开发安全的 Web3 应用的最佳实践：构建可信赖的 DApps

构建可信赖的 DApp 需要在智能合约开发、智能合约测试、前端开发、中间件开发和智能合约部署这五个方面注重安全性、稳定性和用户体验。

撰文：Salus

开发可信赖的 DApps 对于建立用户信任、确保安全性、提供良好的用户体验以及推动区块链技术的应用都是至关重要的。可信赖的 DApp 为用户提供了安全、透明和去中心化的交互环境，为区块链技术的可持续发展和广泛应用打下了坚实的基础。我们主要从以下五个方面说明构建 DApps 的技术栈：

1. 智能合约开发：确保智能合约的设计符合最佳实践和安全原则，遵循模块化和可扩展的架构，以便日后进行升级和修改。
2. 智能合约测试：进行全面的单元测试、集成测试和系统测试，以确保合约的正确性和稳定性。同时，通过模拟各种场景和攻击，检查合约的鲁棒性和安全性。
3. 前端开发：确保用户界面友好、易用，并与智能合约进行安全的交互。实施必要的验证和授权机制，保护用户的隐私和资产。
4. 中间件开发：确保中间件的安全性和可靠性，通过适当的加密和身份验证机制，保护用户的数据和交易。同时，中间件也需要提供高效的接口和功能，以便前端与智能合约进行无缝的交互。
5. 智能合约部署：确保合约在部署过程中的正确性和完整性，并进行必要的数据迁移和转移。选择适当的部署工具和网络，并遵循最佳实践和安全准则。

1 智能合约开发

1.1 智能合约的特征

智能合约是 DApp 的核心组成部分，它们定义了 DApp 的逻辑和功能。智能合约有特有的编程语言，包括 Solidity、Vyper、Move 和 Rust 等。了解智能合约的特征对开发 DApp 来说非常重要。以下是一些关键的特征：

• 事务性：智能合约在执行过程中要么全部执行成功，要么全部回滚到未修改状态。这要求我们在编写智能合约的过程中要注意函数 API 的设计，避免对参数进行重载，并小心处理错误。
• 错误处理：常用的错误处理方式包括使用「require」语句传入错误信息或使用「revert」语句自定义错误类型。这些错误处理方式都会导致交易失败，并且需要在前端进行自定义错误类型的捕获。
• 运行成本：智能合约的状态储存会消耗 Gas 费用，因此在设计储存对象时要善用声明的内存空间，避免过多的内存占用。同时，不同位置的数据结构声明会产生不同的费用，而改变状态的函数会消耗 Gas。
• 不可变性：智能合约一旦部署，就无法动态替换或升级。因此，在部署前需要考虑是否依赖可升级架构，并确保合约的可升级性。
• 权限和可见性：合约对网络中的所有人都是透明的，因此不应在合约中存储敏感数据，并避免依赖区块中的状态作为核心业务逻辑的判断基准。推荐使用权限控制机制，如 Ownable 和 AccessControl。
• 安全性：合约的安全性是非常重要的，要遵循安全最佳实践，包括合约代码安全指南和充分的测试用例。不要轻信未经测试的合约代码，并主观地期望其正常工作。

1.2 安全实践

在 DApp 开发中，确保智能合约的安全性和易于审计是至关重要的。以下是一些保证智能合约安全性的最佳实践和建议：

• 标准化开发框架：使用标准化的开发框架可以帮助提高智能合约的可信度。标准化的开发框架通常由经验丰富的开发者和安全专家创建和维护，其中包含了一些已经经过验证和优化的代码和模式。通过使用这些框架，开发者可以避免常见的安全问题，并且能够使用已经经过测试和审计的代码，提高合约的安全性。例如，OpenZeppelin 是一个广泛使用的、经过验证的智能合约开发框架，它提供了一些标准的合约模板和库，可以帮助开发者构建安全可靠的合约。
• 使用事件进行日志记录：通过使用事件来记录智能合约的执行情况，可以更好地追踪合约的功能和操作。事件可以在合约中定义和触发，记录某个操作的详细信息，如调用者的地址、时间戳和传递给函数的参数等。这些日志信息对于审计合约和识别潜在的漏洞非常有价值。例如，在一个众筹合约中，可以定义一个事件来记录每次捐款的细节，包括捐款者的地址和捐款金额。这样一来，合约的所有操作和变动都可以被记录下来，方便审计人员进行检查和分析。
• 实施访问控制：访问控制是一种机制，用于控制谁可以访问某些资源或执行某些操作，并在访问或执行之前进行身份验证。在智能合约中，可以使用修饰符来实现访问控制，这些修饰符可以添加到函数中，以在执行函数之前检查满足特定条件。通过实施访问控制，可以确保只有经过授权的实体可以执行特定的操作或访问敏感的数据。例如，在一个投票合约中，可以定义一个修饰符来验证只有特定的地址可以进行投票操作，确保只有授权的用户可以参与投票过程。
• 遵循最小权限原则：最小权限原则要求每个用户只能被授予执行其工作所需的最小访问权限。在智能合约中，最小权限可以通过访问控制机制来实现。通过实施访问控制和遵循最小权限原则，可以限制每个实体被授予的权限，确保他们只能执行必要的操作。例如，在一个多用户合约中，可以为每个用户定义不同的权限级别，根据用户的身份和需求，只授予他们必要的权限，防止滥用和不必要的操作。这样做可以降低合约被攻击的风险，因为即使一个账户被攻破，攻击者也只能执行受限的操作。
• 多重签名：对关键交易使用多重签名是智能合约安全实践中的一项重要措施。多重签名要求在执行关键交易之前，必须有多方进行签名才能完成交易。这种机制可以提供额外的安全性，减轻一些潜在的攻击风险，如重放攻击和交易延展性。
• 说明定时器和超时：由于区块链网络中的交易执行时间是不确定的，智能合约容易受到利用时间问题的攻击，比如预测随机数攻击、前运行攻击、三明治攻击等。为了减轻这些时间问题的攻击，使用定时器和超时机制是一种有效的方法。定时器可以用于安排合约中的功能在特定时间执行，从而避免依赖于区块链网络的执行时间。超时机制可以限制合约中某些函数的执行时间，确保它们不会无限期地执行下去。

1.3 智能合约可升级

智能合约升级是指对已部署在区块链上的智能合约进行更新或修改的过程。智能合约升级涉及更改智能合约的业务逻辑，同时保留合约的状态。智能合约升级允许开发者对合约的逻辑、功能或安全性进行改进，以适应新的需求或修复现有合约中的问题。升级智能合约是一项复杂的活动，需要高度谨慎以防止引入漏洞。

智能合约升级通常需要以下步骤：

• 编写新的合约代码：开发者根据需要编写新的合约代码，包括对原有合约的改进部分。新代码应该经过严格的测试，确保其正确性和安全性。
• 部署新的合约：新的合约代码需要通过与原有合约不同的合约地址进行部署。在部署新合约之前，开发者需要确保在升级过程中正确处理数据的迁移或转移。
• 迁移或转移数据：如果智能合约升级涉及到数据的迁移或转移，开发者需要设计相应的机制来确保数据在新合约中正确地迁移或转移。这通常涉及与旧合约进行数据交互和转换的过程。
• 更新合约地址或接口：一旦新合约部署成功，开发者需要更新与合约交互的应用程序或用户界面，确保它们与新合约的地址或接口进行适配。

2 智能合约测试

智能合约测试是指对智能合约进行各种测试方法和技术的应用，以验证合约的功能、安全性、性能和正确性。智能合约测试旨在发现合约中的潜在问题、漏洞和错误，并确保合约在各种情况下的行为符合预期。

2.1 为什么要测试

测试智能合约是智能合约开发中的一项重要实践，具有以下几个重要原因：

• 验证合约功能：智能合约是用于执行特定功能的代码，例如转账、状态更新等。通过进行单元测试，可以验证合约的各个功能是否按照预期工作。这有助于发现和修复潜在的错误，确保合约的行为和逻辑正确。
• 确保合约安全性：智能合约通常涉及处理和管理资产，如加密货币。因此，合约的安全性至关重要。通过进行单元测试，可以检查合约是否受到常见的漏洞和攻击的威胁，如重入攻击、整数溢出等。这有助于发现并修复潜在的安全漏洞，确保合约的安全性。
• 提高代码质量：单元测试可以帮助开发者编写高质量的代码。通过编写测试用例和断言，开发者可以验证代码的正确性，并确保代码在各种情况下都能正常工作。这有助于提高代码的健壮性、可靠性和可维护性，并降低后续维护的成本。
• 支持重构和扩展：在智能合约开发过程中，随着需求的变化，可能需要对合约进行重构或扩展。通过拥有完善的单元测试套件，可以确保在重构或扩展过程中不会破坏现有的功能和逻辑。这有助于保持代码的稳定性，并简化后续的开发和维护工作。
• 持续集成和部署：在持续集成和部署的开发环境中，单元测试是一个重要的环节。通过自动运行单元测试，可以及时发现和解决代码中的问题，确保代码的质量和可靠性。这有助于提高开发团队的工作效率，并加快产品的发布速度。

2.2 测试的是什么

在测试智能合约时，我们主要测试以下几个方面：

• 合约的功能和行为：我们测试智能合约的主要目标是验证合约的功能和行为是否按照预期工作。这包括测试合约的各个功能和方法是否正确执行，并且与预期的结果一致。例如，如果合约是一个转账合约，我们可以测试它是否能够正确地实现资金的转移功能。
• 合约的边界情况：我们还需要测试合约在各种边界情况下的行为。这包括测试输入参数的边界值，如最小值、最大值、空值等，以及测试合约在异常情况下的处理能力，如处理无效输入、处理未授权的操作等。通过测试边界情况，我们可以发现合约可能存在的潜在问题和漏洞。
• 合约的安全性：安全性是智能合约测试中的一个重要方面。我们需要测试合约是否存在潜在的安全漏洞，如重入攻击、整数溢出、未经授权的访问等。通过安全审计和针对特定漏洞类型的测试，我们可以发现并修复合约中的安全问题，确保用户资产的安全。
• 合约的性能和扩展性：智能合约需要具备良好的性能和扩展性，以处理大量的交易和用户。因此，我们需要进行性能测试和压力测试，以验证合约在高负载和并发用户情况下的性能和稳定性。通过测试合约的性能和扩展性，我们可以优化合约的设计和实现，以提高其吞吐量和响应时间。
• 合约的集成和兼容性：如果智能合约需要与其他组件或服务进行集成，我们需要进行集成测试来验证合约与其他组件的协作是否正常。这包括前端应用的集成、与其他合约的交互等。同时，我们还需要测试合约在不同的以太坊客户端和网络环境下的兼容性，以确保合约在不同环境下的一致性和可靠性。

2.3 测试方法有哪些

• 单元测试：单元测试是对智能合约中的各个功能和方法进行测试的方法。通过编写测试脚本，模拟合约的输入和环境，并对合约的输出进行断言来验证合约的行为是否符合预期。
• 集成测试：集成测试是测试不同组件之间的交互是否正常的方法。在智能合约开发中，可以编写集成测试来测试合约与前端应用或其他服务（如区块链节点或数据库）的集成。集成测试可以确保合约与其他组件的协作正常，并验证整体系统的功能和表现。
• 基于属性的测试：基于属性的测试关注的是合约的行为是否满足预定义的属性。这些属性是关于合约行为的断言，表示在不同的场景下应该始终保持为真。静态分析和动态分析是用于执行基于属性的测试的两种常见技术。静态分析器接受智能合约的源代码作为输入，并输出结果，声明合约是否满足某个属性。动态分析生成智能合约函数的符号输入或具体输入，以查看是否存在任何执行跟踪违反特定属性。
• 安全审计：安全审计也是人工测试。通过仔细审查合约的代码和逻辑，以及使用专业的审计工具和技术，可以发现潜在的漏洞和安全风险。安全审计对于保护合约中的资产和用户的安全至关重要。如果您有智能合约审计需求，请联系Salus，我们会为您提供优质的服务。

2.4 测试工具有哪些

Foundry 和 Hardhat 都是流行的开发工具，用于测试智能合约。

Foundry 是一个基于 TypeScript 的智能合约开发框架，它提供了一套强大的工具和库，用于创建和测试以太坊智能合约。

• Foundry 使用 Mocha 和 Chai 这两个流行的 JavaScript 测试框架，可以编写和执行各种测试用例。
• Foundry 提供了一些内置的断言函数，用于验证智能合约的预期行为。
• Foundry 还支持使用模拟器进行测试，以避免在实际以太坊网络上消耗资源和费用。

Hardhat 是一个功能强大的以太坊开发环境，用于编写、部署和测试智能合约。

• Hardhat 集成了 Mocha 和 Chai 测试框架，以及其他一些有用的工具，如 Ethers.js 和 Waffle。
• Hardhat 提供了一些内置的断言函数，用于验证智能合约的行为和状态。
• Hardhat 还支持使用虚拟机进行测试，以避免在实际以太坊网络上进行操作。

使用 Foundry 或 Hardhat 进行智能合约测试时，您可以测试以下内容：

• 智能合约的功能和逻辑是否按预期工作。
• 合约与其他合约的交互是否正确。
• 合约在各种情况下的异常处理是否正确。
• 合约的状态变化是否正确。
• 合约在不同网络环境下的部署和使用是否正确。

这些工具还提供了一些其他功能，如代码覆盖率分析和性能测试，以帮助开发者更好地评估和改进其智能合约的质量和性能。

3 前端开发

3.1 选择前端框架

在 DApp 开发中，选择合适的前端框架对于开发安全可信的前端应用非常重要。

3.1.1 ethers.js

ethers.js 是一个用于构建 DApp 前端的 JavaScript 库。ethers.js 是许多开发人员构建 DApp 前端的首选。许多知名的 DApp 项目都使用了 ethers.js 来进行与以太坊网络的交互和智能合约的操作。

它提供了以下主要功能：

• 以太坊账户管理：ethers.js 允许您生成和管理以太坊账户的公钥、私钥和地址。您可以使用这些账户来进行交易、调用智能合约方法等操作。
• 智能合约交互：ethers.js 提供了一组简洁的 API，用于与以太坊上的智能合约进行交互。您可以使用 ethers.js 部署智能合约、调用合约方法、获取合约状态等。ethers.js 还提供了类型强化的智能合约编码和解码功能，使得与智能合约的交互更加容易和可靠。
• 交易创建和签名：利用 ethers.js，您可以创建和发送以太坊交易。ethers.js 提供了简单的接口来构建交易对象，并支持对交易进行签名。这使得您可以以安全的方式发送以太币和执行合约操作。
• 以太币单位转换、处理以太坊事件、订阅区块链事件等其他功能：ethers.js 提供了许多其他有用的功能，如以太币单位转换（从 Wei 到 Ether 的转换等）、处理以太坊事件（如监听合约事件）以及订阅区块链事件等。这些功能使得在构建 DApp 前端时更加便捷和高效。

对于 DApp 前端构建，ethers.js 有以下优点：

• 简单易用：ethers.js 提供了直观的 API，使得与以太坊区块链的交互变得简单和容易。
• 安全性：ethers.js 提供了安全的方法来处理私钥和签名交易，确保用户的资产安全。
• 功能丰富：ethers.js 提供了许多有用的功能，如以太币单位转换、处理以太坊事件等，简化了开发过程。

对于 DApp 前端构建，ethers.js 有以下缺点：

• 学习曲线：对于初学者来说，学习和理解以太坊的概念和工作原理可能需要一些时间和努力。
• 依赖于以太坊网络：ethers.js 的功能依赖于以太坊网络的可用性和稳定性。如果网络出现问题，可能会影响 DApp 的正常运行。

3.1.2 React

React 是一个流行的前端框架，用于构建用户界面。虽然 React 本身并不直接提供与区块链交互的功能，但您可以通过以下方式将 React 与区块链集成，以实现与区块链交互的功能：

• 使用 Web3.js：Web3.js 是一个用于与以太坊网络进行交互的 JavaScript 库。您可以在 React 项目中引入 Web3.js，并使用它来连接到以太坊网络、部署和调用智能合约、发送交易等。通过 Web3.js，您可以与以太坊节点进行通信，并执行与区块链交互相关的操作。
• 使用 ethers.js：ethers.js 是另一个流行的用于与以太坊网络进行交互的 JavaScript 库。它提供了一组简洁的 API，用于处理以太坊账户、部署和调用智能合约、发送交易等。您可以在 React 项目中使用 ethers.js 来实现与区块链交互的功能。
• 使用区块链浏览器 API：一些区块链浏览器（如 Etherscan 或 Infura）提供了 API，允许开发人员通过 RESTful 接口与以太坊网络进行交互。您可以在 React 项目中使用这些 API 来获取区块链数据、查询交易、获取合约信息等。
• 使用钱包集成库：一些钱包集成库（如 MetaMask 或 WalletConnect）提供了与以太坊网络进行交互的功能，并提供了方便的用户界面和身份验证。您可以在 React 项目中使用这些库来实现用户钱包的集成，以便用户可以进行交易和与智能合约进行交互。

将 React 与区块链交互集成的方法可以结合使用 React 的组件化开发模式。您可以创建专门的组件来处理与区块链交互的逻辑和用户界面。通过与区块链网络的交互，您可以实现诸如查询账户余额、执行合约方法、监听区块链事件等功能。

需要注意的是，在与区块链交互的过程中，安全性和隐私性是非常重要的。确保在交互过程中正确处理私钥、签名交易以及限制用户对敏感操作的权限等。使用最新的安全最佳实践，并遵循区块链网络的规范和建议，以确保您的应用程序的安全性和可靠性。

相比于 ethers.js ，React 在与区块链交互时，有以下优点：

• 强大的生态系统：React 拥有庞大的开发者社区和丰富的第三方库支持。这意味着您可以轻松找到与 React 相集成的库和工具，以支持与区块链的交互。React 生态系统的广泛支持可以为您提供更多的解决方案和资源。
• 组件化开发：React 的组件化开发模式使得构建与区块链交互的功能更加模块化和可维护。您可以将与区块链交互的逻辑和用户界面封装到独立的组件中，使得代码的组织和复用更加清晰和方便。
• 虚拟 DOM：React 使用虚拟 DOM 技术，通过对比前后两次状态的差异，最小化 DOM 操作，提高了性能和渲染效率。这对于处理大量区块链数据和频繁更新界面非常有帮助。

相比于 ethers.js ，React 在与区块链交互时，有以下缺点：

• 需要额外的学习成本：如果您之前没有接触过 React，掌握 React 的基本概念和工作方式可能需要一些学习成本。这可能会延长您实现与区块链交互功能的时间。
• 集成复杂性：React 的灵活性和自由度使得与区块链交互的集成可能相对复杂。您需要额外的工作来确保 React 和区块链库的兼容性，并处理可能出现的集成问题。

相比之下，ethers.js 是一个专门为与以太坊网络进行交互而设计的 JavaScript 库，它提供了一组简洁的 API，使得与以太坊的交互更加直接和简单。与 React 相比，ethers.js 可能更专注于与以太坊的交互，提供更多与区块链相关的功能和工具。

然而，使用 React 与区块链交互的优势在于其强大的生态系统、组件化开发的优势和虚拟 DOM 技术带来的性能优势。这使得 React 成为一种灵活、可扩展和高效的选择，特别适合大型复杂应用程序的开发。

3.2 搭建脚手架项目

在开发 DApp 时，选择适合的前端框架后，接下来通常需要搭建一个脚手架项目。脚手架是一个起点或基础模板，提供了默认的项目结构、配置、示例代码和工具。通过使用脚手架，开发者可以避免从头开始构建应用程序的繁琐工作，而是基于现有的默认设置和示例代码进行快速开发。脚手架还可以提供一些最佳实践和常见功能的实现，协助开发者遵循最佳开发流程。

3.2.1 脚手架的主要组件有哪些

DApp 中的脚手架通常包括以下主要组件：

• 智能合约：脚手架提供了一个或多个示例智能合约，用于处理应用程序的业务逻辑。这些合约定义了 DApp 的功能和行为。
• 前端界面：脚手架通常包含一个基本的前端界面，用于与用户交互并展示 DApp 的功能。这些界面可以使用 HTML、CSS 和 JavaScript 等技术构建。
• 测试脚本：脚手架提供了一些示例测试脚本，用于验证智能合约的正确性和可靠性。这些测试脚本可以帮助开发者编写和运行自动化测试，确保 DApp 在不同情况下的正确运行。
• 配置文件：脚手架通常包含一些配置文件，用于配置开发环境、部署智能合约、连接以太坊网络等。这些配置文件可以根据开发者的需求进行自定义。

3.2.2 搭建脚手架时需要注意什么

在搭建 DApp 的脚手架项目时，需要考虑到区块链网络连接、Web3 库的引入、安全性、前端框架和库的集成、测试、文档等方面。

• 选择合适的脚手架工具：选择一个适合您的 DApp 开发的脚手架工具是非常重要的。有一些常用的脚手架工具如 Create React App、Vue CLI 等，它们都提供了一些默认配置和命令，可以快速创建和运行一个基本的 DApp 项目。
• 配置区块链网络连接：根据您的 DApp 所使用的区块链网络，需要配置与之连接的网络节点。通常情况下，您需要提供网络节点的 URL、端口号以及其他必要的认证信息。这样，您的 DApp 项目才能与区块链网络进行交互。
• 引入合适的 Web3 库：在 DApp 开发中，需要使用 Web3 库与区块链进行交互。根据您选择的区块链平台，选择相应的 Web3 库，并在项目中引入。例如，如果您使用以太坊作为底层区块链，可以使用 Web3.js 或 ethers.js 来与以太坊进行通信。
• 安全性考虑：在 DApp 开发中，安全性非常重要。确保您的脚手架项目中包含了一些常见的安全性措施，例如防止跨站脚本攻击（XSS）、防止重放攻击等。可以使用一些安全性相关的库或框架，如 OpenZeppelin 提供的安全库。
• 集成前端框架和库：选择适合您的 DApp 项目的前端框架和库，并在脚手架项目中进行集成。常见的选择包括 React、Vue 等。确保您的脚手架项目中已经预配置了这些框架和库，并且可以顺利运行。
• 添加测试：在脚手架项目中添加测试是非常重要的。可以选择合适的测试框架，如 Jest、Mocha 等，并编写单元测试和集成测试来确保代码的质量和稳定性。
• 文档和示例代码：在脚手架项目中提供详细的文档和示例代码是非常有帮助的。这样可以帮助其他开发人员更好地了解项目的结构和功能，并快速上手。

3.2.3 有哪些脚手架

当涉及到基于以太坊的 Web 应用程序脚手架时，有几个比较流行的选择。以下是对三个主要脚手架的介绍，包括它们的主要功能、特点以及优缺点的比较。

Truffle

• 主要功能：Truffle 是一个完整的以太坊开发框架，提供了智能合约的编译、部署和测试工具，以及与以太坊网络进行交互的功能。它还包括一个强大的开发环境，用于快速开发和测试 DApp。
• 特点：Truffle 提供了一套强大的命令行工具和开发环境，可帮助您管理智能合约、测试和部署 DApp。它还支持 Solidity 和 JavaScript，具有丰富的插件生态系统。

Embark

• 主要功能：Embark 是一个以太坊开发框架，用于构建去中心化应用。它提供了一套简单易用的工具和命令行界面，用于开发、测试和部署以太坊智能合约和 DApp。
• 特点：Embark 集成了一些流行的前端框架和库，如 React、Vue 等，使得开发 DApp 变得更加便捷。它还提供了一套强大的插件系统，可以扩展其功能。

scaffold-eth

• 主要功能：scaffold-eth 是一个基于以太坊的 Web 应用程序脚手架，旨在帮助开发者快速构建以太坊 DApp。它提供了一套完整的工具和模板，包括前端界面、智能合约、测试脚本等。
• 特点：scaffold-eth 使用 Hardhat 作为智能合约开发框架，支持 Solidity 和 TypeScript，并集成了一些有用的工具和库。它提供了示例代码和教程，帮助开发者快速上手以太坊开发。

3.3 前端依赖

在 DApp 前端开发中，推荐使用一些优秀的前端库来减少工作量和提高代码交付质量。以下是一些常用的前端库推荐：

• wagmi：wagmi 提供了丰富的 React hooks 来完成 DApp 前端与合约交互的流程。它简化了与合约的交互过程，使得开发者可以更轻松地处理交易和合约调用等操作。
• useDApp：useDApp 是一个复杂的 React hooks 库，支持 multicall.js。它提供了一些方便的功能，例如处理多个合约调用、处理以太币转账、处理 EIP-712 签名等。
• Siwe：Siwe 是一个用于实现钱包登录流程的库。它提供了一种简单而安全的方式来实现钱包的登录和身份验证，并与其他库和工具进行集成。
• i18next 和 react-i18next：如果计划提供多语言版本和检测，可以使用 i18next 和 react-i18next 等库。它们提供了一种方便的方式来实现多语言支持，并允许开发者在前端界面中轻松地切换和管理不同的语言。

4 中间件开发

在 DApp 开发中，中间件通常处于前端应用程序和区块链网络之间的位置。它充当了前端应用程序与底层区块链的中间层，用于处理和管理与区块链的交互。

4.1 中间件有哪些功能

中间件可以执行以下功能：

• 钱包连接和授权管理：中间件可以提供钱包连接功能，与用户的钱包进行通信并管理用户的授权状态。它可以处理钱包连接、登录和注销等操作，并管理用户的身份验证和权限。
• 交易处理和签名：中间件可以处理与合约的交互，并负责构建交易、进行签名和发送交易到区块链网络。它可以处理交易的生命周期，包括构造交易、处理交易状态和事件监听等。
• 数据缓存和查询：中间件可以对合约数据进行缓存和查询，以提高应用程序的性能和响应速度。它可以缓存合约的视图函数调用结果，并根据需要更新和刷新缓存。
• 事件监听和处理：中间件可以监听区块链上的合约事件，并在事件触发时执行相应的操作。它可以处理事件的订阅、解析和响应，并更新前端应用程序的状态和界面。
• 错误处理和日志记录：中间件可以处理与区块链交互过程中的错误和异常情况，并提供适当的错误处理和日志记录机制。它可以捕获和处理错误，并提供有用的错误信息和反馈给前端应用程序。

4.2 中间件工具有哪些

在 DApp 开发中，您可能会使用以下中间件工具来实现所需的功能。这些中间件工具可以帮助您简化 DApp 开发过程，并提供与区块链的交互、钱包连接和授权管理、数据管理等功能。具体使用哪些工具取决于您的需求和技术栈。

• Web3.js：Web3.js 是一个用于与以太坊网络进行交互的 JavaScript 库。它提供了一系列的 API，用于连接以太坊网络、实例化合约、发送交易、读取合约数据等操作。
• ethers.js：ethers.js 是另一个流行的用于与以太坊进行交互的 JavaScript 库。它提供了类似于 Web3.js 的功能，包括连接以太坊网络、实例化合约、签名交易等。
• Metamask：Metamask 是一款常用的以太坊钱包插件，它可以与 Web3.js 或 ethers.js 集成，提供用户钱包的连接和交易签名功能。通过 Metamask，用户可以授权 DApp 访问他们的钱包地址和执行交易操作。
• Drizzle：Drizzle 是一个基于 Web3.js 的状态管理库，专为 DApp 开发而设计。它可以帮助您管理 DApp 的状态、与智能合约进行交互，并提供了一些方便的功能，如自动订阅事件、自动更新状态等。
• Truffle Suite：Truffle Suite 是一个用于以太坊 DApp 开发的开发套件，其中包括 Truffle 框架、Ganache 私链和 Drizzle 等工具。Truffle 框架可用于编译、部署和测试智能合约，Ganache 私链可用于本地开发和调试，而 Drizzle 可用于状态管理和与智能合约的交互。
• Infura：Infura 是一个提供以太坊节点托管服务的平台。它可以帮助您轻松地连接到以太坊网络，并通过 API 与区块链进行交互，而无需自己运行和维护节点。
• IPFS：如果您的 DApp 需要存储和检索大量的文件或数据，您可以考虑使用 IPFS（InterPlanetary File System）。IPFS 是一个点对点的分布式文件系统，可以提供高可用性和去中心化存储。

4.3 安全注意事项

在 DApp 与钱包和合约进行交互时，需要始终将安全性置于首要位置。确保使用受信任的连接器、验证钱包地址和交易状态，进行输入验证和数据加密，并进行定期的安全审查和漏洞修复。

连接钱包安全性：

• 使用受信任的钱包连接器：确保您使用的钱包连接器是经过验证和受信任的。使用熟知的连接器，如 MetaMask、WalletConnect 或 Portis 等。
• 用户授权限制：在用户授权连接钱包时，确保用户理解正在连接的钱包，并只授权与您应用程序相关的权限。避免请求不必要的权限。
• 钱包地址验证：在使用钱包地址前，应该验证其正确性。可以利用钱包连接器提供的 API 来验证用户提供的地址与连接的钱包地址是否匹配。

与合约进行写操作安全性：

• 交易确认和签名：在与合约进行写操作之前，确保使用钱包连接器进行交易的确认和签名。这样可以确保交易是由用户授权并签名的，提供了额外的安全性。
• 输入验证：在将用户提供的数据传递给合约进行写操作之前，始终进行输入验证。确保输入数据符合预期的格式和范围，以防止恶意输入导致的问题。
• 交易状态监听：在提交交易后，通过监听交易状态来确保交易被成功确认和写入区块链。这样可以及时更新前端状态并提供反馈给用户。

钱包登录和签名操作安全性：

• 使用钱包提供的签名功能：对于需要签名的操作（如登录或其他敏感操作），使用钱包提供的签名功能而不是将敏感数据传递给合约进行处理。这样可以确保数据在本地进行签名加密，保护用户的私钥和敏感信息。
• 数据加密：在进行钱包登录或其他敏感操作时，确保对数据进行适当的加密。可以使用加密算法和安全协议来保护数据的机密性。

安全审查和漏洞修复：

• 安全审查：对于涉及钱包和合约交互的应用程序，进行定期的安全审查是必要的。请确保您的代码和应用程序架构符合安全最佳实践，并对潜在的漏洞进行评估和修复。
• 漏洞修复：如果发现安全漏洞或漏洞报告，请及时修复并更新您的应用程序。及时响应和修复可能的漏洞是确保应用程序安全性的重要步骤。

5 智能合约部署

部署合约是指将智能合约部署到区块链网络上，以便在区块链上执行和使用。

5.1 注意事项

• 智能合约字节码：合约字节码是通过将智能合约源代码编译而生成的机器代码。它是智能合约的实际执行代码，用于在区块链上部署合约。字节码是一个十六进制字符串，它表示了合约的逻辑和功能，它是在区块链上执行合约操作的核心部分。
• gas：在以太坊网络上，每个交易都需要一定数量的 Gas 来执行。部署智能合约也不例外，您需要提供足够的 gas 来支付合约部署所需的计算和存储资源。gas 的数量取决于合约的复杂性和大小，以及网络的拥堵程度。您需要设定燃料限制，即最大允许使用的燃料数量，以确保合约部署成功。
• 一个部署脚本或插件：部署脚本或插件是用于自动化和简化合约部署过程的工具。它可以是一个脚本文件，其中包含了部署合约所需的步骤和指令；或者是一个插件，集成到开发工具或框架中，提供方便的部署功能。这样，您可以通过运行脚本或使用插件来自动执行合约部署，减少手动操作的复杂性。

5.2 用什么来部署智能合约

您可以通过以下工具来部署智能合约到区块链平台：

Remix：Remix 是一个集成开发环境，可以用于开发、部署和管理以太坊智能合约。您可以使用 Remix 编译和调试智能合约，并使用其用户界面部署合约。您可以在以下链接中找到 Remix 的官方网站和相关文档：

• Remix 官方网站：[Remix]https://remix.ethereum.org/
• Remix 相关文档：[Remix 文档]https://remix-ide.readthedocs.io/en/latest/

Tenderly：Tenderly 是一个 Web3 开发平台，提供调试、可观测性和基础设施构建基块，用于开发、测试、监测和操作智能合约。您可以使用 Tenderly 进行智能合约的调试和监测。以下是 Tenderly 的官方网站和相关资源链接：

• Tenderly 官方网站：[Tenderly]https://www.tenderly.co/
• Tenderly 相关文档：[Tenderly 文档]https://docs.tenderly.co/

Hardhat：Hardhat 是一个用于编译、部署、测试和调试以太坊软件的开发环境。您可以使用 Hardhat 编写部署脚本并执行部署操作。以下是 Hardhat 的官方网站和相关资源链接：

• Hardhat 官方网站：[Hardhat]https://hardhat.org/
• Hardhat 关于部署合约的文档：[部署合约文档]https://hardhat.org/tutorial/deploying-to-a-live-network.html

Truffle：Truffle 是一个开发环境、测试框架、部署通道及其他工具，用于开发以太坊智能合约。您可以使用 Truffle 编写部署脚本并执行部署操作。以下是 Truffle 的官方网站和相关资源链接：

• Truffle 官方网站：[Truffle Suite]https://www.trufflesuite.com/
• Truffle 关于网络和应用部署的文档：[网络和应用部署文档]https://www.trufflesuite.com/docs/truffle/getting-started/deploying-to-a-live-network

Thirdweb：Thirdweb 是一个工具，可以使用单一命令轻松地将任何合约部署到任何与 EVM 兼容的区块链。您可以在以下链接中找到有关 Thirdweb 的更多信息：

• Thirdweb 相关文档：[Thirdweb 文档]https://docs.thirdweb.net/

您需要对智能合约进行严格的测试和审计之后，再将其部署到区块链上。如果您对智能合约审计感兴趣，请联系我们，我们将与您合作，为您提供专业的审计服务，确保您的合约安全可靠。如果部署到区块链上的智能合约还是出现了问题，您需要对其进行升级。

6 总结

构建可信赖的 DApp 需要在智能合约开发、智能合约测试、前端开发、中间件开发和智能合约部署这五个方面注重安全性、稳定性和用户体验。通过全面的设计、测试和实施，可以确保 DApp 在区块链环境中的可靠性和可信度。