開發安全的 Web3 應用的最佳實踐：構建可信賴的 DApps

2024.02.01

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開發安全的 Web3 應用的最佳實踐：構建可信賴的 DApps

通過全面的設計、測試和實施，可以確保 DApp 在區塊鏈環境中的可靠性和可信度。

2024.02.01 - 02:23:06

專注 Web3 行業深度報導，洞察潮水流動的方向

通過全面的設計、測試和實施，可以確保 DApp 在區塊鏈環境中的可靠性和可信度。

撰文：Salus

開發可信賴的 DApps 對於建立用戶信任、確保安全性、提供良好的用戶體驗以及推動區塊鏈技術的應用都是至關重要的。可信賴的 DApp 為用戶提供了安全、透明和去中心化的交互環境，為區塊鏈技術的可持續發展和廣泛應用打下了堅實的基礎。我們主要從以下五個方面說明構建 DApps 的技術棧：

智能合約開發：確保智能合約的設計符合最佳實踐和安全原則，遵循模塊化和可擴展的架構，以便日後進行升級和修改。
智能合約測試：進行全面的單元測試、集成測試和系統測試，以確保合約的正確性和穩定性。同時，通過模擬各種場景和攻擊，檢查合約的魯棒性和安全性。
前端開發：確保用戶界面友好、易用，並與智能合約進行安全的交互。實施必要的驗證和授權機制，保護用戶的隱私和資產。
中間件開發：確保中間件的安全性和可靠性，通過適當的加密和身份驗證機制，保護用戶的數據和交易。同時，中間件也需要提供高效的接口和功能，以便前端與智能合約進行無縫的交互。
智能合約部署：確保合約在部署過程中的正確性和完整性，並進行必要的數據遷移和轉移。選擇適當的部署工具和網絡，並遵循最佳實踐和安全準則。

1 智能合約開發

1.1 智能合約的特徵

智能合約是 DApp 的核心組成部分，它們定義了 DApp 的邏輯和功能。智能合約有特有的編程語言，包括 Solidity、Vyper、Move 和 Rust 等。瞭解智能合約的特徵對開發 DApp 來說非常重要。以下是一些關鍵的特徵：

事務性：智能合約在執行過程中要麼全部執行成功，要麼全部回滾到未修改狀態。這要求我們在編寫智能合約的過程中要注意函數 API 的設計，避免對參數進行重載，並小心處理錯誤。
錯誤處理：常用的錯誤處理方式包括使用「require」語句傳入錯誤信息或使用「revert」語句自定義錯誤類型。這些錯誤處理方式都會導致交易失敗，並且需要在前端進行自定義錯誤類型的捕獲。
運行成本：智能合約的狀態儲存會消耗 Gas 費用，因此在設計儲存對象時要善用聲明的內存空間，避免過多的內存佔用。同時，不同位置的數據結構聲明會產生不同的費用，而改變狀態的函數會消耗 Gas。
不可變性：智能合約一旦部署，就無法動態替換或升級。因此，在部署前需要考慮是否依賴可升級架構，並確保合約的可升級性。
權限和可見性：合約對網絡中的所有人都是透明的，因此不應在合約中存儲敏感數據，並避免依賴區塊中的狀態作為核心業務邏輯的判斷基準。推薦使用權限控制機制，如 Ownable 和 AccessControl。
安全性：合約的安全性是非常重要的，要遵循安全最佳實踐，包括合約代碼安全指南和充分的測試用例。不要輕信未經測試的合約代碼，並主觀地期望其正常工作。

1.2 安全實踐

在 DApp 開發中，確保智能合約的安全性和易於審計是至關重要的。以下是一些保證智能合約安全性的最佳實踐和建議：

標準化開發框架：使用標準化的開發框架可以幫助提高智能合約的可信度。標準化的開發框架通常由經驗豐富的開發者和安全專家創建和維護，其中包含了一些已經經過驗證和優化的代碼和模式。通過使用這些框架，開發者可以避免常見的安全問題，並且能夠使用已經經過測試和審計的代碼，提高合約的安全性。例如，OpenZeppelin 是一個廣泛使用的、經過驗證的智能合約開發框架，它提供了一些標準的合約模板和庫，可以幫助開發者構建安全可靠的合約。
使用事件進行日誌記錄：通過使用事件來記錄智能合約的執行情況，可以更好地追蹤合約的功能和操作。事件可以在合約中定義和觸發，記錄某個操作的詳細信息，如調用者的地址、時間戳和傳遞給函數的參數等。這些日誌信息對於審計合約和識別潛在的漏洞非常有價值。例如，在一個眾籌合約中，可以定義一個事件來記錄每次捐款的細節，包括捐款者的地址和捐款金額。這樣一來，合約的所有操作和變動都可以被記錄下來，方便審計人員進行檢查和分析。
實施訪問控制：訪問控制是一種機制，用於控制誰可以訪問某些資源或執行某些操作，並在訪問或執行之前進行身份驗證。在智能合約中，可以使用修飾符來實現訪問控制，這些修飾符可以添加到函數中，以在執行函數之前檢查滿足特定條件。通過實施訪問控制，可以確保只有經過授權的實體可以執行特定的操作或訪問敏感的數據。例如，在一個投票合約中，可以定義一個修飾符來驗證只有特定的地址可以進行投票操作，確保只有授權的用戶可以參與投票過程。
遵循最小權限原則：最小權限原則要求每個用戶只能被授予執行其工作所需的最小訪問權限。在智能合約中，最小權限可以通過訪問控制機制來實現。通過實施訪問控制和遵循最小權限原則，可以限制每個實體被授予的權限，確保他們只能執行必要的操作。例如，在一個多用戶合約中，可以為每個用戶定義不同的權限級別，根據用戶的身份和需求，只授予他們必要的權限，防止濫用和不必要的操作。這樣做可以降低合約被攻擊的風險，因為即使一個賬戶被攻破，攻擊者也只能執行受限的操作。
多重簽名：對關鍵交易使用多重簽名是智能合約安全實踐中的一項重要措施。多重簽名要求在執行關鍵交易之前，必須有多方進行簽名才能完成交易。這種機制可以提供額外的安全性，減輕一些潛在的攻擊風險，如重放攻擊和交易延展性。
說明定時器和超時：由於區塊鏈網絡中的交易執行時間是不確定的，智能合約容易受到利用時間問題的攻擊，比如預測隨機數攻擊、前運行攻擊、三明治攻擊等。為了減輕這些時間問題的攻擊，使用定時器和超時機制是一種有效的方法。定時器可以用於安排合約中的功能在特定時間執行，從而避免依賴於區塊鏈網絡的執行時間。超時機制可以限制合約中某些函數的執行時間，確保它們不會無限期地執行下去。

1.3 智能合約可升級

智能合約升級是指對已部署在區塊鏈上的智能合約進行更新或修改的過程。智能合約升級涉及更改智能合約的業務邏輯，同時保留合約的狀態。 智能合約升級允許開發者對合約的邏輯、功能或安全性進行改進，以適應新的需求或修復現有合約中的問題。升級智能合約是一項複雜的活動，需要高度謹慎以防止引入漏洞。

智能合約升級通常需要以下步驟：

編寫新的合約代碼：開發者根據需要編寫新的合約代碼，包括對原有合約的改進部分。新代碼應該經過嚴格的測試，確保其正確性和安全性。
部署新的合約：新的合約代碼需要通過與原有合約不同的合約地址進行部署。在部署新合約之前，開發者需要確保在升級過程中正確處理數據的遷移或轉移。
遷移或轉移數據：如果智能合約升級涉及到數據的遷移或轉移，開發者需要設計相應的機制來確保數據在新合約中正確地遷移或轉移。這通常涉及與舊合約進行數據交互和轉換的過程。
更新合約地址或接口：一旦新合約部署成功，開發者需要更新與合約交互的應用程序或用戶界面，確保它們與新合約的地址或接口進行適配。

2 智能合約測試

智能合約測試是指對智能合約進行各種測試方法和技術的應用，以驗證合約的功能、安全性、性能和正確性。智能合約測試旨在發現合約中的潛在問題、漏洞和錯誤，並確保合約在各種情況下的行為符合預期。

2.1 為什麼要測試

測試智能合約是智能合約開發中的一項重要實踐，具有以下幾個重要原因：

驗證合約功能：智能合約是用於執行特定功能的代碼，例如轉賬、狀態更新等。通過進行單元測試，可以驗證合約的各個功能是否按照預期工作。這有助於發現和修復潛在的錯誤，確保合約的行為和邏輯正確。
確保合約安全性：智能合約通常涉及處理和管理資產，如加密貨幣。因此，合約的安全性至關重要。通過進行單元測試，可以檢查合約是否受到常見的漏洞和攻擊的威脅，如重入攻擊、整數溢出等。這有助於發現並修復潛在的安全漏洞，確保合約的安全性。
提高代碼質量：單元測試可以幫助開發者編寫高質量的代碼。通過編寫測試用例和斷言，開發者可以驗證代碼的正確性，並確保代碼在各種情況下都能正常工作。這有助於提高代碼的健壯性、可靠性和可維護性，並降低後續維護的成本。
支持重構和擴展：在智能合約開發過程中，隨著需求的變化，可能需要對合約進行重構或擴展。通過擁有完善的單元測試套件，可以確保在重構或擴展過程中不會破壞現有的功能和邏輯。這有助於保持代碼的穩定性，並簡化後續的開發和維護工作。
持續集成和部署：在持續集成和部署的開發環境中，單元測試是一個重要的環節。通過自動運行單元測試，可以及時發現和解決代碼中的問題，確保代碼的質量和可靠性。這有助於提高開發團隊的工作效率，並加快產品的發佈速度。

2.2 測試的是什麼

在測試智能合約時，我們主要測試以下幾個方面：

合約的功能和行為：我們測試智能合約的主要目標是驗證合約的功能和行為是否按照預期工作。這包括測試合約的各個功能和方法是否正確執行，並且與預期的結果一致。例如，如果合約是一個轉賬合約，我們可以測試它是否能夠正確地實現資金的轉移功能。
合約的邊界情況：我們還需要測試合約在各種邊界情況下的行為。這包括測試輸入參數的邊界值，如最小值、最大值、空值等，以及測試合約在異常情況下的處理能力，如處理無效輸入、處理未授權的操作等。通過測試邊界情況，我們可以發現合約可能存在的潛在問題和漏洞。
合約的安全性：安全性是智能合約測試中的一個重要方面。我們需要測試合約是否存在潛在的安全漏洞，如重入攻擊、整數溢出、未經授權的訪問等。通過安全審計和針對特定漏洞類型的測試，我們可以發現並修復合約中的安全問題，確保用戶資產的安全。
合約的性能和擴展性：智能合約需要具備良好的性能和擴展性，以處理大量的交易和用戶。因此，我們需要進行性能測試和壓力測試，以驗證合約在高負載和併發用戶情況下的性能和穩定性。通過測試合約的性能和擴展性，我們可以優化合約的設計和實現，以提高其吞吐量和響應時間。
合約的集成和兼容性：如果智能合約需要與其他組件或服務進行集成，我們需要進行集成測試來驗證合約與其他組件的協作是否正常。這包括前端應用的集成、與其他合約的交互等。同時，我們還需要測試合約在不同的以太坊客戶端和網絡環境下的兼容性，以確保合約在不同環境下的一致性和可靠性。

2.3 測試方法有哪些

單元測試：單元測試是對智能合約中的各個功能和方法進行測試的方法。通過編寫測試腳本，模擬合約的輸入和環境，並對合約的輸出進行斷言來驗證合約的行為是否符合預期。
集成測試：集成測試是測試不同組件之間的交互是否正常的方法。在智能合約開發中，可以編寫集成測試來測試合約與前端應用或其他服務（如區塊鏈節點或數據庫）的集成。集成測試可以確保合約與其他組件的協作正常，並驗證整體系統的功能和表現。
基於屬性的測試：基於屬性的測試關注的是合約的行為是否滿足預定義的屬性。這些屬性是關於合約行為的斷言，表示在不同的場景下應該始終保持為真。靜態分析和動態分析是用於執行基於屬性的測試的兩種常見技術。靜態分析器接受智能合約的源代碼作為輸入，並輸出結果，聲明合約是否滿足某個屬性。動態分析生成智能合約函數的符號輸入或具體輸入，以查看是否存在任何執行跟蹤違反特定屬性。
安全審計：安全審計也是人工測試。通過仔細審查合約的代碼和邏輯，以及使用專業的審計工具和技術，可以發現潛在的漏洞和安全風險。安全審計對於保護合約中的資產和用戶的安全至關重要。如果您有智能合約審計需求，請聯繫Salus，我們會為您提供優質的服務。

2.4 測試工具有哪些

Foundry 和 Hardhat 都是流行的開發工具，用於測試智能合約。

Foundry 是一個基於 TypeScript 的智能合約開發框架，它提供了一套強大的工具和庫，用於創建和測試以太坊智能合約。

Foundry 使用 Mocha 和 Chai 這兩個流行的 JavaScript 測試框架，可以編寫和執行各種測試用例。
Foundry 提供了一些內置的斷言函數，用於驗證智能合約的預期行為。
Foundry 還支持使用模擬器進行測試，以避免在實際以太坊網絡上消耗資源和費用。

Hardhat 是一個功能強大的以太坊開發環境，用於編寫、部署和測試智能合約。

Hardhat 集成了 Mocha 和 Chai 測試框架，以及其他一些有用的工具，如 Ethers.js 和 Waffle。
Hardhat 提供了一些內置的斷言函數，用於驗證智能合約的行為和狀態。
Hardhat 還支持使用虛擬機進行測試，以避免在實際以太坊網絡上進行操作。

使用 Foundry 或 Hardhat 進行智能合約測試時，您可以測試以下內容：

智能合約的功能和邏輯是否按預期工作。
合約與其他合約的交互是否正確。
合約在各種情況下的異常處理是否正確。
合約的狀態變化是否正確。
合約在不同網絡環境下的部署和使用是否正確。

這些工具還提供了一些其他功能，如代碼覆蓋率分析和性能測試，以幫助開發者更好地評估和改進其智能合約的質量和性能。

3 前端開發

3.1 選擇前端框架

在 DApp 開發中，選擇合適的前端框架對於開發安全可信的前端應用非常重要。

3.1.1 ethers.js

ethers.js 是一個用於構建 DApp 前端的 JavaScript 庫。ethers.js 是許多開發人員構建 DApp 前端的首選。許多知名的 DApp 項目都使用了 ethers.js 來進行與以太坊網絡的交互和智能合約的操作。

它提供了以下主要功能：

以太坊賬戶管理：ethers.js 允許您生成和管理以太坊賬戶的公鑰、私鑰和地址。您可以使用這些賬戶來進行交易、調用智能合約方法等操作。
智能合約交互：ethers.js 提供了一組簡潔的 API，用於與以太坊上的智能合約進行交互。您可以使用 ethers.js 部署智能合約、調用合約方法、獲取合約狀態等。ethers.js 還提供了類型強化的智能合約編碼和解碼功能，使得與智能合約的交互更加容易和可靠。
交易創建和簽名：利用 ethers.js，您可以創建和發送以太坊交易。ethers.js 提供了簡單的接口來構建交易對象，並支持對交易進行簽名。這使得您可以以安全的方式發送以太幣和執行合約操作。
以太幣單位轉換、處理以太坊事件、訂閱區塊鏈事件等其他功能：ethers.js 提供了許多其他有用的功能，如以太幣單位轉換（從 Wei 到 Ether 的轉換等）、處理以太坊事件（如監聽合約事件）以及訂閱區塊鏈事件等。這些功能使得在構建 DApp 前端時更加便捷和高效。

對於 DApp 前端構建，ethers.js 有以下優點：

簡單易用：ethers.js 提供了直觀的 API，使得與以太坊區塊鏈的交互變得簡單和容易。
安全性：ethers.js 提供了安全的方法來處理私鑰和簽名交易，確保用戶的資產安全。
功能豐富：ethers.js 提供了許多有用的功能，如以太幣單位轉換、處理以太坊事件等，簡化了開發過程。

對於 DApp 前端構建，ethers.js 有以下缺點：

學習曲線：對於初學者來說，學習和理解以太坊的概念和工作原理可能需要一些時間和努力。
依賴於以太坊網絡：ethers.js 的功能依賴於以太坊網絡的可用性和穩定性。如果網絡出現問題，可能會影響 DApp 的正常運行。

3.1.2 React

React 是一個流行的前端框架，用於構建用戶界面。雖然 React 本身並不直接提供與區塊鏈交互的功能，但您可以通過以下方式將 React 與區塊鏈集成，以實現與區塊鏈交互的功能：

使用 Web3.js：Web3.js 是一個用於與以太坊網絡進行交互的 JavaScript 庫。您可以在 React 項目中引入 Web3.js，並使用它來連接到以太坊網絡、部署和調用智能合約、發送交易等。通過 Web3.js，您可以與以太坊節點進行通信，並執行與區塊鏈交互相關的操作。
使用 ethers.js：ethers.js 是另一個流行的用於與以太坊網絡進行交互的 JavaScript 庫。它提供了一組簡潔的 API，用於處理以太坊賬戶、部署和調用智能合約、發送交易等。您可以在 React 項目中使用 ethers.js 來實現與區塊鏈交互的功能。
使用區塊鏈瀏覽器 API：一些區塊鏈瀏覽器（如 Etherscan 或 Infura）提供了 API，允許開發人員通過 RESTful 接口與以太坊網絡進行交互。您可以在 React 項目中使用這些 API 來獲取區塊鏈數據、查詢交易、獲取合約信息等。
使用錢包集成庫：一些錢包集成庫（如 MetaMask 或 WalletConnect）提供了與以太坊網絡進行交互的功能，並提供了方便的用戶界面和身份驗證。您可以在 React 項目中使用這些庫來實現用戶錢包的集成，以便用戶可以進行交易和與智能合約進行交互。

將 React 與區塊鏈交互集成的方法可以結合使用 React 的組件化開發模式。您可以創建專門的組件來處理與區塊鏈交互的邏輯和用戶界面。通過與區塊鏈網絡的交互，您可以實現諸如查詢賬戶餘額、執行合約方法、監聽區塊鏈事件等功能。

需要注意的是，在與區塊鏈交互的過程中，安全性和隱私性是非常重要的。確保在交互過程中正確處理私鑰、簽名交易以及限制用戶對敏感操作的權限等。使用最新的安全最佳實踐，並遵循區塊鏈網絡的規範和建議，以確保您的應用程序的安全性和可靠性。

相比於 ethers.js ，React 在與區塊鏈交互時，有以下優點：

強大的生態系統：React 擁有龐大的開發者社區和豐富的第三方庫支持。這意味著您可以輕鬆找到與 React 相集成的庫和工具，以支持與區塊鏈的交互。React 生態系統的廣泛支持可以為您提供更多的解決方案和資源。
組件化開發：React 的組件化開發模式使得構建與區塊鏈交互的功能更加模塊化和可維護。您可以將與區塊鏈交互的邏輯和用戶界面封裝到獨立的組件中，使得代碼的組織和複用更加清晰和方便。
虛擬 DOM：React 使用虛擬 DOM 技術，通過對比前後兩次狀態的差異，最小化 DOM 操作，提高了性能和渲染效率。這對於處理大量區塊鏈數據和頻繁更新界面非常有幫助。

相比於 ethers.js ，React 在與區塊鏈交互時，有以下缺點：

需要額外的學習成本：如果您之前沒有接觸過 React，掌握 React 的基本概念和工作方式可能需要一些學習成本。這可能會延長您實現與區塊鏈交互功能的時間。
集成複雜性：React 的靈活性和自由度使得與區塊鏈交互的集成可能相對複雜。您需要額外的工作來確保 React 和區塊鏈庫的兼容性，並處理可能出現的集成問題。

相比之下，ethers.js 是一個專門為與以太坊網絡進行交互而設計的 JavaScript 庫，它提供了一組簡潔的 API，使得與以太坊的交互更加直接和簡單。與 React 相比，ethers.js 可能更專注於與以太坊的交互，提供更多與區塊鏈相關的功能和工具。

然而，使用 React 與區塊鏈交互的優勢在於其強大的生態系統、組件化開發的優勢和虛擬 DOM 技術帶來的性能優勢。這使得 React 成為一種靈活、可擴展和高效的選擇，特別適合大型複雜應用程序的開發。

3.2 搭建腳手架項目

在開發 DApp 時，選擇適合的前端框架後，接下來通常需要搭建一個腳手架項目。腳手架是一個起點或基礎模板，提供了默認的項目結構、配置、示例代碼和工具。通過使用腳手架，開發者可以避免從頭開始構建應用程序的繁瑣工作，而是基於現有的默認設置和示例代碼進行快速開發。腳手架還可以提供一些最佳實踐和常見功能的實現，協助開發者遵循最佳開發流程。

3.2.1 腳手架的主要組件有哪些

DApp 中的腳手架通常包括以下主要組件：

智能合約：腳手架提供了一個或多個示例智能合約，用於處理應用程序的業務邏輯。這些合約定義了 DApp 的功能和行為。
前端界面：腳手架通常包含一個基本的前端界面，用於與用戶交互並展示 DApp 的功能。這些界面可以使用 HTML、CSS 和 JavaScript 等技術構建。
測試腳本：腳手架提供了一些示例測試腳本，用於驗證智能合約的正確性和可靠性。這些測試腳本可以幫助開發者編寫和運行自動化測試，確保 DApp 在不同情況下的正確運行。
配置文件：腳手架通常包含一些配置文件，用於配置開發環境、部署智能合約、連接以太坊網絡等。這些配置文件可以根據開發者的需求進行自定義。

3.2.2 搭建腳手架時需要注意什麼

在搭建 DApp 的腳手架項目時，需要考慮到區塊鏈網絡連接、Web3 庫的引入、安全性、前端框架和庫的集成、測試、文檔等方面。

選擇合適的腳手架工具：選擇一個適合您的 DApp 開發的腳手架工具是非常重要的。有一些常用的腳手架工具如 Create React App、Vue CLI 等，它們都提供了一些默認配置和命令，可以快速創建和運行一個基本的 DApp 項目。
配置區塊鏈網絡連接：根據您的 DApp 所使用的區塊鏈網絡，需要配置與之連接的網絡節點。通常情況下，您需要提供網絡節點的 URL、端口號以及其他必要的認證信息。這樣，您的 DApp 項目才能與區塊鏈網絡進行交互。
引入合適的 Web3 庫：在 DApp 開發中，需要使用 Web3 庫與區塊鏈進行交互。根據您選擇的區塊鏈平臺，選擇相應的 Web3 庫，並在項目中引入。例如，如果您使用以太坊作為底層區塊鏈，可以使用 Web3.js 或 ethers.js 來與以太坊進行通信。
安全性考慮：在 DApp 開發中，安全性非常重要。確保您的腳手架項目中包含了一些常見的安全性措施，例如防止跨站腳本攻擊（XSS）、防止重放攻擊等。可以使用一些安全性相關的庫或框架，如 OpenZeppelin 提供的安全庫。
集成前端框架和庫：選擇適合您的 DApp 項目的前端框架和庫，並在腳手架項目中進行集成。常見的選擇包括 React、Vue 等。確保您的腳手架項目中已經預配置了這些框架和庫，並且可以順利運行。
添加測試：在腳手架項目中添加測試是非常重要的。可以選擇合適的測試框架，如 Jest、Mocha 等，並編寫單元測試和集成測試來確保代碼的質量和穩定性。
文檔和示例代碼：在腳手架項目中提供詳細的文檔和示例代碼是非常有幫助的。這樣可以幫助其他開發人員更好地瞭解項目的結構和功能，並快速上手。

3.2.3 有哪些腳手架

當涉及到基於以太坊的 Web 應用程序腳手架時，有幾個比較流行的選擇。以下是對三個主要腳手架的介紹，包括它們的主要功能、特點以及優缺點的比較。

Truffle

主要功能：Truffle 是一個完整的以太坊開發框架，提供了智能合約的編譯、部署和測試工具，以及與以太坊網絡進行交互的功能。它還包括一個強大的開發環境，用於快速開發和測試 DApp。
特點：Truffle 提供了一套強大的命令行工具和開發環境，可幫助您管理智能合約、測試和部署 DApp。它還支持 Solidity 和 JavaScript，具有豐富的插件生態系統。

Embark

主要功能：Embark 是一個以太坊開發框架，用於構建去中心化應用。它提供了一套簡單易用的工具和命令行界面，用於開發、測試和部署以太坊智能合約和 DApp。
特點：Embark 集成了一些流行的前端框架和庫，如 React、Vue 等，使得開發 DApp 變得更加便捷。它還提供了一套強大的插件系統，可以擴展其功能。

scaffold-eth

主要功能：scaffold-eth 是一個基於以太坊的 Web 應用程序腳手架，旨在幫助開發者快速構建以太坊 DApp。它提供了一套完整的工具和模板，包括前端界面、智能合約、測試腳本等。
特點：scaffold-eth 使用 Hardhat 作為智能合約開發框架，支持 Solidity 和 TypeScript，並集成了一些有用的工具和庫。它提供了示例代碼和教程，幫助開發者快速上手以太坊開發。

3.3 前端依賴

在 DApp 前端開發中，推薦使用一些優秀的前端庫來減少工作量和提高代碼交付質量。以下是一些常用的前端庫推薦：

wagmi：wagmi 提供了豐富的 React hooks 來完成 DApp 前端與合約交互的流程。它簡化了與合約的交互過程，使得開發者可以更輕鬆地處理交易和合約調用等操作。
useDApp：useDApp 是一個複雜的 React hooks 庫，支持 multicall.js。它提供了一些方便的功能，例如處理多個合約調用、處理以太幣轉賬、處理 EIP-712 簽名等。
Siwe：Siwe 是一個用於實現錢包登錄流程的庫。它提供了一種簡單而安全的方式來實現錢包的登錄和身份驗證，並與其他庫和工具進行集成。
i18next 和 react-i18next：如果計劃提供多語言版本和檢測，可以使用 i18next 和 react-i18next 等庫。它們提供了一種方便的方式來實現多語言支持，並允許開發者在前端界面中輕鬆地切換和管理不同的語言。

4 中間件開發

在 DApp 開發中，中間件通常處於前端應用程序和區塊鏈網絡之間的位置。它充當了前端應用程序與底層區塊鏈的中間層，用於處理和管理與區塊鏈的交互。

4.1 中間件有哪些功能

中間件可以執行以下功能：

錢包連接和授權管理：中間件可以提供錢包連接功能，與用戶的錢包進行通信並管理用戶的授權狀態。它可以處理錢包連接、登錄和註銷等操作，並管理用戶的身份驗證和權限。
交易處理和簽名：中間件可以處理與合約的交互，並負責構建交易、進行簽名和發送交易到區塊鏈網絡。它可以處理交易的生命週期，包括構造交易、處理交易狀態和事件監聽等。
數據緩存和查詢：中間件可以對合約數據進行緩存和查詢，以提高應用程序的性能和響應速度。它可以緩存合約的視圖函數調用結果，並根據需要更新和刷新緩存。
事件監聽和處理：中間件可以監聽區塊鏈上的合約事件，並在事件觸發時執行相應的操作。它可以處理事件的訂閱、解析和響應，並更新前端應用程序的狀態和界面。
錯誤處理和日誌記錄：中間件可以處理與區塊鏈交互過程中的錯誤和異常情況，並提供適當的錯誤處理和日誌記錄機制。它可以捕獲和處理錯誤，並提供有用的錯誤信息和反饋給前端應用程序。

4.2 中間件工具有哪些

在 DApp 開發中，您可能會使用以下中間件工具來實現所需的功能。這些中間件工具可以幫助您簡化 DApp 開發過程，並提供與區塊鏈的交互、錢包連接和授權管理、數據管理等功能。具體使用哪些工具取決於您的需求和技術棧。

Web3.js：Web3.js 是一個用於與以太坊網絡進行交互的 JavaScript 庫。它提供了一系列的 API，用於連接以太坊網絡、實例化合約、發送交易、讀取合約數據等操作。
ethers.js：ethers.js 是另一個流行的用於與以太坊進行交互的 JavaScript 庫。它提供了類似於 Web3.js 的功能，包括連接以太坊網絡、實例化合約、簽名交易等。
Metamask：Metamask 是一款常用的以太坊錢包插件，它可以與 Web3.js 或 ethers.js 集成，提供用戶錢包的連接和交易簽名功能。通過 Metamask，用戶可以授權 DApp 訪問他們的錢包地址和執行交易操作。
Drizzle：Drizzle 是一個基於 Web3.js 的狀態管理庫，專為 DApp 開發而設計。它可以幫助您管理 DApp 的狀態、與智能合約進行交互，並提供了一些方便的功能，如自動訂閱事件、自動更新狀態等。
Truffle Suite：Truffle Suite 是一個用於以太坊 DApp 開發的開發套件，其中包括 Truffle 框架、Ganache 私鏈和 Drizzle 等工具。Truffle 框架可用於編譯、部署和測試智能合約，Ganache 私鏈可用於本地開發和調試，而 Drizzle 可用於狀態管理和與智能合約的交互。
Infura：Infura 是一個提供以太坊節點託管服務的平臺。它可以幫助您輕鬆地連接到以太坊網絡，並通過 API 與區塊鏈進行交互，而無需自己運行和維護節點。
IPFS：如果您的 DApp 需要存儲和檢索大量的文件或數據，您可以考慮使用 IPFS（InterPlanetary File System）。IPFS 是一個點對點的分佈式文件系統，可以提供高可用性和去中心化存儲。

4.3 安全注意事項

在 DApp 與錢包和合約進行交互時，需要始終將安全性置於首要位置。確保使用受信任的連接器、驗證錢包地址和交易狀態，進行輸入驗證和數據加密，並進行定期的安全審查和漏洞修復。

連接錢包安全性：

使用受信任的錢包連接器：確保您使用的錢包連接器是經過驗證和受信任的。使用熟知的連接器，如 MetaMask、WalletConnect 或 Portis 等。
用戶授權限制：在用戶授權連接錢包時，確保用戶理解正在連接的錢包，並只授權與您應用程序相關的權限。避免請求不必要的權限。
錢包地址驗證：在使用錢包地址前，應該驗證其正確性。可以利用錢包連接器提供的 API 來驗證用戶提供的地址與連接的錢包地址是否匹配。

與合約進行寫操作安全性：

交易確認和簽名：在與合約進行寫操作之前，確保使用錢包連接器進行交易的確認和簽名。這樣可以確保交易是由用戶授權並簽名的，提供了額外的安全性。
輸入驗證：在將用戶提供的數據傳遞給合約進行寫操作之前，始終進行輸入驗證。確保輸入數據符合預期的格式和範圍，以防止惡意輸入導致的問題。
交易狀態監聽：在提交交易後，通過監聽交易狀態來確保交易被成功確認和寫入區塊鏈。這樣可以及時更新前端狀態並提供反饋給用戶。

錢包登錄和簽名操作安全性：

使用錢包提供的簽名功能：對於需要簽名的操作（如登錄或其他敏感操作），使用錢包提供的簽名功能而不是將敏感數據傳遞給合約進行處理。這樣可以確保數據在本地進行簽名加密，保護用戶的私鑰和敏感信息。
數據加密：在進行錢包登錄或其他敏感操作時，確保對數據進行適當的加密。可以使用加密算法和安全協議來保護數據的機密性。

安全審查和漏洞修復：

安全審查：對於涉及錢包和合約交互的應用程序，進行定期的安全審查是必要的。請確保您的代碼和應用程序架構符合安全最佳實踐，並對潛在的漏洞進行評估和修復。
漏洞修復：如果發現安全漏洞或漏洞報告，請及時修復並更新您的應用程序。及時響應和修復可能的漏洞是確保應用程序安全性的重要步驟。

5 智能合約部署

部署合約是指將智能合約部署到區塊鏈網絡上，以便在區塊鏈上執行和使用。

5.1 注意事項

智能合約字節碼：合約字節碼是通過將智能合約源代碼編譯而生成的機器代碼。它是智能合約的實際執行代碼，用於在區塊鏈上部署合約。字節碼是一個十六進制字符串，它表示了合約的邏輯和功能，它是在區塊鏈上執行合約操作的核心部分。
gas：在以太坊網絡上，每個交易都需要一定數量的 Gas 來執行。部署智能合約也不例外，您需要提供足夠的 gas 來支付合約部署所需的計算和存儲資源。gas 的數量取決於合約的複雜性和大小，以及網絡的擁堵程度。您需要設定燃料限制，即最大允許使用的燃料數量，以確保合約部署成功。
一個部署腳本或插件：部署腳本或插件是用於自動化和簡化合約部署過程的工具。它可以是一個腳本文件，其中包含了部署合約所需的步驟和指令；或者是一個插件，集成到開發工具或框架中，提供方便的部署功能。這樣，您可以通過運行腳本或使用插件來自動執行合約部署，減少手動操作的複雜性。