Construindo em Blockchain: Um Kit de Ferramentas para Desenvolvedores

A blockchain é uma das tecnologias mais revolucionárias da nossa era, que provavelmente vai mudar não só as finanças ou a saúde, mas também a gestão da cadeia de abastecimento e outras áreas da vida.

Devido ao crescente interesse na tecnologia de registo distribuído entre as organizações, a procura por programadores de blockchain altamente qualificados continua a crescer. As previsões dos analistas do setor indicam que as implementações de blockchain nos ecossistemas de serviços financeiros não atingirão a sua maturidade total em poucos anos, o que deixa uma oportunidade significativa para os programadores que entram na esfera dinâmica do campo.

No entanto, quando bem orientado e com acesso a bons materiais, qualquer pessoa pode seguir o caminho para se tornar um desenvolvedor de blockchain eficaz.

A importância do desenvolvimento de blockchain para iniciantes inclui vários aspetos importantes. As oportunidades também são imensas, já que o setor de blockchain deve crescer e chegar a quase US$ 40 bilhões até 2026, criando oportunidades ilimitadas de emprego para desenvolvedores de blockchain com habilidades especializadas.

A tecnologia facilita uma inovação sem precedentes na forma de aplicações descentralizadas e contratos inteligentes que podem ser usados para resolver problemas do mundo real, bem como redefinir o modelo de negócio tradicional. Além disso, aprender blockchain permitiria uma preparação para o futuro das carreiras, porque os profissionais com este conhecimento estarão bem preparados para acompanhar a dinâmica em constante mudança das aplicações tecnológicas.

Este tutorial geral fornecerá aos iniciantes as ferramentas e recursos necessários para o desenvolvimento de blockchain. Vamos discutir algumas das linguagens de programação, ambientes de desenvolvimento integrado, frameworks e bibliotecas mais importantes e populares no desenvolvimento de blockchain.

Além disso, neste guia, também descreveremos recursos de aprendizagem úteis, como cursos online, tutoriais, plataformas de aprendizagem, comunidades, livros e projetos úteis que podem ajudar os iniciantes a adquirir as competências e os conhecimentos necessários para começar a desenvolver aplicações de blockchain.

No final deste guia, os iniciantes terão uma compreensão clara do ecossistema de desenvolvimento de blockchain e terão as ferramentas e os recursos para começar a construir as suas próprias aplicações de blockchain.

Para começar no mundo do desenvolvimento de blockchain, você precisa se familiarizar com as ferramentas básicas de desenvolvimento de blockchain, que vão permitir que você crie, teste e implemente aplicações de blockchain.

Nesta secção, o autor vai falar sobre as linguagens de programação mais populares, ambientes de desenvolvimento integrado, frameworks, bibliotecas e ferramentas de teste e implementação usadas no ecossistema de desenvolvimento de blockchain.

Linguagens de programação usadas para desenvolver blockchain

Existem várias linguagens de programação populares e a sua utilização pode ser explicada pelas peculiaridades e compatibilidade com diferentes plataformas de blockchain. As mais populares são:

Solidity é a principal linguagem de desenvolvimento de contratos inteligentes na blockchain Ethereum. É uma linguagem de alto nível com design orientado para contratos, criada especialmente para funcionar na Ethereum Virtual Machine. De acordo com as estatísticas mais recentes, há mais de 1,5 milhões de contratos inteligentes registrados na rede Ethereum, e a maioria deles é baseada em Solidity.

O Rust ganhou bastante popularidade no ambiente blockchain por causa da sua atenção à segurança, velocidade e eficiência de memória. Essa linguagem de programação de sistemas é conhecida por ser boa em evitar certos erros de programação e adequada na construção de infraestruturas blockchain de alto desempenho. O Rust tem sido usado como a principal linguagem de desenvolvimento em grandes projetos, como Solana e Polkadot.

Go, também chamado Golang, é uma linguagem de tipagem simultânea criada pela Google e famosa pela sua simplicidade, simultaneidade e gestão eficiente da memória. É também um cliente blockchain comum e é usado no Ethereum (Geth) e no Hyperledger Fabric (Java, Python, C++ e JavaScript).

Ambientes de Desenvolvimento Integrado

As IDEs são ferramentas de software completas que oferecem aos programadores um ambiente completo para escrever, testar e depurar código. Algumas das IDEs de desenvolvimento de blockchain mais populares são:

O Remix IDE é um ambiente de desenvolvimento no navegador especialmente adaptado para o desenvolvimento em Solidity. É também uma ótima opção para começar a escrever contratos inteligentes, criá-los e testá-los, pois tem uma interface conveniente. O Remix também oferece funcionalidade de depuração e contexto Ethereum simulado para testar contratos.

Truffle Suite é uma estrutura de desenvolvimento geral baseada em Ethereum que simplifica o desenvolvimento, teste e implementação de contratos inteligentes. Possui características de teste automatizado de contratos, mecanismos de implementação programáveis e um console interativo de interação de contratos. O Truffle funciona bem com outras ferramentas, como Ganache e Drizzle.

O Hardhat é uma história de desenvolvimento versátil da Ethereum com foco na experiência do programador e na extensibilidade. Ele oferece serviços intensivos, como compilação rápida de contratos, serviços de depuração em alta velocidade e suporte a várias redes. O Hardhat também é compatível com ferramentas populares como Ethers.js e Waffle.

O Visual Studio Code é um editor de código leve e extensível que suporta uma variedade de linguagens de programação.

Estruturas e bibliotecas de desenvolvimento de blockchain

As estruturas e bibliotecas de desenvolvimento de blockchain são coleções de ferramentas e abstrações que podem ser usadas para simplificar a criação de aplicações de blockchain. As estruturas e bibliotecas populares são:

No desenvolvimento do Ethereum, o Web3.js é uma biblioteca JavaScript que permite aos programadores comunicarem com os nós Ethereum através dos protocolos HTTP, IPC ou WebSocket. Também oferece maneiras fáceis de enviar transações, implementar contratos e ler dados da blockchain usando aplicações do lado do cliente.

Ethers.js é um JavaScript através do Ethers.js, que é uma biblioteca Ethereum completa e uma implementação de carteira pequena, flexível e fácil de usar. Suporta eficazmente as plataformas de navegador e Node.js.

O Hyperledger Fabric é uma plataforma blockchain de código aberto e autorizada, feita para ser aplicada em aplicações empresariais. Oferece uma plataforma modular que dá aos programadores a oportunidade de desenvolver e implementar soluções baseadas em registos distribuídos com altos níveis de confidencialidade, escala e flexibilidade.

A Corda é uma plataforma blockchain de código aberto que se concentra na privacidade e segurança no desenvolvimento de aplicações descentralizadas no setor financeiro. É uma arquitetura exclusiva que permite a criação de interoperabilidade e escalabilidade de aplicações e também garante a segurança dos dados e a conformidade com as leis regulatórias.

IPFS é um sistema descentralizado de armazenamento de ficheiros que permite aos utilizadores guardar e partilhar ficheiros de forma descentralizada. De forma diversificada, é frequentemente combinado com aplicações blockchain para armazenar grandes volumes de dados fora da cadeia, mas mantendo a integridade e imutabilidade dos dados.

Ferramentas de teste e implementação de blockchain

O teste e a implementação são dois processos importantes no desenvolvimento de blockchain que tornam os contratos inteligentes e as aplicações corretos e confiáveis. As ferramentas necessárias para teste e implementação consistem em:

Ganache é uma blockchain pessoal da Ethereum e é usada para desenvolver ambientes de desenvolvimento locais para testar contratos inteligentes. A sua interface também oferece a opção de interface gráfica de utilizador e interface de linha de comando para interagir facilmente com a blockchain simulada.

O Remix IDE também oferece recursos integrados de teste e implementação, além dos seus recursos de desenvolvimento. Ele permite que os programadores executem contratos inteligentes através de vários sistemas de teste e implementem contratos em redes Ethereum alternativas.

O Truffle Suite inclui uma estrutura de testes completa que permite aos programadores escrever e executar testes automatizados de contratos inteligentes. É também uma interface para gerir a implementação e atualizações de dados de contratos através de um sistema de migração.

Infura é um serviço de API e infraestrutura de nós Ethereum amplamente utilizado por programadores para conectar rapidamente as suas aplicações à rede Ethereum sem executar os seus próprios nós.

Com uma infraestrutura boa e confiável para implementar e interagir com contratos inteligentes, com a ajuda desses blocos de construção essenciais do desenvolvimento de blockchain, os iniciantes podem:

• •Simplifique os seus fluxos de trabalho de desenvolvimento
• •Escreva código mais eficiente e seguro
• •Implante as suas aplicações com confiança

Os recursos que estão disponíveis para você como desenvolvedor iniciante de blockchain podem fazer uma enorme diferença na sua formação, já que o ecossistema de blockchain está mudando a um ritmo alucinante.

Cursos online e tutoriais são algumas das opções que vão te ajudar a obter o conhecimento e as habilidades necessárias para se tornar um desenvolvedor de blockchain qualificado.

Cursos e tutoriais online

Cursos online e tutoriais são bons pontos de partida para aprender a se tornar um desenvolvedor de blockchain competente. Eles contêm material bem organizado, exemplos da vida real e atividades práticas para que você aprenda as ideias e as coloque em prática na vida real.

As plataformas e cursos mais populares são:

Coursera - A Universidade de Buffalo e a Universidade Estadual de Nova Iorque criaram um curso chamado Especialização em Blockchain, que está disponível na Coursera.

A Udemy tem uma enorme coleção de cursos de desenvolvimento de blockchain que oferece através desta conhecida plataforma de aprendizagem online. Os cursos Ethereum Blockchain e Solidity do Ethereum Blockchain Developer Bootcamp oferecem os melhores cursos disponíveis em blockchain, tais como Ethereum Blockchain Developer Bootcamp With Solidity e Blockchain A-Z: Learn How To Build Your First Blockchain.

O FreeCodeCamp oferece tutoriais gratuitos sobre desenvolvimento de blockchain no seu canal do YouTube. O curso Solidity, Blockchain e Contratos Inteligentes é um curso em vídeo baseado nos fundamentos da programação Solidity e do desenvolvimento de blockchain.

CryptoZombies é um ambiente educativo interativo e prático, feito para ensinar programação Solidity através de um jogo sobre zombies. É super acessível, com um aprendizado interativo e divertido sobre como escrever contratos inteligentes, e é ideal para quem está a começar.

Plataformas de aprendizagem e comunidades

As plataformas de aprendizagem e as comunidades são valiosas fontes de recursos, oferecem apoio e oportunidades de networking. Recursos e comunidades importantes para os programadores de blockchain são:

O site oficial da Ethereum tem uma documentação enorme, guias e tutoriais para desenvolvedores. Ele aborda vários assuntos, como os fundamentos da Ethereum e contratos inteligentes, mas também informações avançadas, como soluções de escalabilidade e melhores práticas de segurança.

A Documentação Hyperledger é um recurso útil quando se quer desenvolver uma blockchain empresarial. Ela também inclui documentação abrangente sobre muitos projetos Hyperledger, incluindo Hyperledger Fabric e Hyperledger Sawtooth.

Comunidades Reddit - Existem fóruns ativos sobre desenvolvedores de blockchain nas comunidades Reddit, como r/ethdev e r/solidity. Uma ótima maneira de fazer perguntas, compartilhar conhecimento e manter-se informado sobre os acontecimentos atuais no ecossistema Ethereum.

Servidores Discord - A maioria dos projetos e comunidades de blockchain tem servidores Discord. Os servidores Discord populares voltados para desenvolvedores têm:

• •Ethereum Discord
• •Solidity Discord
• •OpenZeppelin Discord

Livros e publicações

Livros e publicações representam um vasto conhecimento e informação sobre a tecnologia e o desenvolvimento da blockchain. Eles também dão mais insights sobre conceitos e melhores práticas. Recomenda-se livros didáticos sobre desenvolvedores de blockchain:

"Mastering Ethereum", de Andreas M. Antonopoulos e Gavin Wood, é considerado o manual para o desenvolvimento do Ethereum.

"Blockchain Basics", de Daniel Drescher, é uma introdução simples e fácil de entender ao conceito de blockchain, seus princípios fundamentais e as formas como pode ser usado na prática, incluindo Ethereum, Hyperledger Fabric e Corda. Ele inclui exemplos da vida real e atividades práticas para apoiar as ideias.

Além dos livros, é importante estar a par das tendências e avanços recentes na indústria de blockchain.

Hackathons e projetos práticos

Os projetos e hackathons oferecem a oportunidade de usar os seus conhecimentos, trabalhar em equipa e manter um portfólio de trabalhos. A experiência prática pode ser obtida das seguintes formas:

Participe de hackathons focados em blockchain, onde os programadores se juntam para criar projetos num tempo limitado. Conferências como a ETHGlobal ou a Chainlink Virtual Hackathon são eventos que podem te ajudar a:

• •Aprimorando suas habilidades
• •Interagir com outros programadores
• •Prêmios

Contribuir para projetos de blockchain de código aberto em sites como o GitHub também é uma ótima maneira de aprender com desenvolvedores experientes e trabalhar em projetos reais.

Criar as suas próprias aplicações baseadas em blockchain ou aplicações descentralizadas é uma das melhores maneiras de aprender mais sobre os conceitos de blockchain e mostrar a sua competência. Pode começar com aplicações simples, como contratos inteligentes básicos ou aplicações baseadas em tokens, e aumentar gradualmente a complexidade.

Compreender o panorama de segurança faz com que os programadores de blockchain desenvolvam aplicações seguras e resilientes.

Fundamentos de segurança da blockchain

A tecnologia blockchain acelerou a perspetiva de segurança digital em termos da sua natureza descentralizada, princípios criptográficos e algoritmos de consenso que apresentam bases sólidas para transações seguras e armazenamento de dados.

Natureza descentralizada - A natureza descentralizada das redes blockchain torna-as mais resistentes a quaisquer ataques baseados em pontos únicos de falha. A rede é capaz de retomar o funcionamento com segurança, mesmo no caso de alguns dos nós terem sido comprometidos.

Princípios criptográficos - A segurança da blockchain baseia-se em princípios criptográficos, que aumentam significativamente a segurança geral do sistema, em oposição aos sistemas centralizados tradicionais. Os métodos criptográficos incluem:

• •Funções hash
• •Assinaturas digitais
• •Criptografia

Mecanismos de consenso - Mecanismos como Prova de Trabalho e Prova de Participação, nos quais todos os participantes da rede precisam concordar com o estado do livro-razão. Eles eliminam a possibilidade de gastos duplicados e garantem a integridade da blockchain, forçando um consenso da rede para verificar as transações e adicioná-las à blockchain.

Principais vulnerabilidades e ameaças à segurança da blockchain

Apesar de a tecnologia blockchain ter boas bases de segurança, não é um recurso de segurança livre de ameaças. Os programadores precisam de saber sobre ataques nos níveis de protocolo, contrato inteligente e infraestrutura.

Vulnerabilidades ao nível do protocolo atacam a arquitetura da rede e os mecanismos de consenso subjacentes. Exemplos:

• •Ataques de 51% em que pessoas mal-intencionadas ganham o controlo maioritário do poder de hash da sua rede
• •Esquemas de mineração egoístas que alteram a propagação de blocos
• •Ataques Eclipse, onde os nós são isolados pela rede honesta

Vulnerabilidades de contratos inteligentes podem causar problemas de segurança quando os contratos não são projetados e auditados. As questões incluem:

• •Ataques de reentrada em que chamadas externas corrompem o estado do contrato
• •Overflows e underflows de inteiros
• •Exceções não tratadas que podem causar falhas no contrato

Problemas de infraestrutura e nível do utilizador incluem phishing, malware e gestão insegura de chaves que podem permitir que agentes maliciosos violem a segurança da blockchain.

Melhores práticas de segurança de blockchain

As melhores práticas de segurança de blockchain incluem práticas proativas e abrangentes que garantem a segurança dos ativos de blockchain. Isso envolve:

Modelagem de ameaças para destacar os possíveis vetores de ataque, práticas de codificação seguras que evitam vulnerabilidades comuns, revisão rigorosa do código e processos de teste completos.

Auditorias de contratos inteligentes - A realização de auditorias completas de contratos inteligentes e ferramentas de verificação formal ajudam na deteção e correção de vulnerabilidades antes da implementação. Deve haver ferramentas automatizadas e metodologias de revisão manual que visem cobrir todos os riscos potenciais de segurança.

A gestão rigorosa de chaves é essencial na proteção de ativos de blockchain. Essas práticas recomendadas incluem:

• •Armazenamento de chaves em módulos de segurança de hardware
• •Usar carteiras com várias assinaturas
• •Usar controlo de acesso granular

Monitorização e resposta a incidentes - Devem ser implementados métodos, estabelecidos planos de resposta a incidentes e realizadas técnicas de análise forense abrangentes quando forem detetados incidentes de segurança.

Conformidade com as normas de segurança implica a adesão às normas de segurança específicas do setor e às normas de conformidade regulamentar, incluindo:

• •Norma de segurança para criptomoedas
• •Conformidade com o RGPD
• •Conformidade com AML/KYC

A Ethereum é uma pioneira revolucionária em tecnologia de segurança, uma plataforma blockchain descentralizada e de código aberto desde a sua criação em 2015.

A Ethereum é a segunda maior criptomoeda depois da Bitcoin e representa aproximadamente 20% do mercado global total de criptomoedas, que é de 1,1 trilhão. Ao contrário da Bitcoin, que atualmente é usada principalmente como moeda digital e reserva de valor, a plataforma Ethereum oferece o desenvolvimento e a implementação de contratos inteligentes e aplicações descentralizadas.

A criptomoeda Ether é a moeda nativa da rede Ethereum, usada para cobrir taxas de transação e serviços computacionais.

Principais características do Ethereum

A plataforma Ethereum foi criada com base em algumas características principais que a diferenciam de outras redes blockchain:

Rede descentralizada - Todos os participantes têm as mesmas cópias do livro-razão e, como resultado, podem verificar e registar transações por conta própria.

Blockchain programável - O Ethereum permite que os programadores criem e executem programas distribuídos num contrato inteligente usando linguagens de programação como Solidity.

Contratos inteligentes - Contratos autoexecutáveis nos quais os termos contratuais entre as partes são escritos em linhas de código.

Aplicações Descentralizadas (dApps) - Fornecidas através da rede Ethereum, permitindo aos utilizadores mais controlo sobre as suas informações, bem como fornecendo acesso aberto a aplicações sem intermediários centralizados.

Máquina Virtual Ethereum (EVM) - Cada nó executa a EVM como parte do procedimento de verificação de blocos para garantir a sincronização dos livros-razão.

Consenso de Prova de Participação - A Ethereum concluiu a transição para a prova de participação em 2022, reduzindo a pegada de carbono em até 99,9% e melhorando a escalabilidade e a eficiência energética.

Aplicações populares do Ethereum

A plataforma Ethereum suporta uma variedade de aplicações descentralizadas, incluindo:

Protocolos de Finanças Descentralizadas (DeFi) com mais de US$ 13 bilhões em valor bloqueado em contratos inteligentes, permitindo que os desenvolvedores criem serviços financeiros sem usar instituições financeiras formais.

Os Tokens Não Fungíveis (NFTs) oferecem métodos para gerar e negociar ativos online raros, como obras de arte, itens colecionáveis e propriedades, e são reconhecidos como estabelecedores da propriedade de objetos online.

A plataforma Ethereum oferece as mais amplas oportunidades para programadores interessados em desenvolver aplicações descentralizadas e melhorar o ecossistema de blockchain em expansão.

Linguagens de programação poderosas

Solidity - A linguagem de programação mais popular para criar contratos inteligentes Ethereum, tem uma forte comunidade de desenvolvimento, documentação sólida e histórico de sucesso. A sua sintaxe é parecida com a do JavaScript, e é por isso que pode ser adotada por programadores que estão a migrar para o Ethereum desenvolvimento Web3.

Vyper - Uma linguagem de programação inspirada em Python que é uma alternativa ao Solidity. O Vyper foi projetado para ser mais legível e auditável. A sua linguagem fácil e implementação do compilador melhoram a legibilidade e a auditabilidade do código, permitindo que mais programadores com diferentes experiências e preferências criem contratos inteligentes seguros.

Diversas ferramentas e estruturas de desenvolvimento

A Ethereum tem uma ampla gama de ferramentas e estruturas de desenvolvimento, o que significa que pode apoiar programadores de qualquer formação e preferência.

Ferramentas de desenvolvimento:

• •Capacete
• •Ape
• •Fundição
• •Web3j

APIs de comunicação front-end:

• •Web3.js
• •Ethers.js
• •Web3j

Essas ferramentas permitem criar facilmente uma aplicação baseada em Ethereum.

Desenvolvimento de aplicações descentralizadas

A plataforma Ethereum dá aos programadores a chance de criar um amplo espectro de aplicações descentralizadas, usando contratos inteligentes e a transparência e segurança da blockchain.

Casos de uso possíveis:

• •Aplicações financeiras descentralizadas (sistemas de empréstimo, stablecoins, bolsas descentralizadas)
• •Contratos inteligentes para propriedade verificável de ativos
• •Aplicações relacionadas a arte, colecionáveis e imóveis
• •Bolsas descentralizadas

Comunidade em crescimento - A Ethereum tem crescido rapidamente, com um número cada vez maior de programadores, entusiastas e outras partes interessadas a trabalhar no desenvolvimento e na adoção.

Oportunidades de código aberto - A natureza de código aberto do Ethereum incentiva a colaboração e acolhe inovações, pois os programadores podem:

• •Mostre as suas competências
• •Colabore com outros programadores
• •Seja recompensado com soluções inovadoras

À medida que a plataforma Ethereum evolui e amadurece, o panorama regulatório e de conformidade continua a tornar-se mais importante para navegar.

Desafios regulatórios

Ausência de plataformas regulatórias homogéneas - Um dos principais desafios que os desenvolvedores da Ethereum devem estar cientes é que as regulamentações em criptomoedas são muito diferentes em várias jurisdições. Isso dificulta o desenvolvimento de aplicações em diferentes jurisdições, garantindo a conformidade.

Desafios da descentralização - O aspecto descentralizado da blockchain Ethereum torna-se um desafio para os reguladores que tentam implementar normas de conformidade e cria um debate sobre o equilíbrio entre inovação e regulamentação.

Questões de estatuto jurídico - O estatuto jurídico dos contratos inteligentes e a categoria dos tokens apresentam desafios. Os programadores têm de entender as diferenças entre:

• •Tokens utilitários
• •Tokens de segurança (que são mais regulamentados)

Requisitos de conformidade - Os projetos baseados em Ethereum enfrentam um escrutínio regulatório, com um aumento da carga de conformidade, incluindo:

• •Processos de Conheça o Seu Cliente (KYC)
• •Procedimentos contra a lavagem de dinheiro (AML)
• •Medidas de prevenção de crimes financeiros

Proteção de dados - A proteção de dados e a cibersegurança são questões importantes de conformidade que os programadores da Ethereum têm de abordar. Os programadores devem garantir que as suas aplicações gerem os dados dos utilizadores de forma segura e em conformidade com os regulamentos.

Colaboração e autorregulação do setor

Esforços colaborativos trabalhe para criar padrões e melhores práticas do setor que aumentem a adesão ao ecossistema Ethereum.

Os Projetos de Auto-regulação incluem:

• •Desenvolvimento de diretrizes sobre vendas de tokens
• •Estabelecimento de procedimentos KYC/AML padronizados
• •Criar ecossistemas ecológicos e sustentáveis

Envolvimento da comunidade - O trabalho colaborativo entre a comunidade Ethereum e as agências governamentais é essencial para resolver lacunas regulatórias e garantir a segurança dentro dos quadros legais.

Mudança no ambiente regulatório

Adaptação governamental - Os governos e órgãos reguladores estão lentamente a adaptar-se aos desafios criados pela Ethereum e pelas criptomoedas. Embora opções progressistas tenham sido adotadas em certas jurisdições, outras jurisdições têm sido muito cautelosas.

Influência futura - A comunidade Ethereum pode influenciar o futuro da plataforma no que diz respeito às suas regulamentações. É importante acompanhar as mudanças e garantir que as aplicações sejam ajustadas a essas mudanças.

Diálogo contínuo - Os programadores da Ethereum estão numa posição privilegiada para negociar um diálogo contínuo entre a comunidade Ethereum e os órgãos reguladores. Ao trocarem conhecimentos e experiências, eles podem contribuir para:

• •Criação de regulamentos sensatos e eficazes
• •Promoção do crescimento da indústria
• •Conformidade com os regulamentos necessários