dapp开发指南（DApp开发）
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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。
《区块链项目开发指南》读书笔记
ethash
答：在DAPP中，没有一个中心服务器来协调节点，或者决定什么是对，什么是错，因此应对这个挑战确实不容易，一致性协议（concensus protocol）可用于解决这个问题。
补充：共识算法的核心就是解决拜占庭将军问题（分布式网络一致性问题）。
答：修改bug或者更新DAPP很困难。
如果我需要从一个中心化应用抓取数据，如车辆违章信息，怎么保证抓取的数据是真实有效的？
答：为了访问中心化的API，可以使用Oraclize服务可以作为中间人，Oraclize为从中心化服务智能合约中抓取的数据提供TLSNotary验证。
中心化应用的所有者需要有盈利才能长期维护应用的运行，而DAPP虽然没有所有者，但是跟中心化应用一样，DAPP节点需要硬件和网络资源才能维持运行。DAPP节点需要一些有用的回报来维持运行，于是内部货币登场了。大多数DAPP都有内置内部货币，或者可以说最成功的DAPP都有内置内部货币。如以太币
授权的DAPP不对所有人开放。授权的DAPP继承了免权限DAPP的全部属性，但需要权限才能参与到网络中去。授权的DAPP与免权限的DAPP的共识协议是不同的。授权的DAPP没有内部货币。
超级账本（Hyperledger）项目致力于开发创建授权的DAPP技术。
为什么少数国家认定比特币是非法的，大部分国家对此还没有做出决定呢？原因如下：
星际文件存储系统（InterPlanetary File System）是一个去中心化的文件系统。
目标是通过使交易几乎瞬间完成，并隐藏交易账户的信息，还可以防止他人用ISP追踪所有者。
任何人都可以成为以太坊网络中的矿工。每个矿工独自解决问题，第一个解决问题的矿工是胜利者，它得到的回报是5个以太币和该区块中全部交易的交易费。区块链中有多少个区块没有限制，可以生成的以太币总数也没有限制。
网络中的任何节点都可以检查区块链是否合法，首先检查交易在区块链中是否合法以及时间戳的验证情况，然后检查区块的目标值和随机数是否合法、矿工是否得到合法的回报等。
节点是如何发现网络中的其他节点的呢？
以太坊的节点发现协议：Kadelima，在这种协议中，有一种特殊节点Bootstrap节点。它保存了一段时间内与它连接的所有节点列表，但其本身不保存区块链。
当对等节点连接到以太坊网络时，它们首先连接到Bootstrap节点。
可以有多种以太坊实例，也就是说，不同的网络每个都有自己的网络ID。
两种主要的以太坊网络是主网和测试网。以太币在主网上交易，而测试网供开发人员测试。
一个去中心化的通信协议，它支持广播、用户到用户、加密信息等，但不用于传输大数据。
一个去中心化的文件系统。
geth为其他应用提供了与其通信的JSON-RPC API。使用HTTP、WebSocket和其他协议服务于JSON-RPC API。
JSON-RPC API提供的API分成如下类型：
以太坊网络中的节点默认用 30303 端口通信。
--networkid 用于指定网络ID，1代表主网网络ID，缺省默认值为1，2代表测试网络ID
--dev 标记运行一个私有网络
--etherbase 指定挖矿赚取的回报存入的钱包地址
--unlock 解锁一个或者多个账户
以太坊钱包与geth捆绑在一起。运行以太坊时，它会尝试发现一个本地geth实例并与之连接；如果它不能发现geth正在运行，它就启动自己的geth节点。以太坊钱包使用IPC与geth通信。geth支持以文件为基础的IPC。
以太坊下一个主要更新的名字。Serenity把共识协议改为casper，并将整合状态通道和分片。
Casper 实施了一个进程，使得它可以惩罚所有的恶意因素。这就是权益证明在Casper下是如何工作的：
验证者押下一定比例的他们拥有的以太币作为保证金。然后，他们将开始验证区块。也就是说，当他们发现一个可以他们认为可以被加到链上的区块的时候，他们将以通过押下赌注来验证它。
如果该区块被加到链上，然后验证者们将得到一个跟他们的赌注成比例的奖励。但是，如果一个验证者采用一种恶意的方式行动、试图做“无利害关系”的事，他们将立即遭到惩罚，他们所有的权益都会被砍掉。正如你可以看到的，Casper被设计成可以在一个无需信任的系统上工作，并且是更加拜占庭容错的。
支付通道 功能允许将两个以上向另一个账户发送以太币的交易合并成两个交易。其工作原理为：假设X是一个视频网站老板，Y是个用户。X每分钟收费1个以太币。现在X想让Y看视频期间每分钟交一次钱。当然，Y可以每分钟广播交易，但是这里有些问题，例如X不得不等待确认，所以视频就会中断一会。支付通道可以解决这个问题。使用支付通道，Y可以广播一个锁定交易，为X把一些以太币（比如100个以太币）锁定一段时间（比如24小时）。现在每看完一分钟视频，Y将发送一个签名记录表示可以解锁，一个以太币就进入X的账户，其余的进入Y的账户。再过一分钟，Y将发送一个签名记录表示可以解锁，两个以太币就进入X的账户，其余的进入Y的账户。Y观看X网站的视频过程中，该过程将持续。现在假设Y看完了100小时视频或者24小时时间到了，X将向网络广播最后的签名记录，以把钱收到自己的账户里。如果X没有在24小时内提款，全款会返还给Y。所以在区块链中，我们将看到lock和unlock两种交易。
Sybil攻击
51%攻击
补充：不能存储较大数据，目前有Swarm与IPFS等分布式存储方式可供选择
把所有东西都存在内存里，因此，节点一旦重启，将丢失以前的状态。
默认监听端口：8545
DApp开发入门
本文仅介绍以太坊系列的DApp开发，其他链原理差不太多。
MetaMask安装完成并运行后，可以在Chrome控制台打印 MetaMask注入的window.ethereum对象
关于ethereum对象，我们只需要关心 ethereum.request 就足够了，MetaMask 使用 ethereum.request(args) 方法 来包装 RPC API。这些 API 基于所有以太坊客户端公开的接口。 简单来说钱包交互的大部分操作都是由 request() 方法实现，通过传入不同的方法名来区分。
⚠️ 即使ethereum对象中提供了chainId，isMetaMask，selectAddress属性，我们也不能完全相信这些属性，他们是不稳定或不标准，不建议使用。我们可以通过上面说的request方法，拿到可靠的数据 。
钱包通过method方法名，进行对应的实现 以获取钱包地址为例
调用 ethereum.request({ method: "eth_requestAccounts" }) ，钱包实现了该方法，那么就可以拿到钱包的地址了。
MetaMask注入的 window.ethereum 就是一个Provider，一个RPC节点也是一个Provider，通过Provider，我们有了访问区块链的能力。 在连接到钱包的情况下，通常使用钱包的Provider就可以了， ethers.providers.Web3Provider(ethereum)
如果只需要查询一些区块链数据，可以使用EtherscanProvider 和 InfuraProvider 连接公开的 第三方节点服务提供商 。JsonRpcProvider 和 IpcProvider 允许连接到我们控制或可以访问的以太坊节点。
获取当前账户余额
获取最新区块号
其他RPC操作，可以通过 JSON-RPC 查看。
通过 ethers.js 可以连接ERC20的合约，合约编译后会生成ABI，合约部署后，会生成合约地址，开发者通过 ABI和合约地址 ，对合约发送消息。
合约中的方法大致分为两种： 视图方法(免费)，非视图方法(消耗Gas) ，可以通过ABI查看方法类型。
⚠️ ERC20需要多加关注的是 Approve() 方法以及 transfer() 和 transferFrom() 的区别 ，授权过的代币，被授权的那一方，可以通过调用 transferFrom() 方法,转走你授权数量内的代币，所以授权是一个很危险的操作，假设你授权了一个不良的合约，那你会面临授权的token被转走的风险，即使你没有泄露私钥助记词。
便利三方库： web3-react use-wallet
文档： doc.metamask.io ethers
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