Создание на блокчейне: набор инструментов для разработчиков

Блокчейн — это одна из самых крутых технологий нашего времени, которая, скорее всего, изменит не только финансы или здравоохранение, но и управление цепочкой поставок и другие сферы жизни.

Из-за растущего интереса к технологии распределенного реестра среди организаций, спрос на высококвалифицированных разработчиков блокчейна продолжает расти. По прогнозам отраслевых аналитиков, внедрение блокчейна в экосистемах финансовых услуг не достигнет полной зрелости в течение нескольких лет, что открывает значительные возможности для разработчиков, вступающих в эту динамичную сферу.

Тем не менее, если правильно направить и дать доступ к хорошим материалам, любой может стать эффективным разработчиком блокчейна.

Важность развития блокчейна для новичков включает в себя несколько важных моментов. Возможности тоже огромные, так как ожидается, что сектор блокчейна вырастет почти до 40 миллиардов долларов к 2025 году, создавая безграничные возможности трудоустройства для разработчиков блокчейна со специальными навыками.

Эта технология открывает новые возможности для инноваций в виде децентрализованных приложений и смарт-контрактов, которые можно использовать для решения реальных проблем и пересмотра традиционных бизнес-моделей. Кроме того, изучение блокчейна поможет обеспечить будущее карьеры, потому что специалисты с этими знаниями будут готовы к динамичным изменениям в сфере технологических приложений.

Этот общий учебник даст новичкам нужные инструменты и ресурсы для разработки блокчейна. Мы поговорим о некоторых из самых важных языках программирования, интегрированных средах разработки, фреймворках и библиотеках, которые популярны при разработке блокчейна.

Кроме того, в этом руководстве мы расскажем о полезных учебных ресурсах, таких как онлайн-курсы, учебные пособия, учебные платформы, сообщества, книги и полезные проекты, которые могут помочь новичкам получить необходимые навыки и знания для начала разработки приложений на блокчейне.

После этого руководства новички будут хорошо понимать, как устроена экосистема разработки блокчейна, и у них будут инструменты и ресурсы, чтобы начать создавать свои собственные блокчейн-приложения.

Чтобы начать работу в сфере разработки блокчейнов, нужно ознакомиться с основными инструментами разработки блокчейнов, которые позволят вам создавать, тестировать и развертывать блокчейн-приложения.

В этом разделе автор расскажет о самых популярных языках программирования, интегрированных средах разработки, фреймворках, библиотеках, а также инструментах тестирования и развертывания, которые используются в экосистеме разработки блокчейна.

Языки программирования, которые используются для разработки блокчейна

Есть несколько популярных языков программирования, и их использование можно объяснить особенностями и совместимостью с разными блокчейн-платформами. Самые популярные из них:

Solidity — это основной язык для разработки смарт-контрактов на блокчейне Ethereum. Это высокоуровневый язык с контрактно-ориентированным дизайном, созданный специально для работы на виртуальной машине Ethereum. По последним данным, в сети Ethereum зарегистрировано более 1,5 миллиона смарт-контрактов, и большинство из них написаны на Solidity.

Rust стал очень популярным в мире блокчейна, потому что он заботится о безопасности, скорости и эффективности использования памяти. Этот язык системного программирования считается хорошим для предотвращения некоторых ошибок в программировании и подходит для создания высокопроизводительной инфраструктуры блокчейна. Rust использовался как основной язык разработки в таких крупных проектах, как Solana и Polkadot.

Go, также известный как Golang, — это язык с параллельным типированием, разработанный Google и известный своей простотой, параллелизмом и эффективным управлением памятью. Он также является распространенным инструментом для создания блокчейн-клиентов и используется в Ethereum (Geth) и Hyperledger Fabric (Java, Python, C++ и JavaScript).

Интегрированные среды разработки

IDE — это комплексные программные инструменты, которые дают разработчикам полную среду для написания, тестирования и отладки кода. Среди самых популярных IDE для разработки блокчейнов можно назвать:

Remix IDE — это среда разработки в браузере, специально созданная для разработки на Solidity. Это также отличный вариант для начала написания смарт-контрактов, их создания и тестирования, поскольку он имеет удобный интерфейс. Remix также предлагает функции отладки и симулированный контекст Ethereum для тестирования контрактов.

Truffle Suite — это общая среда разработки на базе Ethereum, которая упрощает разработку, тестирование и развертывание смарт-контрактов. Она имеет функции автоматического тестирования контрактов, механизмы развертывания с поддержкой скриптов и интерактивную консоль для взаимодействия с контрактами. Truffle хорошо работает с другими инструментами, такими как Ganache и Drizzle.

Hardhat — это универсальная история развития Ethereum, где основное внимание уделяется опыту разработчиков и расширяемости. Он предлагает такие интенсивные услуги, как быстрая компиляция контрактов, высокоскоростные услуги отладки и поддержка различных сетей. Hardhat также совместим с такими популярными инструментами, как Ethers.js и Waffle.

Visual Studio Code — это легкий и расширяемый редактор кода, который поддерживает множество языков программирования.

Фреймворки и библиотеки для разработки блокчейнов

Фреймворки и библиотеки для разработки блокчейнов — это наборы инструментов и абстракций, которые можно использовать, чтобы упростить создание блокчейн-приложений. Популярные фреймворки и библиотеки:

В разработке Ethereum Web3.js — это библиотека JavaScript, которая позволяет разработчикам общаться с узлами Ethereum через протоколы HTTP, IPC или WebSocket. Она также предлагает простые способы отправки транзакций, развертывания контрактов и чтения данных блокчейна с помощью клиентских приложений.

Ethers.js — это JavaScript через Ethers.js, полная библиотека Ethereum и реализация кошелька, которая небольшая, гибкая и удобная. Она хорошо работает как в браузере, так и на платформе Node.js.

Hyperledger Fabric — это открытая платформа блокчейна с разрешениями, созданная для корпоративных приложений. Она предлагает модульную платформу, которая дает разработчикам возможность создавать и внедрять решения на основе распределенного реестра с высоким уровнем конфиденциальности, масштабируемости и гибкости.

Corda — это открытая блокчейн-платформа, которая ориентирована на конфиденциальность и безопасность при разработке децентрализованных приложений в финансовом секторе. Это уникальная архитектура, которая позволяет создавать взаимодействующие и масштабируемые приложения, а также обеспечивает безопасность данных и соответствие нормативным требованиям.

IPFS — это децентрализованная система хранения файлов, которая позволяет пользователям хранить и обмениваться файлами децентрализованно. Кроме того, она часто используется вместе с приложениями блокчейна для хранения больших объемов данных вне цепочки, но при этом сохраняет целостность и неизменность данных.

Инструменты для тестирования и развертывания блокчейна

Тестирование и развертывание — это два важных процесса в разработке блокчейна, которые делают смарт-контракты и приложения правильными и надежными. Нужные инструменты для тестирования и развертывания включают:

Ganache — это личный блокчейн Ethereum, который используется для создания локальных сред разработки, чтобы тестировать смарт-контракты. Его интерфейс предлагает как графический интерфейс пользователя, так и интерфейс командной строки, чтобы легко взаимодействовать с симулированным блокчейном.

Remix IDE также предлагает встроенные возможности тестирования и развертывания в дополнение к своим возможностям разработки. Это позволяет разработчикам запускать смарт-контракты через несколько систем тестирования и развертывать контракты в альтернативных сетях Ethereum.

Truffle Suite — это целая среда для тестирования, которая позволяет разработчикам писать и запускать автоматические тесты смарт-контрактов. Это еще и интерфейс для управления развертыванием и обновлением данных контрактов через систему миграции.

Infura — это сервис API и инфраструктуры узлов Ethereum, который многие разработчики используют, чтобы быстро подключить свои приложения к сети Ethereum, не запуская собственные узлы.

Имея хорошую и надежную инфраструктуру для развертывания и взаимодействия со смарт-контрактами, с помощью этих ключевых компонентов разработки блокчейна новички могут:

• Упростите их рабочие процессы разработки
• Пиши более эффективный и безопасный код
• Развертывайте свои приложения без опасений

Ресурсы, которые доступны тебе как начинающему разработчику блокчейна, могут сильно помочь в твоем обучении, потому что экосистема блокчейна меняется очень быстро.

Онлайн-курсы и учебные пособия — это некоторые из вариантов, которые помогут тебе получить знания и навыки, нужные для того, чтобы стать опытным разработчиком блокчейна.

Онлайн-курсы и учебные пособия

Онлайн-курсы и учебные пособия — это отличный способ начать учиться, чтобы стать хорошим разработчиком блокчейна. В них есть хорошо организованный материал, реальные примеры и практические задания, которые помогут тебе усвоить идеи и применить их на практике.

Самые популярные платформы и курсы:

Coursera — Университет Буффало и Государственный университет Нью-Йорка создали курс под названием «Специализация в области блокчейна», который доступен на Coursera.

Udemy — это классная онлайн-платформа, где можно найти кучу курсов по разработке блокчейнов. Курсы по блокчейну Ethereum и Solidity от Ethereum Blockchain Developer Bootcamp — это одни из лучших курсов по блокчейну, например, «Ethereum Blockchain Developer Bootcamp With Solidity» и «Blockchain A-Z: Learn How To Build Your First Blockchain».

FreeCodeCamp предлагает бесплатные уроки по разработке блокчейнов на своем канале YouTube. Курс «Solidity, Blockchain и смарт-контракты» — это видеокурс, основанный на основах программирования Solidity и разработки блокчейнов.

CryptoZombies — это интерактивная, практичная, образовательная среда, которая создана для обучения программированию на Solidity через игру про зомби. Она очень доступна, предлагает интерактивное и интересное обучение написанию смарт-контрактов и лучше всего подходит для новичков.

Обучающие платформы и сообщества

Образовательные платформы и сообщества — это классные ресурсы, которые помогают и дают возможность общаться. Вот некоторые важные ресурсы и сообщества для разработчиков блокчейнов:

Официальный сайт Ethereum предлагает разработчикам кучу документации, руководств и учебных материалов. Там есть все: от основ Ethereum и смарт-контрактов до сложных тем, таких как решения по масштабированию и лучшие практики безопасности.

Документация Hyperledger — это классный ресурс, если хочешь разработать блокчейн для бизнеса. Там также есть подробная документация по многим проектам Hyperledger, включая Hyperledger Fabric и Hyperledger Sawtooth.

Сообщества Reddit — на Reddit есть активные форумы для разработчиков блокчейнов, такие как r/ethdev и r/solidity. Это отличный способ задавать вопросы, делиться знаниями и быть в курсе последних событий в экосистеме Ethereum.

Серверы Discord — Большинство блокчейн-проектов и сообществ используют серверы Discord. Популярные серверы Discord для разработчиков:

• Ethereum Discord
• Solidity Discord
• OpenZeppelin Discord

Книги и публикации

Книги и публикации — это классный источник знаний и информации о технологии блокчейн и ее развитии. Они также помогают лучше понять концепции и лучшие практики. Рекомендуем учебники для разработчиков блокчейна:

Книга «Mastering Ethereum» Андреаса М. Антонопулоса и Гэвина Вуда считается руководством по разработке Ethereum.

«Основы блокчейна» Даниэля Дрешера — это простое и понятное введение в концепцию блокчейна, его основные принципы и способы практического применения, включая Ethereum, Hyperledger Fabric и Corda. Книга содержит реальные примеры и практические задания для закрепления идей.

Помимо книг, важно быть в курсе последних тенденций и достижений в индустрии блокчейна.

Хакатоны и практические проекты

Проекты и хакатоны — это шанс применить свои знания, поработать в команде и создать портфолио. Практический опыт можно получить так:

Участвуйте в хакатонах по блокчейну, где разработчики собираются, чтобы создать проекты за короткое время. Конференции, такие как ETHGlobal или Chainlink Virtual Hackathon, — это мероприятия, которые могут вам помочь в следующем:

• Оттачивание навыков
• Общайтесь с другими разработчиками
• Выигрывайте призы

Вклад в открытые блокчейн-проекты на сайтах типа GitHub — это отличный шанс учиться у опытных разработчиков и работать над реальными проектами.

*создание собственных приложений на основе блокчейна или децентрализованных приложений — это один из лучших способов узнать больше о концепциях блокчейна и показать, на что ты способен. Можешь начать с простых вещей, таких как базовые смарт-контракты или приложения на основе токенов, и постепенно усложнять задачи.

Понимание ситуации с безопасностью помогает разработчикам блокчейна создавать надежные и устойчивые приложения.

Основы безопасности блокчейна

Технология блокчейн ускорила развитие цифровой безопасности благодаря своей децентрализованности, криптографическим принципам и алгоритмам консенсуса, которые создают прочную основу для безопасных транзакций и хранения данных.

Децентрализованный характер — благодаря тому, что блокчейн-сети децентрализованы, они лучше защищены от атак, основанных на одной слабой точке. Сеть может продолжать работать даже если некоторые узлы были взломаны.

Принципы криптографии — Безопасность блокчейна основана на принципах криптографии, которые значительно повышают общую безопасность системы по сравнению с традиционными централизованными системами. Криптографические методы включают:

• Хеш-функции
• Цифровые подписи
• Шифрование

Механизмы консенсуса — такие штуки, как Proof of Work и Proof of Stake, где все участники сети должны соглашаться с состоянием реестра. Они исключают возможность двойной траты и обеспечивают целостность блокчейна, заставляя сеть соглашаться на проверку транзакций и их добавление в блокчейн.

Основные уязвимости и угрозы безопасности блокчейна

Несмотря на то, что технология блокчейн имеет хорошую основу безопасности, она не является полностью защищенной от угроз. Разработчики должны знать о возможных атаках на уровне протокола, смарт-контрактов и инфраструктуры.

Уязвимости на уровне протокола — это атаки на сетевую архитектуру и основные механизмы консенсуса. Примеры:

• 51% атак, когда злоумышленники получают контроль над большей частью хеш-мощности сети
• Эгоистичные схемы майнинга, которые меняют распространение блоков
• Атаки Eclipse, когда узлы изолированы честной сетью

Уязвимости смарт-контрактов могут создавать проблемы с безопасностью, если контракты не разработаны и не проверены. Проблемы включают:

• Атаки повторного входа, когда внешние вызовы портят состояние контракта
• Переполнение и недополнение целых чисел
• Необработанные исключения, которые могут привести к сбоям в контракте

Проблемы с инфраструктурой и на уровне пользователей включают фишинг, вредоносное ПО и небезопасное управление ключами, что может позволить злоумышленникам нарушить безопасность блокчейна.

Лучшие практики безопасности блокчейна

Лучшие практики безопасности блокчейна включают в себя проактивные и комплексные меры, которые гарантируют безопасность активов блокчейна. Это включает в себя:

Моделирование угроз, чтобы выделить возможные способы атак, безопасные методы кодирования, которые помогают избежать распространенных уязвимостей, тщательную проверку кода и тщательные процессы тестирования.

Аудит смарт-контрактов — тщательный аудит смарт-контрактов и формальные инструменты проверки помогают найти и исправить уязвимости до того, как контракт будет запущен. Должны быть автоматические инструменты и методы ручной проверки, которые охватывают все возможные риски безопасности.

Эффективное управление ключами очень важно для защиты активов блокчейна. Вот некоторые лучшие практики:

• Хранение ключей в аппаратных модулях безопасности
• Использование кошельков с несколькими подписями
• Используй детальный контроль доступа

Мониторинг и реагирование на инциденты — нужно придумать методы, составить планы реагирования на инциденты и проводить тщательный анализ, когда обнаруживаются проблемы с безопасностью.

Соблюдение стандартов безопасности означает, что нужно следовать отраслевым стандартам безопасности и нормам, включая:

• Стандарт безопасности криптовалют
• Соблюдайте GDPR
• Соблюдайте AML/KYC

Ethereum — это настоящий новатор в сфере технологий безопасности, децентрализованная платформа блокчейна с открытым исходным кодом, которая появилась в 2015 году.

Ethereum — вторая по величине криптовалюта после Bitcoin, и ее доля составляет примерно 20 процентов от общего мирового рынка криптовалют, который оценивается в 1,1 триллиона долларов. В отличие от Bitcoin, который сейчас в основном используется как цифровая валюта и средство сбережения, платформа Ethereum позволяет разрабатывать и внедрять смарт-контракты и децентрализованные приложения.

Криптовалюта Ether — это основная валюта сети Ethereum, которую используют для оплаты комиссий за транзакции и вычислительных услуг.

Основные особенности Ethereum

Платформа Ethereum создана на основе нескольких основных особенностей, которые выделяют её среди других блокчейн-сетей:

Децентрализованная сеть — у всех участников одинаковые копии реестра, и поэтому они могут самостоятельно проверять и записывать транзакции.

Программируемая блокчейн — Ethereum позволяет разработчикам создавать и запускать распределенные программы на смарт-контракте с помощью языков программирования, таких как Solidity.

Смарт-контракты — это такие контракты, которые сами себя выполняют, где условия между сторонами написаны в коде.

Децентрализованные приложения (dApps) — работают через сеть Ethereum, позволяя пользователям лучше контролировать свою информацию и предоставляя открытый доступ к приложениям без централизованных посредников.

Виртуальная машина Ethereum (EVM) — каждый узел запускает EVM как часть проверки блоков, чтобы все реестры были синхронизированы.

Консенсус Proof-of-Stake — Ethereum завершил переход на Proof-of-Stake в 2022 году, сократив углеродный след на 99,9 процента и улучшив масштабируемость и энергоэффективность.

Популярные приложения Ethereum

Платформа Ethereum поддерживает множество децентрализованных приложений, включая:

Децентрализованные финансовые протоколы (DeFi) с более чем 13 миллиардами долларов, заблокированными в смарт-контрактах, позволяют разработчикам создавать финансовые услуги без использования официальных финансовых учреждений.

Незаменимые токены (NFT) — это способ создавать и торговать редкими онлайн-активами, типа произведений искусства, коллекционных предметов и недвижимости, и они признаны как способ установить право собственности на онлайн-объекты.

Платформа Ethereum дает кучу возможностей разработчикам, которые хотят создавать децентрализованные приложения и улучшать растущую экосистему блокчейна.

Мощные языки программирования

Solidity — самый популярный язык программирования для создания смарт-контрактов Ethereum, с сильным сообществом разработчиков, хорошей документацией и успешным опытом. Его синтаксис похож на JavaScript, поэтому его могут использовать разработчики, которые переходят на Ethereum разработка Web3.

Vyper — язык программирования, вдохновленный Python, который можно использовать вместо Solidity. Vyper сделан так, чтобы быть более понятным и простым для проверки. Его простой язык и реализация компилятора делают код более понятным и простым для проверки, что позволяет большему количеству разработчиков с разным опытом и предпочтениями создавать безопасные смарт-контракты.

Разнообразные инструменты и фреймворки для разработки

Ethereum предлагает широкий спектр инструментов и фреймворков для разработки, что означает, что он может поддержать разработчиков с любым опытом и предпочтениями.

Инструменты разработки:

• Каска
• Ape
• Foundry
• Web3j

API для фронтенд-коммуникации:

• Web3.js
• Ethers.js
• Web3j

Эти инструменты позволяют легко создавать приложения на базе Ethereum.

Разработка децентрализованных приложений

Платформа Ethereum позволяет разработчикам создавать разные децентрализованные приложения, используя умные контракты, а также прозрачность и безопасность блокчейна.

Возможные варианты использования:

• Приложения децентрализованных финансов (кредитные системы, стейблкоины, децентрализованные биржи)
• Смарт-контракты для проверки владения активами
• Искусство, коллекционные предметы и недвижимость
• Децентрализованные биржи

Растущее сообщество — Ethereum быстро растет, привлекая все больше разработчиков, энтузиастов и других людей, которые занимаются его развитием и внедрением.

Возможности открытого исходного кода — Открытый исходный код Ethereum способствует сотрудничеству и приветствует инновации, так как разработчики могут:

• Покажите свои навыки
• Работайте вместе с другими разработчиками
• Получите вознаграждение за инновационные решения

По мере развития и совершенствования платформы Ethereum все большее значение приобретает понимание ситуации в области регулирования и соблюдения нормативных требований.

Проблемы с правилами

Отсутствие единых платформ регулирования — одна из главных проблем, о которой должны помнить разработчики Ethereum, — это то, что правила в сфере криптовалют сильно отличаются в разных странах. Из-за этого сложно разрабатывать приложения, которые будут работать в разных юрисдикциях и при этом соответствовать всем правилам.

Децентрализованные проблемы — Децентрализованный характер блокчейна Ethereum становится проблемой для регуляторов, которые пытаются внедрить стандарты соответствия, и вызывает дискуссии о балансе между инновациями и регулированием.

Проблемы с юридическим статусом — Юридический статус смарт-контрактов и категория токенов создают сложности. Разработчики должны понимать разницу между:

• Токены утилиты
• Токены безопасности (которые более строго регулируются)

Требования к соответствию — проекты на базе Ethereum подвергаются тщательному регулированию, и на них ложится все большее бремя соответствия, включая:

• Процедуры «Знай своего клиента» (KYC)
• Процедуры по борьбе с отмыванием денег (AML)
• Меры по предотвращению финансовых преступлений

Защита данных — защита данных и кибербезопасность — это важные вопросы, которые разработчики Ethereum должны решать. Разработчики должны следить за тем, чтобы их приложения безопасно и в соответствии с правилами обрабатывали данные пользователей.

Сотрудничество в отрасли и саморегулирование

Совместные усилия работайте над созданием отраслевых стандартов и лучших практик, которые повысят приверженность экосистеме Ethereum.

Проекты саморегулирования включают:

• Разработка рекомендаций по продаже токенов
• Введите стандартные процедуры KYC/AML
• Создание экологически чистых и устойчивых экосистем

Взаимодействие с сообществом — совместная работа между сообществом Ethereum и государственными органами очень важна, чтобы устранить пробелы в регулировании и обеспечить безопасность в рамках правового поля.

Изменения в нормативной среде

Адаптация правительств — Правительства и регулирующие органы постепенно приспосабливаются к вызовам, которые создают Ethereum и криптовалюты. В то время как в некоторых странах принимают прогрессивные решения, другие подходят к этому вопросу очень осторожно.

Влияние на будущее — Сообщество Ethereum может повлиять на будущее платформы в плане ее регулирования. Важно следить за изменениями и следить за тем, чтобы приложения были адаптированы к этим изменениям.

Постоянный диалог — Разработчики Ethereum в привилегированном положении, чтобы вести постоянный диалог между сообществом Ethereum и регулирующими органами. Обмениваясь знаниями и опытом, они могут помочь:

• Создание разумных и эффективных правил
• Продвижение роста отрасли
• Соблюдайте все нужные правила