Utangulizi wa Ethereum kwa msanidi wa Python, sehemu ya 1

Kwa hivyo, umesikia kuhusu hii kitu inayoitwa Ethereum na uko tayari kuchunguza kwa kina? Chapisho hili litashughulikia kwa haraka baadhi ya misingi ya mnyororo wa vitalu, kisha litakuwezesha kuingiliana na nodi ya Ethereum iliyoigwa – kusoma data ya kitalu, kuangalia salio la akaunti, na kutuma miamala. Njiani, tutaangazia tofauti kati ya njia za kitamaduni za kuunda programu na mtazamo huu mpya uliogatuliwa.

Mahitaji (Mepesi) ya awali

Chapisho hili linalenga kufikiwa na anuwai ya wasanidi. Zana za Python zitahusika, lakini ni njia tu ya kuwasilisha mawazo – hakuna shida ikiwa wewe si msanidi wa Python. Hata hivyo, nitafanya dhana chache tu kuhusu kile unachojua tayari, ili tuweze kuendelea haraka na sehemu mahususi za Ethereum.

Dhana:

• Unaweza kutumia terminali,
• Umeandika mistari michache ya msimbo wa Python,
• Toleo la Python 3.6 au la juu zaidi limesakinishwa kwenye mashine yako (matumizi ya mazingira pepe (opens in a new tab) yanahimizwa sana), na
• umetumia pip, kisakinishi cha kifurushi cha Python. Tena, ikiwa yoyote kati ya haya si kweli, au hupangi kurudia msimbo katika makala haya, bado unaweza kufuatilia vizuri tu.

Minyororo ya vitalu, kwa ufupi

Kuna njia nyingi za kuelezea Ethereum, lakini kiini chake ni mnyororo wa vitalu. Minyororo ya vitalu inaundwa na mfululizo wa vitalu, kwa hivyo tuanzie hapo. Kwa maneno rahisi, kila kitalu kwenye mnyororo wa vitalu wa Ethereum ni data fafanuzi tu na orodha ya miamala. Katika umbizo la JSON, inaonekana kama hivi:

{
   "number": 1234567,
   "hash": "0xabc123...",
   "parentHash": "0xdef456...",
   ...,
   "transactions": [...]
}

Kila kitalu kina rejeleo la kitalu kilichotangulia; parentHash ni heshi tu ya kitalu kilichotangulia.

Mnyororo wa vitalu kimsingi ni orodha iliyounganishwa; kila kitalu kina rejeleo la kitalu kilichotangulia.

Muundo huu wa data si mgeni, lakini sheria (yaani, itifaki za rika-kwa-rika) zinazosimamia mtandao ni ngeni. Hakuna mamlaka kuu; mtandao wa marika lazima ushirikiane ili kudumisha mtandao, na kushindana kuamua ni miamala ipi itajumuishwa katika kitalu kijacho. Kwa hivyo, unapotaka kumtumia rafiki pesa, utahitaji kutangaza muamala huo kwenye mtandao, kisha usubiri ujumuishwe kwenye kitalu kijacho.

Njia pekee ya mnyororo wa vitalu kuthibitisha kuwa pesa zilitumwa kweli kutoka kwa mtumiaji mmoja hadi mwingine ni kutumia sarafu asili ya (yaani, iliyoundwa na kusimamiwa na) mnyororo huo wa vitalu. Katika Ethereum, sarafu hii inaitwa Etha, na mnyororo wa vitalu wa Ethereum una rekodi pekee rasmi ya salio la akaunti.

Mtazamo mpya

Mkusanyiko huu mpya wa teknolojia iliyogatuliwa umezalisha zana mpya za wasanidi. Zana kama hizo zipo katika lugha nyingi za programu, lakini tutaangalia kupitia mtazamo wa Python. Kusisitiza: hata kama Python si lugha unayoipendelea, haipaswi kuwa shida sana kufuatilia.

Wasanidi wa Python wanaotaka kuingiliana na Ethereum wana uwezekano wa kutumia Web3.py (opens in a new tab). Web3.py ni maktaba inayorahisisha sana njia unayounganisha kwenye nodi ya Ethereum, kisha kutuma na kupokea data kutoka kwayo.

Wateja wa Ethereum wanaweza kusanidiwa kufikiwa na IPC (opens in a new tab), HTTP, au Websockets, kwa hivyo Web3.py itahitaji kuakisi usanidi huu. Web3.py inarejelea chaguo hizi za muunganisho kama watoa huduma. Utataka kuchagua mmoja wa watoa huduma watatu ili kuunganisha mfano wa Web3.py na nodi yako.

Sanidi nodi ya Ethereum na Web3.py ili kuwasiliana kupitia itifaki sawa, k.m., IPC katika mchoro huu.

Mara tu Web3.py inaposanidiwa vizuri, unaweza kuanza kuingiliana na mnyororo wa vitalu. Hapa kuna mifano michache ya matumizi ya Web3.py kama onyesho la kile kitakachokuja:

# soma data za kitalu:
w3.eth.get_block('latest')

# tuma muamala:
w3.eth.send_transaction({'from': ..., 'to': ..., 'value': ...})

Usakinishaji

Katika mwongozo huu, tutakuwa tukifanya kazi ndani ya mkalimani wa Python. Hatutaunda saraka, faili, madarasa au vitendaji vyovyote.

Kwanza, sakinisha IPython (opens in a new tab) kwa mazingira rafiki kwa mtumiaji ya kuchunguza. IPython inatoa ukamilishaji wa kichupo, miongoni mwa vipengele vingine, na kuifanya iwe rahisi zaidi kuona kile kinachowezekana ndani ya Web3.py.

pip install ipython

Web3.py imechapishwa chini ya jina web3. Isakinishe hivi:

pip install web3

Jambo moja zaidi – tutaiga mnyororo wa vitalu baadaye, ambayo inahitaji vitegemezi vichache zaidi. Unaweza kusakinisha hizo kupitia:

pip install 'web3[tester]'

Uko tayari kuanza!

Kumbuka: Kifurushi cha web3[tester] hufanya kazi hadi Python 3.10.xx

Anzisha mazingira ya majaribio

Fungua mazingira mapya ya Python kwa kuendesha ipython kwenye terminali yako. Hii inalinganishwa na kuendesha python, lakini inakuja na vipengele vingi zaidi.

ipython

Hii itachapisha baadhi ya taarifa kuhusu matoleo ya Python na IPython unayoendesha, kisha unapaswa kuona kidokezo kinachosubiri ingizo:

In [1]:

Sasa unaangalia ganda la Python linaloingiliana. Kimsingi, ni mazingira ya majaribio ya kuchezea. Ikiwa umefika hapa, ni wakati wa kuleta Web3.py:

In [1]: from web3 import Web3

Kutambulisha moduli ya Web3

Kando na kuwa lango la Ethereum, moduli ya Web3 (opens in a new tab) inatoa vitendaji vichache vya urahisi. Hebu tuchunguze vichache.

Katika programu ya Ethereum, kwa kawaida utahitaji kubadilisha thamani za sarafu. Moduli ya Web3 hutoa mbinu chache za usaidizi kwa ajili ya hili tu: from_wei (opens in a new tab) na to_wei (opens in a new tab).

Jaribu kubadilisha baadhi ya thamani kwenda na kutoka Wei. Kumbuka kwamba kuna majina kwa nyingi ya thamani (opens in a new tab) kati ya Etha na Wei. Moja ya zinazojulikana zaidi kati yao ni Gwei, kwani mara nyingi ndivyo ada za muamala zinavyowakilishwa.

In [2]: Web3.to_wei(1, 'ether')
Out[2]: 1000000000000000000

In [3]: Web3.from_wei(500000000, 'gwei')
Out[3]: Decimal('0.5')

Mbinu zingine za matumizi kwenye moduli ya Web3 ni pamoja na vibadilishaji vya umbizo la data (k.m., toHex (opens in a new tab)), wasaidizi wa anwani (k.m., isAddress (opens in a new tab)), na vitendaji vya heshi (k.m., keccak (opens in a new tab)). Nyingi ya hizi zitashughulikiwa baadaye katika mfululizo huu. Ili kutazama mbinu na sifa zote zinazopatikana, tumia ukamilishaji otomatiki wa IPython kwa kuandika Web3. na kubonyeza kitufe cha tab mara mbili baada ya nukta.

Wasiliana na mnyororo

Mbinu za urahisi ni nzuri, lakini tuendelee kwenye mnyororo wa vitalu. Hatua inayofuata ni kusanidi Web3.py ili kuwasiliana na nodi ya Ethereum. Hapa tuna chaguo la kutumia watoa huduma wa IPC, HTTP, au Websocket.

Hatutapitia njia hii, lakini mfano wa mtiririko kamili wa kazi kwa kutumia Mtoa Huduma wa HTTP unaweza kuonekana kama hivi:

• Pakua nodi ya Ethereum, k.m., Geth (opens in a new tab).
• Anzisha Geth katika dirisha moja la terminali na usubiri isawazishe mtandao. Lango chaguomsingi la HTTP ni 8545, lakini linaweza kusanidiwa.
• Iambie Web3.py iunganishe kwenye nodi kupitia HTTP, kwenye localhost:8545. w3 = Web3(Web3.HTTPProvider('http://127.0.0.1:8545'))
• Tumia mfano wa w3 kuingiliana na nodi.

Ingawa hii ni njia moja “halisi” ya kufanya hivyo, mchakato wa usawazishaji huchukua saa nyingi na si wa lazima ikiwa unataka tu mazingira ya uundaji. Web3.py inafichua mtoa huduma wa nne kwa madhumuni haya, EthereumTesterProvider. Mtoa huduma huyu wa majaribio huunganisha kwenye nodi ya Ethereum iliyoigwa yenye ruhusa zilizolegezwa na sarafu bandia ya kuchezea.

EthereumTesterProvider huunganisha kwenye nodi iliyoigwa na inafaa kwa mazingira ya haraka ya uundaji.

Nodi hiyo iliyoigwa inaitwa eth-tester (opens in a new tab) na tuliisakinisha kama sehemu ya amri ya pip install web3[tester]. Kusanidi Web3.py kutumia mtoa huduma huyu wa majaribio ni rahisi kama:

In [4]: w3 = Web3(Web3.EthereumTesterProvider())

Sasa uko tayari kuvinjari mnyororo! Hilo si jambo ambalo watu husema. Nimebuni tu. Hebu tufanye ziara ya haraka.

Ziara ya haraka

Kwanza kabisa, ukaguzi wa uhakika:

In [5]: w3.is_connected()
Out[5]: True

Kwa kuwa tunatumia mtoa huduma wa majaribio, hili si jaribio la thamani sana, lakini likishindwa, kuna uwezekano uliandika kitu vibaya wakati wa kuanzisha kigezo cha w3. Hakikisha tena kwamba umejumuisha mabano ya ndani, yaani, Web3.EthereumTesterProvider().

Kituo cha ziara #1: akaunti

Kama urahisi, mtoa huduma wa majaribio aliunda baadhi ya akaunti na kuzipakia mapema na Etha ya majaribio.

Kwanza, hebu tuone orodha ya akaunti hizo:

In [6]: w3.eth.accounts
Out[6]: ['0x7E5F4552091A69125d5DfCb7b8C2659029395Bdf',
 '0x2B5AD5c4795c026514f8317c7a215E218DcCD6cF',
 '0x6813Eb9362372EEF6200f3b1dbC3f819671cBA69', ...]

Ikiwa utaendesha amri hii, unapaswa kuona orodha ya mifuatano kumi inayoanza na 0x. Kila moja ni anwani ya umma na, kwa njia fulani, inafanana na nambari ya akaunti kwenye akaunti ya hundi. Ungempa anwani hii mtu ambaye angetaka kukutumia Etha.

Kama ilivyotajwa, mtoa huduma wa majaribio amepakia mapema kila moja ya akaunti hizi na Etha ya majaribio. Hebu tujue ni kiasi gani kiko kwenye akaunti ya kwanza:

In [7]: w3.eth.get_balance(w3.eth.accounts[0])
Out[7]: 1000000000000000000000000

Hizo ni sifuri nyingi! Kabla hujaenda ukicheka hadi kwenye benki bandia, kumbuka somo lile kuhusu thamani za sarafu kutoka awali. Thamani za Etha zinawakilishwa katika thamani ndogo zaidi, Wei. Badilisha hiyo iwe Etha:

In [8]: w3.from_wei(1000000000000000000000000, 'ether')
Out[8]: Decimal('1000000')

Etha milioni moja ya majaribio — bado si haba.

Kituo cha ziara #2: data ya kitalu

Hebu tuchunguze hali ya mnyororo huu wa vitalu ulioigwa:

In [9]: w3.eth.get_block('latest')
Out[9]: AttributeDict({
   'number': 0,
   'hash': HexBytes('0x9469878...'),
   'parentHash': HexBytes('0x0000000...'),
   ...
   'transactions': []
})

Taarifa nyingi hurejeshwa kuhusu kitalu, lakini mambo machache tu ya kuangazia hapa:

• Nambari ya kitalu ni sifuri — haijalishi ni muda gani uliopita ulisanidi mtoa huduma wa majaribio. Tofauti na mtandao halisi wa Ethereum, ambao huongeza kitalu kipya kila sekunde 12, uigaji huu utangoja hadi uupe kazi ya kufanya.
• transactions ni orodha tupu, kwa sababu hiyo hiyo: hatujafanya chochote bado. Kitalu hiki cha kwanza ni kitalu kitupu, ili tu kuanzisha mnyororo.
• Kumbuka kwamba parentHash ni kundi tu la baiti tupu. Hii inaashiria kwamba ni kitalu cha kwanza katika mnyororo, kinachojulikana pia kama kitalu cha asili.

Kituo cha ziara #3: miamala

Tumekwama kwenye kitalu sifuri hadi kuwe na muamala unaosubiri, kwa hivyo hebu tuupe mmoja. Tuma Etha chache za majaribio kutoka akaunti moja hadi nyingine:

In [10]: tx_hash = w3.eth.send_transaction({
   'from': w3.eth.accounts[0],
   'to': w3.eth.accounts[1],
   'value': w3.to_wei(3, 'ether'),
   'gas': 21000
})

Hapa ndipo kwa kawaida ungesubiri kwa sekunde kadhaa ili muamala wako ujumuishwe kwenye kitalu kipya. Mchakato kamili unaenda kama hivi:

1. Wasilisha muamala na ushikilie heshi ya muamala. Hadi kitalu kinachojumuisha muamala kiundwe na kutangazwa, muamala huo “unasubiri.” tx_hash = w3.eth.send_transaction({ … })
2. Subiri muamala ujumuishwe kwenye kitalu: w3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash)
3. Endelea na mantiki ya programu. Ili kutazama muamala uliofanikiwa: w3.eth.get_transaction(tx_hash)

Mazingira yetu yaliyoigwa yataongeza muamala katika kitalu kipya papo hapo, kwa hivyo tunaweza kutazama muamala mara moja:

In [11]: w3.eth.get_transaction(tx_hash)
Out[11]: AttributeDict({
   'hash': HexBytes('0x15e9fb95dc39...'),
   'blockNumber': 1,
   'transactionIndex': 0,
   'from': '0x7E5F4552091A69125d5DfCb7b8C2659029395Bdf',
   'to': '0x2B5AD5c4795c026514f8317c7a215E218DcCD6cF',
   'value': 3000000000000000000,
   ...
})

Utaona baadhi ya maelezo unayoyafahamu hapa: sehemu za from, to, na value zinapaswa kulingana na ingizo la wito wetu wa send_transaction. Jambo lingine la kutia moyo ni kwamba muamala huu ulijumuishwa kama muamala wa kwanza ('transactionIndex': 0) ndani ya kitalu nambari 1.

Tunaweza pia kuthibitisha kwa urahisi mafanikio ya muamala huu kwa kuangalia salio la akaunti mbili zinazohusika. Etha tatu zinapaswa kuwa zimehamishwa kutoka moja hadi nyingine.

In [12]: w3.eth.get_balance(w3.eth.accounts[0])
Out[12]: 999996999979000000000000

In [13]: w3.eth.get_balance(w3.eth.accounts[1])
Out[13]: 1000003000000000000000000

Ya mwisho inaonekana nzuri! Salio lilitoka Etha 1,000,000 hadi 1,000,003. Lakini nini kilitokea kwa akaunti ya kwanza? Inaonekana imepoteza zaidi kidogo ya Etha tatu. Ala, hakuna kitu maishani kilicho cha bure, na kutumia mtandao wa umma wa Ethereum kunahitaji uwafidie marika wako kwa jukumu lao la kusaidia. Ada ndogo ya muamala ilikatwa kutoka kwa akaunti iliyowasilisha muamala - ada hii ni kiasi cha gesi iliyochomwa (yunit 21000 za gesi kwa hamisho la ETH) ikizidishwa na ada ya msingi ambayo inatofautiana kulingana na shughuli za mtandao pamoja na ada ya kipaumbele inayoenda kwa mthibitishaji anayejumuisha muamala kwenye kitalu.

Zaidi kuhusu gesi

Na pumua

Tumekuwa tukifanya hivi kwa muda, kwa hivyo hapa panaonekana kuwa mahali pazuri pa kupumzika. Uchunguzi wa kina unaendelea, na tutaendelea kuchunguza katika sehemu ya pili ya mfululizo huu. Baadhi ya dhana zinazokuja: kuunganisha kwenye nodi halisi, mikataba mahiri, na tokeni. Una maswali ya ufuatiliaji? Nijulishe! Maoni yako yataathiri tunakoelekea kutoka hapa. Maombi yanakaribishwa kupitia Twitter (opens in a new tab).