区块链与Web3开发

去中心化应用开发入门

Web3技术栈

区块链平台
├── Ethereum (以太坊)
├── Solana
├── Polygon
└── BSC

开发工具
├── Solidity (智能合约)
├── Hardhat/Foundry (开发框架)
├── ethers.js/web3.js (前端交互)
└── MetaMask (钱包)

应用类型
├── DeFi (去中心化金融)
├── NFT (数字藏品)
├── DAO (去中心化组织)
└── GameFi (链游)

区块链基础概念

核心概念
├── 区块 (Block)：存储交易数据
├── 链 (Chain)：区块按时间顺序连接
├── 共识 (Consensus)：网络达成一致
├── 智能合约：自动执行的代码
└── Gas：执行操作的费用

钱包与账户
├── 私钥：控制资产的密码
├── 公钥：由私钥生成
├── 地址：公钥的哈希，接收资产
└── 助记词：私钥的人类可读形式

Solidity智能合约

基础语法

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.19;

contract SimpleStorage {
    // 状态变量
    uint256 private value;
    address public owner;

    // 事件
    event ValueChanged(uint256 newValue, address changedBy);

    // 修饰器
    modifier onlyOwner() {
        require(msg.sender == owner, "Not owner");
        _;
    }

    // 构造函数
    constructor() {
        owner = msg.sender;
    }

    // 写入函数
    function setValue(uint256 _value) public onlyOwner {
        value = _value;
        emit ValueChanged(_value, msg.sender);
    }

    // 读取函数
    function getValue() public view returns (uint256) {
        return value;
    }
}

ERC20代币合约

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.19;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol";
import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";

contract MyToken is ERC20, Ownable {
    constructor() ERC20("MyToken", "MTK") Ownable(msg.sender) {
        // 铸造初始供应量给部署者
        _mint(msg.sender, 1000000 * 10 ** decimals());
    }

    // 铸造新代币
    function mint(address to, uint256 amount) public onlyOwner {
        _mint(to, amount);
    }

    // 销毁代币
    function burn(uint256 amount) public {
        _burn(msg.sender, amount);
    }
}

NFT合约

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.19;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721URIStorage.sol";
import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";

contract MyNFT is ERC721, ERC721URIStorage, Ownable {
    uint256 private _tokenIdCounter;
    uint256 public mintPrice = 0.01 ether;

    constructor() ERC721("MyNFT", "MNFT") Ownable(msg.sender) {}

    function mint(string memory tokenURI) public payable returns (uint256) {
        require(msg.value >= mintPrice, "Insufficient payment");

        uint256 tokenId = _tokenIdCounter;
        _tokenIdCounter++;

        _safeMint(msg.sender, tokenId);
        _setTokenURI(tokenId, tokenURI);

        return tokenId;
    }

    function withdraw() public onlyOwner {
        payable(owner()).transfer(address(this).balance);
    }

    // 重写必需函数
    function tokenURI(uint256 tokenId) public view override(ERC721, ERC721URIStorage) returns (string memory) {
        return super.tokenURI(tokenId);
    }

    function supportsInterface(bytes4 interfaceId) public view override(ERC721, ERC721URIStorage) returns (bool) {
        return super.supportsInterface(interfaceId);
    }
}

Hardhat开发环境

项目初始化

mkdir my-dapp && cd my-dapp
npm init -y
npm install --save-dev hardhat
npx hardhat init

配置文件

// hardhat.config.js
require("@nomicfoundation/hardhat-toolbox");

module.exports = {
  solidity: "0.8.19",
  networks: {
    sepolia: {
      url: process.env.SEPOLIA_RPC_URL,
      accounts: [process.env.PRIVATE_KEY]
    }
  },
  etherscan: {
    apiKey: process.env.ETHERSCAN_API_KEY
  }
};

部署脚本

// scripts/deploy.js
const hre = require("hardhat");

async function main() {
  const MyToken = await hre.ethers.getContractFactory("MyToken");
  const token = await MyToken.deploy();
  await token.waitForDeployment();

  console.log("MyToken deployed to:", await token.getAddress());
}

main().catch((error) => {
  console.error(error);
  process.exitCode = 1;
});

# 运行部署
npx hardhat run scripts/deploy.js --network sepolia

前端与合约交互

import { ethers } from 'ethers';

// 连接钱包
async function connectWallet() {
  if (window.ethereum) {
    const provider = new ethers.BrowserProvider(window.ethereum);
    await provider.send("eth_requestAccounts", []);
    const signer = await provider.getSigner();
    const address = await signer.getAddress();
    console.log("Connected:", address);
    return signer;
  }
  throw new Error("Please install MetaMask");
}

// 合约交互
const contractAddress = "0x...";
const contractABI = [...];

async function interactWithContract() {
  const signer = await connectWallet();
  const contract = new ethers.Contract(contractAddress, contractABI, signer);

  // 读取数据
  const value = await contract.getValue();
  console.log("Current value:", value);

  // 写入数据
  const tx = await contract.setValue(42);
  await tx.wait();
  console.log("Value updated!");
}

// 监听事件
function listenToEvents(contract) {
  contract.on("ValueChanged", (newValue, changedBy) => {
    console.log(`Value changed to ${newValue} by ${changedBy}`);
  });
}

学习路线图

第1阶段：基础 (1-2个月)
├── 区块链原理
├── 以太坊基础
├── 钱包使用
└── Solidity语法

第2阶段：开发 (2-3个月)
├── 智能合约开发
├── Hardhat框架
├── 合约测试
└── 前端集成

第3阶段：进阶 (2-3个月)
├── 安全审计
├── Gas优化
├── 升级模式
└── DeFi协议

第4阶段：专业化 (持续)
├── Layer2开发
├── 跨链技术
├── MEV研究
└── 零知识证明

本章小结

• 智能合约：Solidity开发
• 开发工具：Hardhat/Foundry
• 前端集成：ethers.js交互
• 安全第一：审计与测试

→ 继续阅读：43-代码规范与最佳实践