这个应用中,使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约,合约编写好后之后,我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约(使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了)。为了开发方便,我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。
注:本文中为了方便大家理解,对一些概念做了类比,有些严格来不是准确,不过我也认为对于初学者,也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确,学习是一个逐步深入的过程,很多时候我们会发现,过一段后,我们会对同一个东西有不一样的理解。
2. 以太坊开发(2):在以太坊私有链上的基本操作
在上一讲 如何使用geth搭建以太坊私有链 完成了私有链的搭建,下面介绍在私有链上的基本操作。
启动私有链后在命令行输入:
执行完之后可以查看到生成的账户地址为
查询账户余额:
刚刚创建的私有链账户都是没有余额的,需要通过挖矿才会产生eth,下面介绍如何在私有链上挖矿。
在geth环境下执行:
这时候查看日志geth.log可以看到以太坊私有链有个启动的百分比,到100就正式启动了:
挖矿开始:
这时候有个疑问,挖矿挖到的eth到哪了,其实默认到了eth.account[0],就是第一个账户上:
如何修改挖矿所得的账户:
命令如下:
下面开始进行转账:
这时候出现报错,原因是转账的账户没有解锁,需要输入密码解锁转账的账户才能完成转账操作:
3. eth钱包开发(nodejs)(一)
tips: sendEthTransaction方法将eth转账和token转账合并,转账eth时将tokenValue赋值为0,转账token时将value赋值为0即可
4. Geth实现以太账户之间转账
1、打开控制台
F:\Geth>geth --datadir "data" console
2、查看目前所拥有的账户列表
> eth.accounts
[""]
3、新建账户
> personal.newAccount('123456')
""
4、查看目前所拥有的账户列表
> eth.accounts
["", "
efed9a8240"]
5、查看账户余额
> eth.getBalance(eth.accounts[0])
665000000000000000000
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
6、定义变量
> var acc1=eth.accounts[0]
undefined
> acc1
""
> var acc2=eth.accounts[1]
undefined
> acc2
""
7、转账
> eth.sendTransaction({from: acc1 , to: acc2, value: web3.toWei(10,"ether")})
Error: authentication needed: password or unlock
at web3.js:3143:20
at web3.js:6347:15
at web3.js:5081:36
at <anonymous>:1:1
(账户被锁报错)
8、解锁账户
> personal.unlockAccount(acc1,"123456")
true
9、转账
> eth.sendTransaction({from: acc1 , to: acc2, value: web3.toWei(10,"ether")})
INFO [11-14|14:34:24.526] Setting new local account address=0xF4f
INFO [11-14|14:34:24.551] Submitted transaction fullhash=0x98
recipient=0x1DfA2
"0x98"
10、查看账户余额
> eth.getBalance(acc1)
665000000000000000000
> eth.getBalance(acc2)
0
11、挖矿
>miner.start(1);admin.sleepBlocks(20);miner.stop();
12、挖矿结束查看账户余额
> eth.getBalance(acc2)
10000000000000000000
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5. 以太坊转账流程
发起:用户在本地的以太坊钱包软件中选择要发送的交易地址(From)、输入目标地址(To)、金额(Value)、是否部署或调用合(Data)、手续费单价(Gasprice)等,确认发送至以太坊节点节点和钱包可以是同一台
广播:节点收到(或自己发起)交易后,会对交易进行验证。验证:交易的签名、发起账号的余额是否能支付转账余额与手续费、Nonce是否为账号已发出的交易数。验证为合法后,将交易加入节点的交易池中交易池中存储着待打包的交
安装以太坊浏览器钱包插件,创建钱包,获取虚拟以太币,进行转账交易。 实验内容 学习 初识以太坊,发送交易 1.学习《初始以太坊,发送交易》,虚拟以太币交易。
6. 【ETH钱包开发03】web3j转账ETH
在之前的文章中,讲解了创建、导出、导入钱包。
【ETH钱包开发01】创建、导出钱包
【ETH钱包开发02】导入钱包
本文主要讲解以太坊转账相关的一些知识。交易分为ETH转账和ERC-20 Token转账,本篇先讲一下ETH转账。
1、解锁账户发起交易。钱包keyStore文件保存在geth节点上,用户发起交易需要解锁账户,适用于中心化的交易所。
2、钱包文件离线签名发起交易。钱包keyStore文件保存在本地,用户使用密码+keystore的方式做离线交易签名来发起交易,适用于dapp,比如钱包。
本文主要讲一下第二种方式,也就是钱包离线签名转账的方式。
交易流程
1、通过keystore加载转账所需的凭证Credentials
2、创建一笔交易RawTransaction
3、使用Credentials对象对交易签名
4、发起交易
注意以下几点:
1、Credentials
这里,我是通过获取私钥的方式来加载 Credentials
还有另外一种方式,通过密码+钱包文件keystore方式来加载 Credentials
2、nonce
nonce是指发起交易的账户下的交易笔数,每一个账户nonce都是从0开始,当nonce为0的交易处理完之后,才会处理nonce为1的交易,并依次加1的交易才会被处理。
可以通过 eth_gettransactioncount 获取nonce
3、gasPrice和gasLimit
交易手续费由gasPrice 和gasLimit来决定,实际花费的交易手续费是 gasUsed * gasPrice 。所有这两个值你可以自定义,也可以使用系统参数获取当前两个值
关于 gas ,你可以参考我之前的一篇文章。
以太坊(ETH)GAS详解
gasPrice和gasLimit影响的是转账的速度,如果gas过低,矿工会最后才打包你的交易。在app中,通常给定一个默认值,并且允许用户自己选择手续费。
如果不需要自定义的话,还有一种方式来获取。获取以太坊网络最新一笔交易的 gasPrice ,转账的话, gasLimit 一般设置为21000就可以了。
Web3j还提供另外一种简单的方式来转账以太币,这种方式的好处是不需要管理nonce,不需要设置gasPrice和gasLimit,会自动获取最新一笔交易的gasPrice,gasLimit 为21000(转账一般设置成这个值就够用了)。
这个问题,我想是很多朋友所关心的吧。但是到目前为止,我还没有看到有讲解这方面的博客。
之前问过一些朋友,他们说可以通过区块号、区块哈希来判断,也可以通过Receipt日志来判断。但是经过我的一番尝试,只有 BlockHash 是可行的,在web3j中根据 blocknumber 和 transactionReceipt 都会报空指针异常。
原因大致是这样的:在发起一笔交易之后,会返回 txHash ,然后我们可以根据这个 txHash 去查询这笔交易相关的信息。但是刚发起交易的时候,由于手续费问题或者以太网络拥堵问题,会导致你的这笔交易还没有被矿工打包进区块,因此一开始是查不到的,通常需要几十秒甚至更长的时间才能获取到结果。我目前的解决方案是轮询的去刷 BlockHash ,一开始的时候 BlockHash 的值为0x00000000000,等到打包成功的时候就不再是0了。
这里我使用的是rxjava的方式去轮询刷的,5s刷新一次。
正常情况下,几十秒内就可以获取到区块信息了。
区块确认数=当前区块高度-交易被打包时的区块高度。
7. 以太坊怎么0旷工费转账
以太坊0矿工费转账,可以通过点击矿工费进行设置。最新版本的2.5.7imToken钱包支持三档矿工费,即“快、中、慢”。我们按照需要交易被确认打包的时间进行选择即可,不会出现手滑设置成天价矿工费的情况。
一、以太坊是什么?
本质上,以太坊是一个共享数据库,其中可以存储数据或信息,数据和信息不可伪造、可追溯、开放透明,这使得该技术奠定了坚实的信任基础,打造了可靠的协作机制,具有非常广阔的前景。如今,区块链已经进入公众的视野,成为社会关注的焦点。简单来说,以太坊是一个开发平台,它允许我们编写像区块链技术这样的应用程序。以太坊封装了底层的区块链技术,允许开发人员直接开发,只专注于应用程序本身的开发,大大降低了难度。
二、以太坊贸易平台是怎么做搬砖套利的
如下所示:1. 以太坊是一个基于智能合约和分布式互联网创作应用的平台,可以对比特币和以太坊的任何支付进行编程。一旦发现差价,就会从价格低的平台购买比特币和以太坊,然后转移到价格高的平台出售,从而从差价中赚取利润;2.使用大规模高端云计算,在全球货币交易平台上会做空或做多(低吸高抛),在0.28。只要数字货币存在,价格波动,价差空间就会一直存在。Ethtrade以太坊交易平台可以说开创了数字货币的新投资模式。3.Ethtrade以太坊有一套完整的交易策略,包括差价、币对币转换、市场预测和假币,这些都是普通人做不到的。
综上所述,以太坊是一个非常厉害的开发平台,它可以利用差价来进行售出,从而赚取利润,并且它的计算一般都是采用大型的高端云,在世界上都是非常厉害的,可以确保每个投资者都能分红增值。
8. 【ETH钱包开发04】web3j转账ERC-20 Token
在上一篇文章中讲解了ETH转账,这一篇讲一下ERC-20 Token转账。
【ETH钱包开发03】web3j转账ETH
1、直接用web3j的API
2、java/Android调用合约的 transfer 方法
不管用哪种方式来转账,你都需要先写一个solidity智能合约文件来创建ERC-20 Token,然后部署合约,最后才是通过客户端来调用。
注意:erc-20 token转账和eth转账的区别如下:
1、erc-20 token创建交易对象用的是这个方法 createTransaction
2、erc-20 token需要构建 Function ,它其实对应的就是erc-20 token合约中的那些方法。它的第一个参数就是ERC20中那几个方法的名称,第二个参数的话就是对应合约方法中的参数,第三个参数是和第二个参数对应的,按照我那样就行了。转账的话就是 transfer ,我们从合约的 transfer 可以看到第一个参数是收款地址,第二个参数是金额,所以 Function 这里对应起来就好。
这种方法不需要使用web3j封装的方法,而是直接调用solidity合约的方法。
步骤
1、web3j加载一个已经部署的合约
2、验证合约是否加载成功 isValid
3、如何加载合约成功,则调用合约的 transfer 方法
注意:
1、这里的 TokenERC20 是根据solidity智能合约生成的对应的Java类,用于java/Android和智能合约交互的,如果你对这里不太清楚,不妨看看我之前的一篇文章。
以太坊Web3j命令行生成Java版本的智能合约
2、如果加载合约失败,可能的一个原因是合约对应的Java类中的 BINARY 的值不对,这个值是你部署合约成功之后的bytecode,你最好检查对比一下。
我发送一笔交易,可以通过这个地址查询
https://rinkeby.etherscan.io/tx/
9. 以太坊钱包转账实战记录
最近项目中,要求给客户退款。 虽然之前我们写的服务封装了以太坊钱包转账的诸多细节,可以很方便的转账,但考虑再三,觉得最安全的方式还是用钱包本身的命令来转账。话不多说,这里记录下用以太坊钱包转账的步骤:
1. 首先网络搜索了下,网上此类的文章还不少。看了一圈后,觉得最好的还是这篇: https://blog.csdn.net/DDFFR/article/details/53673650 geth账户管理转账。
2.开始打开自己的以太坊钱包。查看钱包各个账户的余额。命令:eth.getBalance('0xaddress')
3. 开始转账步骤:
3.1) 解锁账户。命令:personal.unlockAccount("0xaddress123456789",“123456”)。 第一个参数:账户,第二个参数:解锁密码。就是创建这个账户地址时的密码。 其实还有第三个参数,是时间,表示解锁多久。如60,就写0x3c。可以不写,默认是300秒,就是5分钟;
3.2)计算fee:因为想把账户里的钱都退回去,所以要计算一个合理的fee,fee的计算公式:
fee <= gasPrice * gasLimit,对于普通的ETH交易,则gasLimit=21000即可,这个值可看区块浏览器的交易,一般都是这个值。而gasPrice则需要自己确定,这个是浮动的。获取方式:通过钱包的:
eth.gasPrice 来获取钱包本身推荐的矿工费。也可自己给一个值。但记住,给太低就没人打包了;
而对于gasLimit,钱包的值各不相同。如果不在乎手续费的话,可以用后面提到了的转账命令,给自己的账户发送一个0eth的转账,来获取本钱包的gaslimit参数。
3.3)计算实际款额度:
amout = 账户的余额-fee
3.4)转账命令:
有几个方式:
gasprice/gaslimit由钱包本身指定: eth.sendTransaction({from: '0xfromaddress', to: '0xtoaddress', value: web3.toWei(1, "ether")})
eth.sendTransaction({from: '0xfromaddress', to: '0xtoaddress', value: web3.toWei(0, "ether")})//通过这个可以获取钱包本身提供的 gasLimit默认参数。
自己指定gasprice/gaslimit:eth.sendTransaction({from: '0xfromaddress', to: '0xtoaddress', gasPrice: web3.toWei(30, 'gwei'), gas:21000, value: web3.toWei(1, "ether")})
这里用到了web3.toWei()函数,这个函数表示将第一个数字参数变成最小以太坊单位Wei表示的一个数字。第二个参数表示这个参数的单位。可以是1Gwei = 10^9 Wei,1 ether=10^18 Wei.
如果出现错误,根据提示修改参数。如果成功,则返回一个交易id。根据这个id到浏览器上查看交易状态即可。
上面步骤要在解锁时间范围内完成,要不就提示账户被锁定的信息。感觉以太坊这点做得还是挺好,挺安全的。
在做上面步骤时,这里还遇到了一个坑,就是有个服务会扫描钱包账户,进行资金归集。对此,为了操作不被打断。必须先停止对这个钱包操作的所有服务,否则会中断转账流程,引起不必要的安全隐患。所以切记:转账前,保证只有你自己在操作钱包;转账前,保证只有你自己在操作钱包;转账前,保证只有你自己在操作钱包;
10. 以太坊智能合约开发:让合约接受转账
在以太坊智能合约开发中,通常会有向合约地址进行转账的需求,那么有几种向合约地址进行转账的方式呢?
有三种方式:
部署合约时转账
调用合约提供的方法
直接向合约地址进行转账
但有一个问题,以太坊的智能合约默认是拒绝来自任何地址的转账,那么如何让合约能够支持接收转账呢?
1、部署转账
在进行合约开发时,如果想要在部署时,直接向该合约进行转账,只需要给构造函数中添加payable修饰符。
示例:
2、执行合约转账
执行合约转账,则需要给你需要支持转账功能的方法添加payable修饰符
示例:
3、直接转账
支持直接转账,需要借助后备函数(fallback function),只需要为后备函数添加 payable 修饰符
示例: