区块链最初是一种公共、非许可型的技术,随着后来其它类型区块链的引入,每种区块链都有了自己特定的适用场景。公共非许可型的区块链是开放的、去中心化的,但速度很慢,而私有许可型的区块链则是部分或完全封闭和集中的。

在本文中,我们将讨论构建基于区块链技术的应用程序需要学习什么内容?例如,不同类型的区块链之间有什么异同?采用哪种编程语言才能进行高效的区块链开发?采用哪个平台进行区块链开发?

区块链编程的类型

基于区块链架构的编程

在一个区块链应用发布之前,其体系结构和所采用的协议等重大功能都必须稳定下来,而这些功能都是需要使用代码来实现的。例如,在 2009 年比特币发布之前,就先用 C++ 实现了比特币的规则和条款。

通常,像这样的区块链应用都会采用 C 和 Java 等语言来完成,因为这类语言更接近机器语言。

构建智能合约或去中心化应用程序(DApp)

在普通的中心化应用程序中,服务端代码通常在中心服务器上运行,而去中心化应用的服务端代码则在去中心的对等网络中运行。像其他应用程序一样,去中心化应用也可以使用任何语言来编写其前端代码,并通过用户界面来调用其服务端程序。

当前流行的区块链编程平台

Hyperledger(超级账本)

Hyperledger 是一款开源的区块链项目,旨在推进区块链技术的发展,它提供了相关的工具、培训和活动,用以支持基于区块链的分布式账本的协同开发。其目标是提供模块化的区块链技术,其中包含丰富的、易用的应用程序编程接口(API)。

Hyperledger 在一定程度上降低了交易的安全风险,确保了只有其想要参与交易,那么他才会是该交易的一部分。Hyperledger 提供了区块链架构、数据隐私、信息共享和数据不变性的所有功能。

Ethereum(以太坊)

Ethereum 是一个开源的区块链平台,用于开发基于区块链技术的去中心化应用程序。Ethereum 区块链平台有助于区块链脚本和智能合约的编写,通过网络中的节点运行,不仅可以用来追踪每一次交易,还可以对它们进行编程。

Ethereum 可选择多种编程语言来进行编程,例如 C++、Go、Python、Java 等,该平台下智能合约是使用 Solidity 构建的,Solidity 是一种面向合约的高级编程语言。

区块链编程语言 Top 5

C++让我们从最具历史、最受推崇的语言——C++ 开始,几乎所有人都知道 C++ 是 C 语言的扩展。在 C++ 中,若创建了一个变量、函数或对象,就可以在其他程序中轻松的调用并复用,可以大大减少编程时间。

但是现在已经有很多高级语言了,为什么还要用 C++ 呢?

因为 C++ 具有的某些特性仍然很吸引人,考虑到区块链开发要面临的诸多挑战,其应用更应该像是一个堡垒,同时还要兼备高效的资源管理特性,区块链应用不仅要与许多不被信任的节点进行交互,同时还要为每个节点甚至是所有节点提供快速服务。尤其是对加密货币来说,这种快速服务更是至关重要。要满足所有这些需求并能在最高优先级执行,你需要能完全控制 CPU 和内存的使用,而 C++ 刚好就能够满足用户这方面的需求。

C++ 另一个有趣的地方是移动语义(move semantic)。移动语义提供了一种在对象之间移动内容而不是复制内容的方法。移动语义的优点是:只有在需要时才会获得某些数据的副本,通过减少代码冗余来提高性能。而高效的内存管理和高性能都是区块链开发所必须的特性。

除此之外,区块链编程的挑战还包括并行任务和非并行任务的集成。

可以想到的另一个关于区块链编程的挑战是并行任务和非并行的任务的集成。大多数编程语言只擅长其中一种,但是,C++ 语言的线程能力使其可以同时处理并行和非并行任务。C++ 语言允许多线程任务进行有效的线程间通信,并优化了单线程处理的性能。

C++ 的优点和缺点

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基于 C++ 语言的区块链开发案例

C++ 主要用于加密货币和重要的区块链项目,如比特币,Ripple,Litecoin,Stellar 和 Monero 等。

JavaScript

JavaScript 是目前最流行的软件开发语言之一。JavaScript 语言及其相关的库和框架,例如:jQuery、React、Angular 和 Node.js,是推动现代 Web 开发技术快速发展的引擎。JavaScript 通常与 HTML 和 CSS 一起,用以增强 Web 在行为交互方面的功能,当前 JavaScript 主要用于创建交互性强的网页。

JavaScript 非常擅长处理异步操作,这一主要特性使得它非常适用于区块链开发。随着区块链上的用户数量的增加,所有的操作都需要同时执行,JavaScript 可以更轻松地处理不同区块链节点之间的通信。但同时我们也不能否认,在最大化的密集计算处理能力方面 JavaScript 不如 C++ 高效。

JavaScript 的优点和缺点

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基于 JavaScript 语言的区块链开发案例

区块链开发人员可以在 web3.js 和 ethereum.js 中使用 JavaScript,用来构建应用程序的前端,用以连接以太坊网络和智能合约。 另外在区块链中经常采用 JavaScript 语言的是基于 node.js 平台的 Hyperledger Fabric SDK,这是一个在 IT 行业和企业中经常使用的大型框架。

Python

Python 是一种相对现代的编程语言,通常是新程序员的最爱,因为它语法简单,可以在服务器上创建基于 Web 的应用程序,还可以用来连接数据库系统,也可以处理大数据并执行复杂的数学运算。

Python 最吸引人的地方是它通过“另起一行”来作为命令的结束标识,而不像其他编程语言使用分号或括号。

无论你采用哪一种区块链平台进行开发,都不能忽略 Python 的存在,因为几乎每个区块链的生态系统中都有一个或多个用 Python 编写的公共工具。Python 已经成为区块链领域中的流行编程语言。

Python 的优点和缺点

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基于 Python 语言的区块链开发案例

在区块链领域,Python 用于为 Hyperledger 编写智能合约,除此之外还有许多其他的项目也采用了 Python,如 Ethereum(pyethereum)也有自己的 Python 实现。同时 Python 也被用来为 NEO 创建智能合约,这是一个基于社区的非营利性区块链项目。

Go

GoLang,俗称 Go,是谷歌公司于 2007 年开发的一种相对现代的领域通用语言,并于 2012 年面向公众开放。它是一种静态类型的语言,语法有点类似于 C 语言。作为一种健壮的、多用途的语言,Go 试图将现代高级语言 (如 Python 和 JavaScript) 的语法和用户友好性与 C 语言的性能和安全优势结合起来。Go 是一种编译语言,提供了丰富的标准库。当你在区块链项目的多个组件中使用 Go 语言时,该特性将为你带来最大的灵活性。

在 Go 中,名为 Goroutines 的方法提供了异步或并行运行多个程序的能力,这也是区块链项目所需要的一个重要的特性。而在 Java 和其他语言中往往会使用线程来实现该特性。

Go 的优点和缺点

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基于 Go 语言的区块链开发案例

区块链领域有很多与 Go 语言相关的项目,其中包含一些很受欢迎的项目,例如 Go-Ethereum 是 Ethereum 的 Go 语言实现,也是基于 Go 语言的最重要的项目之一。用 Go 语言实现的另一个重要项目是 Hyperledger Fabric,它是大公司中最受欢迎的区块链解决方案之一。另一个是去中心化在线游戏项目 Loom Network,它采用 Go 语言实现了其链码。

Solidity

Solidity 是由 Ethereum 团队(Gavin Wood,Christian Reitwiessner 等)开发的一款类似于 JavaScript 、针对于特定领域、面向对象的高级语言。Solidity 受 C++,Python 和 JavaScript 的影响,为了在 Ethereum 平台的以太坊虚拟机(EVM)上创建去中心化应用程序而设计的。EVM 是在 Ethereum 平台上编写智能合约的运行时环境。

Solidity 是一种静态类型语言,支持继承、库和复杂的用户自定义类型。到目前为止,它是 Ethereum 社区和区块链行业中最适合的领域特定语言(DSL)。

若要尝试运行 Solidity 的代码示例,可以使用 Remix IDE,这是一款基于 Web 浏览器的 IDE 工具,同时集成 Solidity 的编译器和运行时环境,且没有服务器端组件。你可以在该 IDE 中编写 Solidity 代码并部署和运行智能合约。

Solidity 的优点和缺点

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基于 Solidity 语言的区块链开发案例

Solidity 语言主要用于开发以太坊智能合约,目前还没有看到其他项目使用 Solidity,但以太坊生态系统是巨大的,并且也是目前区块链开发中最重要的一部分。

Solidity 是用于智能合约开发的最流行的语言之一。

总结

区块链技术将对每个领域和行业产生巨大的影响。在未来的几个月或者几年中,随着世界变得越来越去中心化,区块链也将被作为主流技术使用,它有着无限的未来。

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