以太坊開發DApp實戰：用區塊鏈,星際檔案系統(IPFS),Nodejs,MongoDB構建電商平臺

第一節 簡介

歡迎和我們一起來用以太坊開發構建一個去中心化電商DApp！我們將會構建一個類似淘寶的線上電商應用，賣家可以自由地出售商品，買家可以自由地購物：

1. 去中心化： 和淘寶或eBay不同，我們把所有的商業邏輯和核心資料都放在以太坊區塊鏈上，這使 得它成為一個完全去中心化的應用。和淘寶這樣中心化的電商平臺相比，一個去中心化的P2P電商應用顯然有其獨特的價值——至少你不用擔心被平臺封賬戶了。

2. IPFS： 在以太坊上儲存用於商品展示的圖片和描述超文字十分昂貴，由於以太坊虛擬機器的限制， 有時甚至是不可行的。為了解決這個問題，我們將會把商品圖片和商品描述資訊儲存在同樣去中心化的星際檔案系統（IPFS)中，而僅僅在鏈上儲存這些資料的ID。

3. 商品拍賣： 對於賣家而言，拍賣顯然是一種非常好的提升商品利潤空間的銷售手段。因此我們在課程專案中將實現去中心化環境下的維科瑞（Vickery）拍賣 —— 這非常類似於eBay的自動競價系統，而不是簡單地對商品進行固定標價。

4. 資金託管： 中心化的平臺有一個優點在於它天然提供了買賣雙方之間的信任中介。在去中心化的環境中，我們將使用一個多方託管合約來應對買賣雙方可能的風險，託管合約採用投票機制來決定買家貨款的最終流向。

5. 鏈下資料儲存： 不要被去中心化限制我們的思維，傳統的技術依然有其強大之處。我們將使用MongoDB在鏈下做一個同步的資料備份，以便實現單純用區塊鏈很難實現的功能：靈活的商品查詢。

第二節 去中心化，why？

在開始構建我們的應用之前，非常值得花一分鐘時間，來理解為什麼要在像以太坊這樣的去中心化平臺上搭建線上賣場。

eBay或淘寶這樣的C2C電商平臺已經獲得了巨大成功，因為它使得買賣雙方都相當便利：

在網際網路成為主流之前，人們只能在小範圍內、或者在鄰里之間買賣商品。當越來越多的人使用網際網路， 出現了像eBay這樣的平臺，無論來自世界的任何一個地方，你都可以在網上買賣商品。無論是商家還 是消費者，這樣的平臺都有其價值。

儘管eBay這樣的平臺方便了大家，也改善了貿易和經濟，但它也存在一些缺點：

1. 被平臺束縛。參與的商家受制於擁有平臺的企業。在任何時候，平臺擁有者可以自行決定在是否對某個商家進行封號處理，而如果商家嚴重依賴於平臺，那麼賬號被封就是一個巨大的打擊。

2. 商家費用高。商家上架商品要交費，售出商品也要交佣金。收費本身並沒有錯，畢竟eBay這樣的平臺提供了服務。但是，上架費有時太高了，這導致商家最後盈利很少，或是將成本轉嫁到消費者身上。

3. 資料失控。商家或消費者都無法擁有本應屬於自己的資料。評論、購買歷史等等所有資料都為平臺擁有者所有。比如，如果一個商家想要換一個提供商，或者想要匯出商品評論或是其他資料都非常不容易，甚至不可能。

在以太坊上構建的去中心化電商平臺就解決了這些問題：商家的賬戶不會被封；資料也是公開的，所以很容易匯出資料；相對於中心化的平臺，交易佣金也會低得多。

第三節 初步的功能特性

現在你應該已經理解了為什麼要構建去中心化的電商應用，也瞭解了我們要構建的應用是什麼，現在讓我們來大致看一下，在這個專案中將要實現的主要功能特性：

1. 商品上架：應用應該支援賣家上架商品進行銷售。我們將實現讓任何人自由上架商品的功能。

2. 商品瀏覽與搜尋：應用應該支援買家方便地瀏覽商品列表。我們會實現瀏覽商品的功能，以及基於商品類別、拍賣時間等條件進行查詢的功能。

3. 商品拍賣：跟eBay一樣，我們會實現維科瑞拍賣方式的商品競價銷售。由於以太坊上的一切交易都是公開的，因此我們的實現將會與中心化環境下有所不同。

4. 資金託管：一旦出價結束，商品拍賣有了贏家以後，我們會建立由勝出的買方、賣方和任意第三方參與的託管合約，由託管合約來管理交易資金。

5. 託管資金保護：為了保護託管資金，我們將採用多重簽名（2/3）來實現防欺詐保護，即三個參與者有兩個同意時，才會將託管資金釋放給賣方，或是將託管資金返還給買方。

為了便於查詢，我們會將商品資料同時存在鏈上和鏈下（資料庫）；同時，為了避免圖片等資料佔用昂貴的鏈上儲存，我們將把圖片和商品描述資訊上傳到同樣去中心化的IPFS網路。

第四節 基礎知識要求

為了順利地完成本課程的學習，你應該對以下語言/技術有一些瞭解：

1. Solidity/Truffle：課程將會深入使用solidity來編寫合約。如果你還沒有學過，建議你先學習一下以太坊開發DApp入門教程，這樣至少寫過一兩個簡單的合約。同時，對truffle開發框架的基本瞭解也會十分有助於完成本課程。

1. HTML/CSS/JavaScript：相比入門課程，本課程將會有更多的HTML和CSS程式碼。你應該對使用HTML/CSS構建前端有基本的瞭解。同時，我們將會進一步使用JavaScript。它會在服務端將資料儲存到資料庫，查詢資料庫並將結果返回給前端。web3.js用於前端與區塊鏈的互動。為了適用各種背景的學習者，我們已經保持JavaScript程式碼儘可能地簡單。

1. Database：我們會用MongoDB在鏈下儲存產品資訊。無須特別瞭解MongoDB，但是基本的資料庫知識有助於你順利完成本課程的。

第五節 系統架構

在開始著手具體的實現之前，先來看一下在本課程我們將要構建的去中心化電商DApp的架構。

1. Web前端：web前端使用HTML/CSS/JavaScript開發，其中大量使用了web3js來訪問區塊鏈。使用者將會通過這個前端應用來訪問以太坊、IPFS和NodeJS伺服器。

2. 以太坊區塊鏈：這是去中心化應用的核心，所有的程式碼（電商合約、資金託管合約）和交易都儲存在鏈上，這包括所有的商品資訊、買家的出價資訊、商品競價結果、資金流向投票結果等。

3. MongoDB：儘管核心資料儲存在區塊鏈上，但是為了方便買家對商品的檢索和查詢，例如只顯示某一類的商品，或者顯示即將過期的商品等等，我們會用MongoDB資料庫來同步地儲存和檢索商品資訊。

4. NodeJS伺服器：這是後端伺服器，我們會利用它給前端提供REST風格的API來查詢商品， 同時，也利用它來響應對前端靜態頁面的請求。

5. IPFS: 當賣家上架一個商品時，前端會商品圖片檔案和介紹文字上傳到IPFS，並將所上傳檔案的雜湊值存到鏈上。

第六節 理解架構的作用

為了幫助理解上一節談到的那些元件的作用，讓我們來看看一下賣家上架一個商品的流程：

• (1)前端使用一個HTML表單來採集使用者輸入的商品細節，例如起拍價、商品圖片、描述資訊等。

• (2)(3) 前端將商品圖片和介紹文字上傳到IPFS，並返回所上傳內容對應的連結（雜湊）。

• (4)(5) 然後，web前端會呼叫電商合約將商品資訊和IPFS連結儲存到鏈上。當合約成功地將商品存入區塊鏈後，就會觸發一個事件，該事件中包含了商品所有的資訊。

• (6)(7)(8) NodeJS伺服器監聽區塊鏈事件，當事件被電商合約觸發時，伺服器讀取事件內容並將商品資訊插入到MongoDB資料庫中。

當開始具體實現商品上架這一特性時，我們將重溫這一流程。

第七節 敏捷開發

我們將採用敏捷開發的思想來實現去中心化電商DApp：

我們將全部的產品特性分別列入8個迭代週期，通過每一次的衝刺（sprint），我們都將得到一個可以釋出的版本：

前兩個衝刺主要集中在使用solidity和truffle框架實現電商合約方面，這包括合約的設計、開發 、編譯、部署與測試：

• sprint-1：實現電商合約的商品上架和展示方法。

• sprint-2：實現電商合約的商品競價和出價揭示方法。 在電商合約基本實現之後，接下來的三個衝刺主要集中在前端使用者介面的構建方面，這包括使用web3 與合約的互動，以及通過ipfs的開發介面上傳圖片等資料互動，當然，還有必不可少的DOM操作：

• sprint-3：為買家提供商品瀏覽介面。

• sprint-4：為賣家提供商品上架操作介面。

• sprint-5：為買家提供商品詳情介面、競價表單以及出價揭示表單。在接下來的兩個衝刺裡，我們將首先實現資金託管合約，用來管理競價結束後勝出買家的資金；然後實現相應的使用者操作介面。

• sprint-6：實現資金託管合約。

• sprint-7：基於資金託管合約，為參與託管各方提供操作介面。最後，為了便於商品的查詢檢索，我們將使用MongoDB來實現商品資料的鏈下儲存。

• sprint-8：實現鏈下資料的同步與資料查詢。

課程地址：http://xc.hubwiz.com/course/5abbb7acc02e6b6a59171dd6