从零开始，构建你的第一个以太坊项目，一份完整教学指南

以太坊,作为全球第二大加密货币和领先的智能合约平台，不仅仅是一种数字资产，更是一个去中心化的、可编程的世界计算机，它为开发者提供了构建去中心化应用（Dapps）的强大能力，从金融（DeFi）到游戏，从艺术品（NFT）到身份验证，其应用潜力无穷。

本指南将带领你,从一个完全的初学者开始，一步步完成一个完整的以太坊项目，我们将使用最流行和成熟的工具栈，涵盖从环境搭建、智能合约编写、前端交互到项目部署的全过程，无论你是否有编程经验，只要跟随本教程，你就能亲手打造出属于自己的第一个DApp。

第一部分：准备工作——搭建你的开发环境

在开始编码之前,我们需要安装几个核心工具，它们就像是你的“开发工具箱”。

1. Node.js 和 npm (Node Package Manager)

   • 作用：JavaScript 运行环境和包管理器，我们将用它来运行代码、管理项目依赖。
   • 安装：访问 Node.js 官网 下载并安装 LTS（长期支持）版本，安装完成后，打开终端（或命令提示符），输入 node -v 和 npm -v 确认安装成功。

2. 代码编辑器

   • 推荐：Visual Studio Code (VS Code)，它免费、强大，并拥有丰富的插件生态。
   • 推荐插件：
     • Solidity by Juan Blanco：提供智能合约的语法高亮、代码提示和格式化。
     • Hardhat for VS Code：为 Hardhat 框架提供更好的集成体验。
     • Prettier - Code formatter：保持代码风格统一。

3. MetaMask 钱包

   • 作用：这是你与以太坊区块链交互的桥梁，它是一个浏览器插件钱包，用于管理你的账户、私钥，并与你的 DApp 进行连接。
   • 安装：访问 MetaMask 官网，下载对应浏览器的插件，并按照提示创建一个新钱包。请务必妥善保存你的助记词，这是你资产的唯一凭证，绝不泄露给任何人！

4. 测试网 ETH

   

   • 作用：以太坊主网上的真实资产非常宝贵，不适合用于开发和测试，我们使用“测试网”，它是一个模拟的真实网络，其中的“测试ETH”没有实际价值，但可以免费获取，用于测试交易和部署。
   • 获取：你可以去 faucets.chain.link 等水龙头网站，使用你的 MetaMask 钱包地址免费获取 Sepolia 测试网的 ETH。

第二部分：项目构建——从智能合约到前端交互

我们将构建一个简单的“留言板”DApp，用户可以付费在链上留下一条留言，并查看所有留言。

步骤 1：初始化项目与安装框架

我们选择 Hardhat 作为我们的开发框架，它是一个功能全面的以太坊开发环境，能让编译、测试、部署和调试变得异常简单。

1. 创建一个项目文件夹并进入：

   

   mkdir eth-message-board
   cd eth-message-board

2. 初始化 npm 项目：

   npm init -y

3. 安装 Hardhat：

   npm install --save-dev hardhat

4. 初始化 Hardhat 项目：

   npx hardhat

   在交互式提示中,选择 "Create a JavaScript project"，然后一路回车接受默认配置，这会创建一个包含 contracts/, scripts/, test/ 等标准目录结构。

步骤 2：编写智能合约

智能合约是以太坊应用的“后端逻辑”，它运行在区块链上。

1. 打开 contracts/ 目录，删除 Lock.sol，然后创建一个新文件 MessageBoard.sol。
2. 编写以下代码：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.20;
// 导入 OpenZeppelin 的合约，以获得更安全的实现
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol";
/**MessageBoard
 * @dev 一个简单的留言板合约，允许用户支付费用来存储消息。
 */
contract MessageBoard {
    // 定义一个结构体来存储留言信息
    struct Message {
        address author;  // 留言作者地址
        string content; // 留言内容
        uint256 timestamp; // 留言时间戳
    }
    // 定义一个事件，用于在前端监听新留言
    event NewMessage(address indexed author, string content, uint256 timestamp);
    // 存储所有留言的数组
    Message[] public messages;
    // 定义留言费用（单位：wei，1 ETH = 10^18 wei）
    uint256 public constant MESSAGE_FEE = 1 ether;
    /**
     * @dev 提交一条新留言
     * @param _content 要提交的留言内容
     */
    function postMessage(string memory _content) public payable {
        // 确保用户支付了正确的费用
        require(msg.value == MESSAGE_FEE, "Incorrect message fee!");
        // 创建一个新的留言对象，并添加到数组中
        messages.push(Message({
            author: msg.sender,
            content: _content,
            timestamp: block.timestamp
        }));
        // 触发事件，通知前端
        emit NewMessage(msg.sender, _content, block.timestamp);
    }
    /**
     * @dev 获取所有留言的数量
     */
    function getMessagesCount() public view returns (uint256) {
        return messages.length;
    }
    /**
     * @dev 获取指定索引的留言
     */
    function getMessage(uint256 index) public view returns (address, string memory, uint256) {
        require(index < messages.length, "Message index out of bounds");
        Message storage message = messages[index];
        return (message.author, message.content, message.timestamp);
    }
}

代码解释：

• 我们定义了一个 Message 结构体来存储每条留言的作者、内容和时间。
• postMessage 函数是核心功能，它要求用户支付 MESSAGE_FEE（1个测试ETH），然后将新留言存入数组，并触发 NewMessage 事件。
• getMessage 和 getMessagesCount 是“查看”函数，它们不修改链上状态，因此成本很低，可以随时被调用。

步骤 3：编译与测试

1. 安装依赖：我们需要 OpenZeppelin 的合约库来保证代码安全。

   npm install @openzeppelin/contracts

2. 编译合约：在终端运行：

   npx hardhat compile

   成功后,你会在 artifacts/ 目录下看到编译好的合约字节码。

3. 编写测试：在 test/ 目录下创建 messageBoard.test.js，编写测试用例来确保我们的合约按预期工作。

const { expect } = require("chai");
const { ethers } = require("hardhat");
describe("MessageBoard", function () {
    let MessageBoard;
    let messageBoard;
    let owner;
    let addr1;
    beforeEach(async function () {
        // 在每个测试前部署新的合约实例
        [owner, addr1] = await ethers.getSigners();
        MessageBoard = await ethers.getContractFactory("MessageBoard");
        messageBoard = await MessageBoard.deploy();
        await messageBoard.waitForDeployment();
    });
    it("Should post a message and emit an event", async function () {
        const messageContent = "Hello, Ethereum!";
        const fee = ethers.parseEther("1"); // 1 ETH in wei
        // 监听事件
        await expect(messageBoard.connect(addr1).postMessage(messageContent, { value: fee }))
            .to.emit(messageBoard, "NewMessage")
            .withArgs(addr1.address, messageContent, await ethers.provider.getBlock());
        // 验证留言是否被正确存储
        const messagesCount = await messageBoard.getMessagesCount();
        expect(messagesCount).to.equal(1);
        const message = await messageBoard.getMessage(0);
        expect(message.author).to.equal(addr1.address);
        expect(message.content).to.equal(messageContent);
    });
    it("Should not allow posting with incorrect fee", async function () {
        const messageContent = "This should fail";
        const wrongFee = ethers.parseEther("0.5"); // 支付的费用不足
        await expect(
            messageBoard.connect(addr1).postMessage(messageContent, { value: wrongFee })
        ).to.be.revertedWith("Incorrect message fee!");
    });
});

1. 运行测试：

   npx hardhat test