如何在波场上开发dApp
最近波场（TRON）发起了“加速器计划”，吸引开发者在波场上开发dApp，奖金总额高达100万美金。
今天抽了点时间研究了下波场：波场是从EthereumJ上fork出来的，共识机制换成了改良过的DPoS，另外借鉴了EOS上的RAM/CPU机制（对应Energy/Bandwidth Point）。智能合约还是用Solidity写的，唯一可能需要改动的地方：把代码里的货币单位ether/wei换算成trx/sun（波场币的最小面额是sun，孙宇晨的sun。。。），1 TRX = 1,000,000 sun。
所以，以太坊上的dApp，几乎不需要任何改动就可以移植到波场上。这里首先介绍一下波场的一些技术特点，心急赚钱的兄弟可以跳过，直接跳到第12节看怎么部署合约、连接前端就可以了，哈哈～
1.体系架构
TRON采用了三层体系架构：
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存储层：存储区块数据和状态数据
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核心层：包括智能合约模块、账户管理模块、共识模块等
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应用层：即各种dApp跟钱包等应用
另外，协议方面是用Google protobuf定义的，目前只有Java版本的实现，后续计划会扩展到其他语言（跟以太坊类似，以太坊也有geth，EthereumJ，cpp-ethereum等各种版本的实现）。
2.节点类型
波场网络定义了3种类型的节点：
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超级节点（Super Representative Witness Node）：负责生产区块
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全节点（Full Node）：提供API服务，广播交易和区块
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Solidity节点（Solidity Node）：同步区块，提供查询API
这跟EOS基本是一样的，出于安全性考虑，最终用户是不可能直接跟超级节点通信的，需要通过全节点跟Solidity节点访问网络。如果你想做一个交易所，则需要部署一个全节点和一个Solidity节点。
3.共识机制
波场的共识机制采用的是改良过的DPoS，称为TPoS。
网络中每6小时投一次票，选出27个超级节点负责出块和共识。投票是通过抵押TRX完成的，如果用户想取消抵押，需要等待3天才能释放。选出的超级节点轮流出块，每3秒出一个块，出块奖励会放在“超级账本“的一个子账户中，超级节点过24小时才能提取。
那么，所谓的“改良”体现在哪里呢？
我们知道，EOS的DPoS有一个问题：只有投票给前21个超级节点的用户可以分红，投给落选节点的用户一分钱都得不到。久而久之，大家就都不愿意投给排在后面的节点了，从而加剧中心化的风险。波场在DPoS基础上做了一些改良，使得落选的打包节点、投票给中选者的用户、投票给落选者的用户均可能获得一定量的补偿，以激励他们持续参与之后的竞选流程。
具体来说，奖励分为两类：
(1)投票奖励（vote reward）
每出一个块，将产生16 TRX的“投票奖励”，这部分奖励将由前127个候选节点共同瓜分。
因此，每过一轮（6小时），这127个候选节点一共会瓜分16TRX/block × 20blocks/min × 60mins/hr × 6hrs = 115,200 TRX。
(2)出块奖励（block reward）
每出一个块，将产生32 TRX的“出块奖励”，由27个超级节点共同瓜分。
因此，每过一轮（6小时），这27个候选节点一共会瓜分32TRX/block × 20blocks/min × 60mins/hr × 6hrs = 230,400TRX。
需要注意的是，这27个节点的最终收益是它们获得的“投票奖励”和“出块奖励”之和。
另外，波场承诺2021年1月1日前不增发，之后每年会增发固定数量的TRX。
4.委员会
当前轮次中的27个超级节点组成一个委员会，如果需要修改网络参数配置，则必须由其中一个超级节点发起提案，当收到超过19个赞成票时即可通过提案，并于3天后应用新的网络参数配置。
5.TPS
既然共识机制从PoW改成了TPoS，TPS必然会有提升。官方宣称能达到2000 TPS：
目前实网TPS峰值为748：
6.账户
账户有基本账户、资产发布账户和合约账户三种类型：
- 普通账户：存储TRX
- token账户：存储TRC-10代币
- 合约账户：存储智能合约
一个账户包含账户名称、账户类型、地址、余额、投票、其他资产、上次操作时间等7种属性。更进一步的，基本账户可以申请成为验证节点，验证节点具有额外的属性，比如投票统计数目、公钥、URL、以及历史表现等等。
账户地址的生成规则结合了以太坊和比特币的特点：
- 首先生成私钥-公钥对
- 算出公钥的哈希，取后20个字节作为地址：addr = keccak256(public_key)[12:31]
- 在addr前加上一个字节41，然后算哈希，取前4个字节作为验证码：checksum = keccak256(41, addr)[0:3]
- 把验证码添加到之前生成的地址的后面，总长度24个字节：(addr, checksum)
- 对上一步的结果取Base58编码，得到33个字节长度的输出
- 在最前面加上字母T，生成最终地址，因此最终地址长度为34个字节
7.存储
数据存储主要分为两类：
- 区块数据：仍然采用LevelDB
- 状态数据：波场设计了一种新的存储方式KhaosDB，据称可以在分叉的情况下快速切换主链，具体细节没有深究
8.交易
交易签名和以太坊一样采用secp256k1算法，每笔交易需要等待19个区块确认，按3秒一个块来算，确认一笔交易最少需要57秒，还是比较快的。
另外，波场也借鉴了EOS中的TaPoS的概念，交易头中包含近期区块的hash，从而可以减少分叉风险。
交易有多种类型，包括账户创建、转账、转账资产、资产投票、见证节点投票、见证节点创建、资产发布、合约部署等26种类型。代码里把这些类型定义为ContractType，不是很理解。。。
另外，波场借鉴了EOS中的RAM/CPU的设计，在执行普通交易时需要消耗Bandwidth Point，而执行智能合约操作时则需要同时消耗Bandwidth Point和Energy，后面会一一介绍。
9.带宽模型（Bandwidth Point）
执行普通交易需要消耗“Bandwidth Point”，简称BP，类似于EOS中CPU。
每人每天5000个免费BP，如果不够用需要额外抵押TRX获取BP。消耗的BP数量和交易字节数成正比，如果BP用完了，则会消耗用户的TRX，具体消耗顺序：
用户抵押TRX获得的BP > 用户每天5000个免费BP > 消耗TRX（字节数*10 SUN）
上面的规则适用于创建和修改操作，执行查询操作是不收费的。
另外，有一些特殊交易类型采用固定收费方式：
- 创建超级节点: 9999 TRX
- 发行TRC-10代币: 1024 TRX
- 创建新账户: 0.1 TRX
- 创建一个交易对: 1024 TRX （波场内建DEX支持，基于Bancor协议）
10.能量模型（Energy）
首先提一下波场的虚拟机TVM，是在EVM的基础上改的，增加了一些投票相关的built-in函数。
另外Solidity也是从以太坊fork出来的，兼容Solidity ^0.4.24。
TVM执行智能合约需要消耗Energy，和以太坊的gas不同，Energy需要通过抵押TRX来获得。这一点和EOS上的RAM有点类似，但是不尽相同，EOS上的RAM是要用你手里的EOS去买的，而Energy则是通过抵押获得的，抵押率是一个网络参数，由委员会负责制定和修改。
看了下目前的代码，Energy的计算跟以太坊gas的计算方式基本没啥区别～
11.TRC-10和TRC-20 token
ERC-20 token大家都比较熟悉，对应到波场上叫TRC-20。另外，波场上还有一种TRC-10 token，可以理解为一种“一键发币”功能，用来应付类似于积分或者优惠券之类的需求已经足够了。
发行TRC-10 token只需要指定下面这些参数，然后发送一笔交易就搞定了：（需要消耗1024 TRX）
- 名称
- 总量
- 对TRX的兑换率
- 流通周期
- 描述
- 网站
- 每个账户的最大带宽消耗
- 总带宽消耗
- 锁仓数量
TRC-10 token通过API和智能合约都能访问（Explorer上也可以查到），但是只有固定的对外接口。TRC-20可以对接口进行定制，但是只能通过智能合约进行访问。另外，TRC-10的交易费用比TRC-20低1000倍，且只消耗Bandwidth Point，不消耗Energy。
12.搭建开发环境
介绍了这么多，那么怎么在波场上开发dApp呢？
波场的开发工具配套还是挺全的，基本上以太坊上有的它都有，参考下表中的对比：
| 以太坊 | 波场 | |
|---|---|---|
| 智能合约 | Solidity | Solidity |
| 前端 | Web3 | TronWeb |
| 开发框架 | Truffle | TronBox |
| IDE | Remix | TronStudio |
| Chrome插件 | MetaMask | TronLink |
| IaaS | Infura | TronGrid |
如果想要在本地开发dApp，建议使用docker模式在本地运行一个私有测试网，包含一个全节点、一个Solidity节点和一个Event Server（可以监听合约event）：
docker run -it -p 8091:8091 -p 8092:8092 -p 8090:8090 -p 50051:50051 -p 50052:50052 --rm --name tron trontools/quickstart:1.2.6
其中8090和8091分别是全节点和Solidity节点的HTTP端口，50051和50052分别是全节点和Solidity节点的gRPC端口，8092是Event Server的通信端口。
可以用下面的命令验证一下节点是否运行正常：
docker exec -it tron ps aux
默认情况下会帮你创建10个测试账户，每个账户里有10000TRX，可以用下面的命令查询账户信息：
curl http://127.0.0.1:8090/admin/accounts
13.使用TronStudio开发智能合约
TronStudio是波场的智能合约开发IDE，类似于以太坊中的Remix。
首先下载TronStudio源码：
git clone https://github.com/tronprotocol/tron-studio
然后编译，注意必须是Java8，我机器上装的Java10编译会报错。。
./gradlew build -x test -x check
启动TronStudio：
java -jar build/libs/TronStudio.jar
接下来就可以愉快地编写HelloWorld合约了，界面长这样：
编译合约：点击Compile按钮
部署合约：首先点击右上角齿轮，配置Local TVM地址和端口：127.0.0.1:50051，然后点击右边的Deploy按钮就可以了。合约部署完后可以在右边的面板中发起合约调用。
14.测试TronWeb API
和以太坊中的Web3类似，波场中的dApp使用TronWeb和节点进行通信。
如果你只是想在命令行上试用一下TronWeb的API，可以下载下面的工具，类似于以太坊的geth控制台：
git clone https://github.com/tronprotocol/docker-tron-quickstart.git
然后安装依赖：
cd docker-tron-quickstart
cd app
npm install
cd ..
注意：代码中默认指定的端口是9090，需要改成我们刚刚运行docker时指定的端口号，修改app/src/config.js：
接下了就可以用下面的命令进入node命令行了：
node tronWeb
比如我们可以用下面的命令查询区块信息、交易的执行情况：
tronWeb.trx.getCurrentBlock().then(result => console.log(result))
tronWeb.trx.getTransaction('0f71dd1bd643bb953fe6d609d05112d8645b1e621e5dffd248cda46069c1af5e').then(result => console.log(result))
完整API列表参见：https://developers.tron.network/v3.0/reference#tronwebapi
15.使用TronWeb连接前端
如果你是一个前端程序员，需要在代码里访问节点，那么只需要在你的项目添加tronweb依赖：
npm install tronweb
然后就可以在代码使用了，以调用上面的HelloWorld合约为例：
const TronWeb = require('tronweb');
const HttpProvider = TronWeb.providers.HttpProvider;
const fullNode = new HttpProvider('http://127.0.0.1:8090'); //Your local TVM URL
const solidityNode = new HttpProvider('http://127.0.0.1:8091');
const eventServer = 'http://127.0.0.1:8092';
const privateKey = '6d8d7cdc92dbcbe945643efe1a9fcd80d875ea82fbee3460ee0207611d12e1e9';
const tronWeb = new TronWeb(
fullNode,
solidityNode,
eventServer,
privateKey
);
async function changestate(){
let contractAddress = 'TKjGYzq8svwBZXKSsV1bsmNZTeMswrncHe'; //Your address
let contract = await tronWeb.contract().at(contractAddress);
let resultPost = await contract.postMessage("TRON to the Future").send();
let resultGet = await contract.getMessage().call();
console.log('resultGet: ', resultGet);
}
changestate()
首先需要创建一个TronWeb对象，其中fullNode和solidityNode参数是必须指定的，后面两个参数可选。
TronWeb对象内部包含了好几个模块：
- tronWeb.trx：用于各种信息查询
- tronWeb.transactionBuilder：用于交易和投票
- tronWeb.
：各种编码和加密相关的工具，比如address，base58 - tronWeb.contract：生成合约对象
- tronWeb.
：各种工具方法
具体的调用方法参见上面的API列表链接，或者你也可以直接看源码：
16.总结
波场目前前的实现基本上就是以太坊+DPoS，同时借鉴了EOS上的一些概念。实际上，在波场上开发dApp和在以太坊上基本没多大区别，想赚快钱的小伙伴赶紧行动起来，提交自己的dApp作品吧，截止时间是2019年1月4日，第一名的奖金是20万美金哦～
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