从零开始，在以太坊上构建软件的完整指南

以太坊作为全球第二大区块链平台,不仅是一种加密货币，更是一个去中心化的“世界计算机”，允许开发者构建和部署无需信任、透明且抗审查的应用程序（Dapps），在以太坊上做软件，本质上是利用区块链的智能合约、去中心化存储和共识机制，创造具有自主运行、数据不可篡改特性的应用，本文将从技术栈、开发流程、关键工具到实战步骤，为你详解如何在以太坊上构建软件。

理解以太坊软件的核心：智能合约与DApp架构

在以太坊上,软件的核心是智能合约——一段部署在区块链上、自动执行的代码，它定义了应用的逻辑和规则（如资产转移、数据存储、权限管理等），而完整的“以太坊软件”通常是一个去中心化应用（DApp），由三部分组成：

1. 智能合约（后端）：运行在以太坊虚拟机（EVM）上，处理业务逻辑（如用户注册、交易结算）。
2. 前端界面：用户与DApp交互的窗口（如网页、移动App），通过Web3.js或ethers.js与合约通信。
3. 去中心化存储（可选）：链上存储成本高，大文件（图片、视频）通常存储在IPFS、Arweave等去中心化网络，链上仅存储指针。

开发前准备：环境搭建与工具选择

开发环境

• 钱包：MetaMask（浏览器插件钱包，用于测试和主网交互，管理私钥和 gas）。
• 测试网络：以太坊主网gas费用高，开发时需使用测试网（如Sepolia、Goerli），通过水龙头（如Alchemy Faucet、Infura Faucet）获取测试代币。
• IDE：Hardhat（推荐，支持编译、测试、调试，插件丰富）或Truffle（老牌框架，适合初学者）；也可用VS Code Solidity插件编写合约。

关键工具

• 编程语言：Solidity（以太坊智能合约的主流语言，类似JavaScript，语法清晰，生态完善）。
• 框架：
  • Hardhat：本地测试节点模拟、自动化测试、部署脚本。
  • Truffle：开发框架，内置编译、测试、部署流程，适合快速原型。
• 通信库：ethers.js（轻量级，功能强大，推荐）或Web3.js（老牌库，社区成熟），用于前端与以太坊节点交互。
• 节点服务：Alchemy或Infura（提供RPC节点接口，无需自己运行全节点，连接测试网/主网）。

开发流程：从合约编写到DApp上线

步骤1：设计智能合约逻辑

根据需求确定合约功能（如代币发行、NFT铸造、投票系统等），以“简单投票DApp”为例，合约需包含：

• 候选人列表存储；
• 用户投票功能（每人一票）；
• 投票结果查询。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.20;
contract SimpleVoting {
    mapping(address => bool) public hasVoted;
    mapping(string => uint256) public voteCount;
    string[] public candidates;
    constructor(string[] memory _candidates) {
        candidates = _candidates;
    }
    function vote(string memory candidate) public {
        require(!hasVoted[msg.sender], "You have already voted.");
        bool isValid = false;
        for (uint i = 0; i < candidates.length; i  ) {
            if (keccak256(bytes(candidates[i])) == keccak256(bytes(candidate))) {
                isValid = true;
                break;
            }
        }
        require(isValid, "Invalid candidate.");
        hasVoted[msg.sender] = true;
        voteCount[candidate]  ;
    }
    function getVoteCount(string memory candidate) public view returns (uint256) {
        return voteCount[candidate];
    }
}

步骤2：编译与测试合约

使用Hardhat编译Solidity代码：

npx hardhat compile

编译后会生成artifacts目录，包含合约的ABI（应用二进制接口，定义合约函数签名）和字节码（部署到EVM的机器码）。

测试：编写测试脚本（如JavaScript/TypeScript），模拟用户交互，验证合约逻辑，Hardhat内置Mocha测试框架，示例：

const { expect } = require("chai");
const { ethers } = require("hardhat");
describe("SimpleVoting", function () {
    it("Should allow voting and count correctly", async function () {
        const [owner, addr1] = await ethers.getSigners();
        const candidates = ["Alice", "Bob"];
        const Voting = await ethers.getContractFactory("SimpleVoting");
        const voting = await Voting.deploy(candidates);
        await voting.waitForDeployment();
        await voting.connect(addr1).vote("Alice");
        expect(await voting.getVoteCount("Alice")).to.equal(1);
        expect(await voting.hasVoted(addr1.address)).to.equal(true);
    });
});

运行测试：npx hardhat test。

步骤3：部署合约到以太坊网络

部署前需配置网络（在hardhat.config.js中添加测试网/主网RPC和私钥）：

require("@nomicfoundation/hardhat-toolbox");
require("dotenv").config();
/** @type import('hardhat/config').HardhatUserConfig */
module.exports = {
  solidity: "0.8.20",
  networks: {
    sepolia: {
      url: process.env.SEPOLIA_RPC_URL,
      accounts: [process.env.PRIVATE_KEY],
    },
  },
};

编写部署脚本（如scripts/deploy.js）：

async function main() {
  const [deployer] = await ethers.getSigners();
  console.log("Deploying contracts with the account:", deployer.address);
  const candidates = ["Alice", "Bob"];
  const Voting = await ethers.getContractFactory("SimpleVoting");
  const voting = await Voting.deploy(candidates);
  await voting.waitForDeployment();
  console.log("Voting contract deployed to:", voting.target);
}
main().catch((error) => {
  console.error(error);
  process.exitCode = 1;
});

部署到测试网：

npx hardhat run scripts/deploy.js --network sepolia

部署成功后,合约地址会显示在控制台，可通过Etherscan查看合约详情。

步骤4：开发前端界面

前端通过ethers.js与已部署的合约交互，示例React代码：

import { useState, useEffect } from "react";
import { ethers } from "ethers";
import votingContract from "./contracts/SimpleVoting.json"; // 导入ABI
function App() {
  const [contract, setContract] = useState(null);
  const [account, setAccount] = useState("");
  const [candidates, setCandidates] = useState(["Alice", "Bob"]);
  const [votes, setVotes] = useState({});
  // 连接MetaMask和初始化合约
  useEffect(() => {
    const connectWallet = async () => {
      if (window.ethereum) {
        const accounts = await window.ethereum.request({ method: "eth_requestAccounts" });
        setAccount(accounts[0]);
        const provider = new ethers.BrowserProvider(window.ethereum);
        const signer = await provider.getSigner();
        const votingContractInstance = new ethers.Contract(
          "0x...合约地址", // 替换为实际部署地址
          votingContract.abi,
          signer
        );
        setContract(votingContractInstance);
      }
    };
    connectWallet();
  }, []);
  // 投票函数
  const handleVote = async (candidate) => {
    if (contract) {
      try {
        const tx = await contract.vote(candidate);
        await tx.wait();
        alert("投票成功！");
        // 更新投票数据
        const newVotes = { ...votes };
        newVotes[candidate] = (newVotes[candidate] || 0)   1;
        setVotes(newVotes);
      } catch (error) {
        console.error(error);
        alert("投票失败："   error.message);
      }
    }
  };
  return (
    <div>
      <h1>以太坊投票DApp</h1>
      <p>当前账户: {account}</p>
      <h2>候选人</h2>
      <ul>
        {candidates.map((candidate) => (
          <li key={candidate}>
            {candidate} - 票数: {votes[candidate] || 0}
            <button onClick={() => handleVote(candidate)}>投票</button>
          </li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}
export default App;

步骤5：部署前端与优化

本文 原创，转载保留链接！网址：https://licai.bangqike.com/bixun/1379540.html