使用 Python 構建智慧合約和去中心化應用程式

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在本教程中，我們將探討使用 Python 構建智慧合約和去中心化應用程式 (DApp) 的過程。智慧合約是具有預定義規則和條件的自執行合約，當條件滿足時會自動執行。另一方面，DApp 是在去中心化網路上執行的應用程式，利用智慧合約來實現其功能。

在本文中，我們將介紹使用 Python 開發智慧合約和 DApp 所需的技術和工具。然後，我們將逐步提供說明，並附帶程式碼片段及其解釋，以演示如何建立和與智慧合約互動，以及如何使用 Python 構建去中心化應用程式。

使用的技術

為了使用 Python 開發智慧合約和 DApp，我們將主要依賴以下技術

• Solidity：Solidity 是一種專門為編寫智慧合約而設計的程式語言。它是基於以太坊的合約中最流行的語言，用於定義合約的行為和結構。

• Web3.py：Web3.py 是一個 Python 庫，它提供了一個方便的介面來與基於以太坊的智慧合約互動。它允許開發人員連線到以太坊節點並執行各種操作，例如部署合約、呼叫合約函式以及監聽事件。

• Ganache：Ganache 是一個用於以太坊開發的個人區塊鏈。它允許開發人員建立一個本地區塊鏈環境來測試和部署智慧合約。Ganache 提供了一組具有預載入測試以太幣的以太坊賬戶，從而可以輕鬆模擬現實場景。

構建智慧合約和 DApp

現在讓我們深入瞭解使用 Python 構建智慧合約和 DApp 的過程。在以下部分中，我們將介紹必要的步驟，以及程式碼片段和解釋，以指導您完成整個過程。

在本節中，我們將透過安裝所需的工具和庫來設定開發環境。以下是需要遵循的步驟

安裝 Python：首先安裝 Python，這是我們將用於構建智慧合約和 DApp 的程式語言。訪問 Python 網站並下載適合您作業系統的最新版本。按照提供的安裝說明進行操作。

安裝 Solidity 編譯器：接下來，我們需要安裝 Solidity 編譯器，也稱為 solc。Solc 用於將 Solidity 原始碼編譯成可以在以太坊虛擬機器 (EVM) 上執行的位元組碼。開啟您的終端或命令提示符並執行以下命令來安裝 solc

pip install py-solc-x

安裝 Web3.py：為了從 Python 與以太坊和智慧合約互動，我們將使用 Web3.py 庫。執行以下命令來安裝 Web3.py

pip install web3

安裝 Ganache：Ganache 提供了一個用於開發和測試目的的本地以太坊區塊鏈。從官方網站下載 Ganache，並按照適合您作業系統的安裝說明進行操作。

編寫和部署智慧合約

在本節中，我們將使用 Solidity 編寫一個簡單的智慧合約，並將其部署到我們的本地 Ganache 區塊鏈。請按照以下步驟操作

編寫智慧合約：建立一個名為 `SimpleContract.sol` 的新檔案，並在文字編輯器中開啟它。編寫以下 Solidity 程式碼

pragma solidity ^0.8.0;

contract SimpleContract {
    string private message;

    constructor() {
        message = "Hello, World!";
    }

    function getMessage() public view returns (string memory) {
        return message;
    }
}

編譯合約：開啟您的終端或命令提示符，並導航到 `SimpleContract.sol` 檔案所在的目錄。執行以下命令來編譯合約

solc --bin --abi -o build/ SimpleContract.sol

這將在 `build/` 目錄中生成位元組碼和 ABI（應用程式二進位制介面）檔案。

部署合約：現在，讓我們將合約部署到我們的 Ganache 區塊鏈。建立一個名為 `deploy_contract.py` 的新 Python 檔案，並在文字編輯器中開啟它。編寫以下 Python 程式碼

from web3 import Web3

# Connect to the local Ganache blockchain
w3 = Web3(Web3.HTTPProvider('https://:8545'))

# Load the compiled contract ABI
with open('build/SimpleContract.abi', 'r') as file:
    contract_abi = file.read()

# Load the contract bytecode
with open('build/SimpleContract.bin', 'r') as file:
    contract_bytecode = file.read()

# Get the first Ganache account for deployment
deployer_account = w3.eth.accounts[0]

# Create a contract instance
SimpleContract = w3.eth.contract(abi=contract_abi, bytecode=contract_bytecode)

# Deploy the contract
transaction_hash = SimpleContract.constructor().transact({'from': deployer_account})
transaction_receipt = w3.eth.waitForTransactionReceipt(transaction_hash)

# Retrieve the deployed contract address
contract_address = transaction_receipt['contractAddress']

print(f"Contract deployed at address: {contract_address}")

執行部署指令碼：開啟您的終端或命令提示符，並導航到 `deploy_contract.py` 檔案所在的目錄。執行以下命令來部署合約

python deploy_contract.py

如您從以上輸出中看到的，合約將被部署，並且合約地址將被打印出來。

與智慧合約互動

在本節中，我們將學習如何從 Python 與已部署的智慧合約互動。請按照以下步驟操作

載入合約：建立一個名為 `interact_with_contract.py` 的新 Python 檔案，並在文字編輯器中開啟它。編寫以下 Python 程式碼

from web3 import Web3

# Connect to the local Ganache blockchain
w3 = Web3(Web3.HTTPProvider('https://:8545'))

# Load the contract ABI
with open('build/SimpleContract.abi', 'r') as file:
    contract_abi = file.read()

# Load the contract address
contract_address = '<contract-address>'

# Create a contract instance
SimpleContract = w3.eth.contract(address=contract_address, abi=contract_abi)

# Call the contract function
message = SimpleContract.functions.getMessage().call()

print(f"Message: {message}")

將 `<contract−address>` 替換為已部署合約的實際地址。

執行互動指令碼：開啟您的終端或命令提示符，並導航到 `interact_with_contract.py` 檔案所在的目錄。執行以下命令來與合約互動

python interact_with_contract.py

該指令碼將呼叫合約的 `getMessage()` 函式並列印返回的訊息。

結論

在本教程中，我們探討了使用 Python 構建智慧合約和去中心化應用程式的過程。我們首先設定了開發環境並安裝了必要的工具和庫。然後，我們學習瞭如何編寫和部署智慧合約到本地 Ganache 區塊鏈。最後，我們瞭解瞭如何使用 Python 與已部署的智慧合約互動。