区块链初识_区块链应用 数据合约服务有界面吗

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《CSS 揭秘》

“搞区块链的都是骗子”

小明感觉比特币就是技术极客对这个世界开的一个玩笑。

媒体报导，有一款叫 “加密猫” 的游戏火遍全球，而这款游戏是运行在区块链上的。

媒体的狂轰滥炸还让小明注意到区块链的另一个特性：不可篡改。

小明关心的 “区块链应用”，其实有一个更专业的名字，叫 “DApp”。

DApp 全称为 “Decentralized Application”，字面意思是 “去中心化应用”。（“DApp” 这个词通常读作 “dee-app” 或 “dap”；当然如果你愿意，也可以读作 “D-A-P-P”。）

 

DApp 有一个核心概念叫 “智能合约”。

智能合约初探

在动手之前，小明需要先选择一条公链来作为自己的开发平台。

小明经过一番调研，最终选择 “星云链” 作为自己的入门公链。

 

? 以太坊

以太坊是第一个支持智能合约的公链，是 DApp 始祖。以太坊也是区块链领域的标杆。

前面提到的 “加密猫” 游戏正是运行在以太坊之上。

智能合约的运作方式是这样的：

• 开发者在写好合约代码之后，需要把它部署到链上。部署成功后会得到一个地址。

  ? 地址

  地址是链上资源的一种定位方式。每个用户在链上都会有一个独一无二的地址，类似账号的概念。

  每个合约也有自己的专属地址。可以类比 IP 地址，我们通过地址就可以找到这个合约。

• 合约部署上链之后，即处于对外服务状态。合约代码提供若干接口，等待我们调用。

• 每个合约都有自己的独立存储区。

 

DApp 的架构

DApp 也需要有一个网页作为用户界面（当然也可以是其它的客户端形态，比如桌面应用或手机应用等）。

同样需要有一个部件来完成业务逻辑和数据存储的功能，并为网页端提供接口，这个职能在 DApp 中就是由智能合约来完成的。

总的来看，DApp 在题材上与传统应用没有明显区别。

DApp实例分析

当前这个 Chrome 浏览器安装了星云链官方提供的钱包插件：

? 钱包

钱包主要有以下两个作用：

• 帮用户管理地址（前面已经提到过，地址相当于用户在链上的独一无二的账号）。比如，在钱包里，我们可以看到自己的地址里还有多少 “钱”。

• 帮用户发起交易、查询交易、管理交易。

? 交易

区块链的老本行就是记账，就是处理各种交易。

在区块链上，转账显然是一种交易；除此以外，在智能合约时代，我们往链上部署合约、调用合约的接口，也都是通过交易的形式来完成的。

区块链采用了链式数据结构，整个链是由一个个的区块所组成的。不论是完成一次新的转账，还是我们让合约更新自己的数据，都需要由矿工把这些操作打包成一个新区块，并追加到链上。

? 矿工

矿工是区块链网络中有 “记账权” 的节点，记账权也意味着产生新区块的权力。

当我们把一笔交易发送到区块链网络中时，它会传播到矿工节点那里；矿工节点会逐个执行所有待处理的交易，生成新区块。生成新区块的过程俗称 “打包”，也叫 “出块”。

 

作为一个 DApp 开发者，至少要做好以下准备工作：

• Chrome + 星云钱包插件。这是 DApp 网页端所需的运行环境。

• 有自己的地址。我们可以用钱包插件来创建自己的地址。

• 地址里要有少量余额。原因在于每笔交易都需要向矿工支付少量手续费（术语称作 “gas”）。

  ? Gas

  Gas 的原意是汽油。就好像搭别人的车需要付 “油费” 一样，让矿工帮你处理交易也需要支付酬劳——这是区块链世界的生态设计。视交易的复杂度不同，收取的 gas 数额也不同。

  星云链的 gas 计价极为低廉，比如价值 1 分钱的星云币足够我们支付数千或数万次交易的 gas。

  在星云官网注册为开发者，即可收到官网空投的少量星云币；同时社区里也有不少热心网友无偿赠送星云币。

• 星云 Web 钱包。是一个网页版的工具集，后面实战环节会提到它。

 

DApp合约端开发

这是一段最小化的星云链智能合约代码。我们来看一看它有哪些要素：

• CommonJS 模块（必须）

  先看一眼最后一行，前端同学们肯定秒懂。整个合约其实就是一个 CommonJS 模块。

• 导出一个类（必须）

  这个模块导出的是一个类，这个类正是合约的主体。

• 构造器方法（可选）

  既然合约主体是一个类，而类本身并不能直接运行，那么这就意味着合约每次被调用时，这个类都会被实例化。类可以有（也可以没有）一个构造器方法，这个方法在每次实例化时执行（这是类的基本行为，大家应该都很熟悉了）。构造器方法并不是必需的，我们可以根据实际需要来编写它。

• 初始化方法（必须）

  这个类需要有一个 init() 方法，这个方法只会在合约部署成功后被自动执行一次，以后就再也无法被调用了。因此，这个初始化方法通常用来完成整个 “应用” 级别的初始化工作。它是必需的，哪怕你的应用不需要初始化，也需要提供一个空的 init() 方法。

• 私有方法（可选）

  这个类可以有一些私有方法，私有方法可以在类的内部被调用，但它不会暴露成为合约的公开接口。私有方法的特征是下划线开头，比如上图代码中的 _helper()。我们可以根据实际需要定义私有方法，便于合约逻辑的实现，但它不是必需的。

  这个 “下划线” 的命名约定并不是 JS 语言本身的特性，而是星云链智能合约运行环境的设计。这个设计也很符合前端开发者的命名习惯。

• 公开接口（必须）

  除去上述特定名称的方法和私有方法以外，剩下的所有方法都会作为合约的公开接口暴露出来，以供客户端调用。比如上图代码中的 method()。

只要满足以上条件，就是一个合法的智能合约了。也就是说，你可以按照自己的开发习惯来组织合约代码，只要满足上述条件就可以了。

另一项重要的基础知识是 “合约存储区”。

 

前面提到过，每个合约都有自己的独立存储区，那么智能合约自然也提供了操作存储区的 API。

 

合约需要部署到链上才能真正发挥作用。这里请出 “星云 Web 钱包” 来完成合约的部署和测试。

 

DApp客户端开发

只着重讲一下 DApp 客户端独有的行为——合约调用。

调用合约有两种情况，或者说，有两种方式：

• 不需要写数据时

  有些合约接口是不需要向存储区写入数据的，比如仅仅读数据或纯计算。此类调用可以直接调用，并可立即得到结果。

• 需要写数据时

  有些合约接口是需要向存储区写入数据的，即需要 “上链”。此类接口需要通过发起交易来调用，具体过程在 demo 环节已经展示过了。

在实现这两种类型的合约调用时，需要用到客户端 SDK。它的作用是帮助我们与链交互，我们不用操心区块链网络的具体地址、接口和参数等细节，直接使用 SDK 提供的接口就可以完成调用合约、转账、查询网络状态等操作了。

星云链官方的客户端 SDK 功能完备，但设计风格偏底层，在实际开发中略显繁琐。因此这里推荐一款第三方的 SDK——Nasa.js。

Nasa.js 的安装方式很简单，直接用 npm 就可以。

加载方式也很简单，在页面中引入 nasa.js 文件，随后就可以使用它提供的各种 API 了。

? 提示：以上代码仅仅演示了最核心的逻辑。对于一个体验良好的 DApp 来说，还需要处理好各种交互反馈和错误提示。

至此，整个 DApp 从合约端到客户端，就全部开发完成了。小明把这两端的功能跑通，网站顺利上线。

 

其他问题

互联网产品都是迭代式开发的嘛，小明确实也打算升级一下这个 DApp。

• 支持多用户：这么好的应用，只有自己在用太可惜了。小明打算让它支持多用户。

• 可点赞：有了多用户，就可以加入一些社交元素。比如当你看到一条有意思的预言，可以给它点赞。

• 可打赏：不止是点赞，你甚至还可以给预言的作者打赏。

 

在开发传统 Web App 的时候，如果要识别不同用户，往往需要自己做一套账号系统，或者对接第三方社交账号。而在区块链上就不用这么麻烦，因为每个在链上的用户都有自己独一无二的身份标识——“地址”。DApp 通过地址就可以区分每位用户。

此外，在传统应用中如果要实现打赏功能，就需要接入支付平台，比如银联、支付宝或微信支付等。但这对个人开发者来说是极为困难的。别急，这里又体现出 DApp 的优势了——区块链的老本行就是记账，每条公链通常都有自己的原生货币系统，DApp 直接使用链的支付功能就可以了。

区块链 “原生的账号系统” 和 “原生的支付系统”，堪称 DApp 的两大天生神力！

区块链的 “不可篡改” 特性，主要有以下两个层面来构成：

• 不可撤消

  区块链的精髓之一在于链式的数据结构，链式结构保证了新区块一旦追加到链上，就再也无法修改或撤消——这是因为链上的所有区块环环相扣，如果有节点试图修改其中一个区块，后续的区块就无法接上，这个修改会立刻被其它节点发现并判为非法。

  因此，一笔交易一旦上链，就成为历史的一部分，永久地铭刻在那里。

• 公开透明

  对于公链来说，链上的所有数据都是公开可查的。各条公链通常都会提供一种叫 “区块浏览器” 的工具，通过它可以方便地查到所有区块的内容、每笔交易的详情、任意地址的行为记录，甚至还有智能合约的源代码。

  这意味着区块链上的每一次操作都是公开透明的，智能合约的运行逻辑和数据记录也都是公开透明的，没有暗箱操作的可能性。

说到这里，我们再来回顾一下 “修改合约存储区” 的过程：调用合约来更新存储区，本质上是一次交易，需要打包上链才能生效。因此，“修改合约存储区” 这个操作并不是直接修改已经在链上的历史记录，而是通过新记录在老记录上打补丁，我们在任一时刻得到的数据其实是所有修改记录叠加的结果。

因此，对于 DApp 来说，“不可篡改” 并不是说我们无法修改合约的存储区，而是说任何人都无法 “偷偷摸摸地修改”，因为每一次的修改记录都会明明白白地记录在链上。

如果小明的女朋友想验证这个 DApp 上展示的预言是否真实可靠，她还需要做这两件事情：

• Review 合约代码：确认合约的逻辑是否正常。

• 核对合约的调用记录：确认预言是怎么提交到合约的。

第三个问题，开发者特别关心 DApp 的应用场景。目前已经明朗的应用场景有以下一些：

• 存证：利用区块链的不可篡改特性来实现存证的需求。比如小明的预言 DApp 就可以归为这一类。

• 数字资产：加密猫很好地向大众普及了 “数字资产” 的概念，区块链和智能合约可以对数字资产进行确权。

• 游戏：游戏中虚拟货币和道具的概念与区块链天然契合，目前最火的 DApp 也几乎都是从这个领域里涌现出来的。

实际上区块链应用还处在早期，更多的落地场景还有待我们去探索和发现。

第四个问题，有兴趣尝试 DApp 开发的同学肯定希望获取演讲中提到的各种工具和资源。

由于 DApp 开发需要掌握和学习的资料非常多，魔法哥特别整理了一个资料库，并已在 GitHub 开源：
https://github.com/NasaTeam/Awesome-Nebulas

文中提到的第三方 SDK Nasa.js 实际上也是由魔法哥组队开发的，同样在 GitHub 开源，欢迎你一起来打磨它：
https://github.com/NasaTeam/Nasa.js