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Introdução
Como um desenvolvedor experiente que viajou pelo labirinto de inúmeras bases de código, devo dizer que este projeto blockchain C++ é uma prova do poder da perseverança e da beleza da simplicidade. O código que você escreveu aqui é uma base sólida para qualquer aspirante a arquiteto de blockchain.
A inovadora tecnologia blockchain revolucionou significativamente o gerenciamento financeiro e da cadeia de suprimentos. Oferece um sistema descentralizado, garantindo transparência e segurança, minimizando ou mesmo eliminando a necessidade de intermediários.
Por que alguém deveria construir um aplicativo blockchain?
A tecnologia Blockchain oferece autenticidade e proteção robusta de dados, bem como uma plataforma confiável para troca de informações sem a necessidade de confiança entre as partes. Esta tecnologia permite o desenvolvimento de contratos inteligentes e tokens digitais, abrindo caminho para sistemas financeiros inovadores como Finanças Descentralizadas (DeFi) e ativos baseados em tokens, entre outros novos modelos económicos.
Este artigo é um rápido tour de 10 minutos pelo mundo do desenvolvimento Blockchain através de C++.
Noções básicas de Blockchain
Em termos mais simples, um blockchain é como uma série de caixas digitais (blocos) interconectadas que contêm dados seguros e inalteráveis sobre transações. Cada caixa é conectada à anterior usando códigos matemáticos complexos e exclusivos (hashes). Essa ligação cria uma cadeia, onde cada elo (bloco) representa uma etapa do histórico de transações dentro da rede. Em essência, esta estrutura permite um registo transparente e permanente de todas as transações em todo o sistema blockchain.
C++ em Blockchain
C++ se destaca como uma das linguagens de programação altamente eficazes para a tecnologia blockchain graças à sua impressionante velocidade, adaptabilidade e capacidade de fornecer controle preciso. Isso o torna excepcionalmente útil ao lidar com arquiteturas de sistemas complexas, desenvolvimento de jogos e aplicações financeiras. Está claro que C++ é incrivelmente versátil!
Por vários motivos, C++ se destaca no domínio do desenvolvimento de blockchain. Seu gerenciamento de memória de baixo nível permite que os desenvolvedores construam sistemas blockchain robustos e eficientes com controle ajustado. Dado o imenso tamanho e segurança da rede Bitcoin, que processa uma infinidade de transações, não é surpresa que o C++ tenha sido selecionado para esta tarefa desafiadora. Na verdade, aplicativos blockchain populares como Bitcoin, Litecoin, Ripple, Monero e EOS foram desenvolvidos usando C++.
Por que C++ é uma linguagem ideal para o desenvolvimento de blockchain?
- Cálculos mais rápidos
- Alto desempenho
- Gerenciamento eficiente de memória
- Recursos orientados a objetos
- Suporta multithreading
- Controle sobre os recursos do sistema
Independentemente de você estar apenas começando com a tecnologia blockchain ou se esforçando para inovar além dos limites atuais, C++ é uma excelente opção quando se trata de criar aplicativos robustos e duradouros.
Compreendendo os conceitos de Blockchain com C++
Transações: No blockchain, as transações servem como espinha dorsal, alimentando todo o sistema. Cada bloco pode ser pensado como um cofre seguro, contendo detalhes cruciais sobre a troca e o valor destas transações, bem como as identidades das partes envolvidas. Estas transações constituem os registos fundamentais, narrando a história de quem negociou o quê, com quem e quando.
Pilares do Blockchain que você deve conhecer

A descentralização refere-se à característica única que diferencia o blockchain no mundo da tecnologia. Em termos mais simples, significa que nenhum indivíduo ou organização tem controle total sobre todo o banco de dados no blockchain. Esse recurso torna o sistema resiliente contra falhas e elimina possíveis vieses. Cada dispositivo participante da rede (frequentemente chamado de nó) armazena uma cópia dos dados da blockchain, promovendo transparência e protegendo contra quebras ou manipulações centralizadas.
O recurso de imutabilidade do Blockchain garante que quaisquer dados gravados nele permaneçam inalterados após serem registrados inicialmente. Isto é conseguido através da utilização de funções criptográficas, que impossibilitam a modificação dos dados sem alterar os blocos subsequentes da cadeia. Conseqüentemente, quaisquer alterações feitas não podem ser revertidas, tornando todo o sistema imutável.
Protocolos de Consenso de Blockchain: Uma coleção de regras que orientam como uma blockchain opera, com cada nó dentro da rede obrigado a concordar com esses procedimentos. Esses protocolos de consenso servem para coordenar os nós e garantir que compartilhem o mesmo entendimento em toda a rede.
Até agora, espero que você tenha compreendido muito bem os fundamentos do blockchain. Agora é hora de mudar de assunto e explorar as aplicações práticas. Você está pronto para arregaçar as mangas e mergulhar em alguma experiência prática?
Aqui, orientaremos você passo a passo na criação de um aplicativo blockchain básico, cobrindo tudo, desde a configuração inicial até o teste e eventual implantação.
1.Configurando o ambiente de desenvolvimento C++
Para iniciar seu projeto, é crucial que você reúna primeiro todos os requisitos necessários. Esta próxima seção irá guiá-lo na configuração de um ambiente de desenvolvimento ideal.
Instalando o compilador C++
Vamos começar entendendo o que é um compilador.
Um instrumento crucial na criação de software é um compilador, que serve como mediador entre o código de alto nível legível por humanos que você escreve e o código de máquina de baixo nível que o processador do seu computador pode processar e executar. Quando se trata de construir aplicativos blockchain usando C++, a ação inicial que você deve tomar é garantir um compilador C++ confiável. Esta ferramenta converterá seu código C++ em código de máquina executável, permitindo que seu aplicativo blockchain funcione sem problemas em vários sistemas.
Para iniciar o processo de desenvolvimento, certifique-se de configurar seu sistema instalando primeiro um compilador C++ adequado. Algumas opções populares para compiladores C++ incluem:
GCC (coleção de compiladores GNU):
Linux/MacOS:
Abra o terminal e digite os comandos fornecidos abaixo, respectivamente
a)Ubuntu/Debian: sudo apt update sudo apt install build-essential b)Fedora c)MacOS(ferramentas de linha de comando) |
Para usuários do Windows: Se você estiver usando o Windows, o projeto MinGW-w64 pode ser uma ótima opção para você, pois oferece uma versão do GCC (GNU Compiler Collection) projetada para Windows, permitindo que você aproveite o poder do GCC em seu sistema Windows.
Etapas para instalar:
- Baixe o instalador visitando o site oficial do MinGW-w64.
- Execute o instalador após o download
- Selecione a arquitetura adequada de acordo com suas necessidades
- Siga as etapas do assistente para concluir
- Atualize o sistema (esta é uma etapa opcional, mas recomendada).
Clang:
Linux/MacOS: sudo apt install clang (também o clang já está instalado no MacOS) Fedora: sudo dnf install clang Windows: Clang pode ser instalado usando MinGW ou através do instalador do projeto LLVM |
MSVC (Microsoft Visual C++):
O Microsoft Visual C++, frequentemente abreviado como MSVC, é uma parte essencial do Visual Studio – um poderoso ambiente de desenvolvimento de software (IDE) criado pela Microsoft. O Visual Studio oferece uma ampla gama de ferramentas para criar, testar e iniciar aplicativos, com a instalação deste software configurando automaticamente o MSVC em seu sistema.
Verifique a instalação usando os seguintes comandos no terminal ou prompt de comando:
g++ -version # Para GCC clang -version # Para Clangcl # Para MSVC |
Escolhendo um IDE
Um espaço de trabalho simplificado chamado Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE) aumenta a eficiência, fornecendo recursos como preenchimento automático, solução de problemas e organização de projetos, tudo em uma plataforma fácil de usar. Alguns IDEs populares para programação C++ estão listados abaixo:
Visual Studio: Baixe o Visual Studio do site oficial.
E siga as seguintes etapas conforme mencionado na tabela abaixo:

CLion: Instalação e configuração:
CLion, um Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE) amplamente utilizado, opera sob a égide da JetBrains, mas requer uma assinatura paga. No entanto, também oferece períodos de teste gratuitos.
oferece testes gratuitos.

Visual Studio Code: instale e configure extensões para desenvolvimento em C++.

Instalando bibliotecas necessárias
Use gerenciadores de pacotes para instalar bibliotecas essenciais como OpenSSL para funções criptográficas. Abaixo estão as etapas e várias bibliotecas para diferentes sistemas operacionais e seus comandos. WSvbuFg9l48q1TFn4ujocfLuIft_0wuhRew3Dkwsq51epOZ0jigJxCgj_IguXct?key=8h1rU_nRjsJaN1hLh5UINA”/>
Viva! Você configurou efetivamente seu ambiente de programação. Agora você está livre para começar a executar seu código no Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE) que melhor lhe convier.
2.Construindo um Blockchain Simples com C++
Vamos nos familiarizar com os elementos que compõem uma classe de bloco antes de começarmos a codificá-la.
Componentes do Blockclass
- Um índice é um número inteiro que armazena e mantém a ordem de classificação dos blocos cronologicamente.
- Timestamp: O timestamp armazena a instância em que o bloco foi criado na forma de uma string.
- Transações: As transações armazenam as informações de troca entre os participantes e o estado do blockchain naquele momento.
- Hash anterior e Hash: O hash anterior armazena o hash criptográfico do bloco anterior, enquanto o hash é uma sequência de informações criptográficas misturadas ou hash.
- Nonce: Um número inteiro usado no algoritmo de consenso de Prova de Trabalho (PoW). Atua como um contador que é incrementado para encontrar um hash válido que atenda ao alvo de dificuldade. O nonce é crucial para o processo de mineração em PoW, onde os mineradores competem para encontrar um nonce que gere um hash com um número específico de zeros à esquerda.
Vamos implementar todos os recursos no código agora:
bloco de classe { público: índice int; std::string carimbo de data/hora; transações std::vector std::string anteriorHash; std::string hash; int nonce; // Para PoW // Construtor // Método para extrair o bloco |
Como um investidor criptográfico, depois de configurar minha classe de bloco com os atributos necessários, prossigo para estabelecer o Bloco Gênesis. O Genesis Block é o bloco inaugural do blockchain que requer inicialização e carrega um índice zero. Depois de definir o Bloco Genesis, continuo adicionando blocos subsequentes ao meu blockchain usando o método ‘addblock’. Aqui está o código:
class Blockchain { public: std::vector Blockchain { chain.push_back(createGenesisBlock); } Bloquear createGenesisBlock { Bloquear return(0, “01/01/2024”, “Bloco Gênesis”, “0”); } Bloquear getLatestBlock { return chain.back; } void addBlock(Bloquear newBlock) { newBlock.previousHash = getLatestBlock.hash; newBlock.hash = newBlock.calculateHash; chain.push_back(newBlock); } }; |
Estabeleça e autentique uma transação. Cada transação possui um identificador exclusivo, um modelo ou plano definido e detalhes sobre o remetente, o destinatário e o valor especificado. Depois de criar uma transação, você deve verificar sua validade utilizando a função activateTransaction.
class Transação {public: std::string remetente; std::string destinatário; valor em dobro; std::string transactionID; // Construtor Transaction(std::string snd, std::string rcp, double amt, std::string txID) { |
3.Implementando Mecanismos de Consenso em C++
Como analista de projetos, tenho o prazer de compartilhar que concluímos com sucesso 25% da nossa fase de construção. Seguindo em frente, é hora de nos concentrarmos na implementação dos mecanismos de consenso em nosso blockchain. Este componente crucial serve de base para toda a nossa aplicação. Vamos mergulhar nesta próxima etapa com entusiasmo e precisão!
Comprovante de Trabalho
Em termos mais simples, Prova de Trabalho (PoW) é um método usado pelos participantes de uma rede blockchain (frequentemente chamados de mineradores) para resolver problemas matemáticos complexos antes que possam anexar um novo bloco à cadeia. Essencialmente, eles procuram um número específico, conhecido como nonce, que, quando combinado com os dados do bloco, seu hash e detalhes adicionais, produz um valor de hash exclusivo que começa com um número especificado de zeros no início. Este design torna o processo eficiente e resistente a ataques prejudiciais.
No domínio da programação C++, você pode criar um sistema Proof of Work incorporando um atributo ‘proof’ e uma função ‘proofOfWork’ em sua classe Block. Esta é uma maneira de fazer isso:
#include #include #include #include #include #include usando namespace std; string sha256 (const string str) { Bloquear(int idx, string d, string prevHash) { Blockchain(int diff) { |
Como pesquisador, no código fornecido, inicialmente tenho a tarefa de adicionar uma prova e seu hash correspondente a um bloco. Posteriormente, preciso estabelecer a complexidade da prova e depois proceder à sua extracção. Por fim, irei verificar ou validar a prova extraída.
4.Criando uma API Blockchain simples com C++
API, ou Interface de Programação de Aplicativo, serve como uma ponte que permite que diferentes programas de software se comuniquem perfeitamente. No contexto do blockchain, as APIs facilitam a interação com dados predefinidos na rede blockchain, tornando mais simples para os desenvolvedores criar aplicativos sem se aprofundar nos detalhes intrincados da estrutura subjacente. As APIs simplificam a integração da tecnologia blockchain com outras plataformas, como aplicativos web ou móveis, agilizando assim os processos de desenvolvimento e integração.
Configurando o ambiente da API
Instale e configure as ferramentas necessárias para a criação de APIs com C++ conforme mencionado na tabela abaixo:
Construindo a API
#include #include #include “blockchain.h” usando namespace web; Blockchain blockchain( 4); // nível de dificuldade 4 void handleGet(http_request request) { listener.support(methods::GET, handleGet); tente { |
handleGet recupera todo o blockchain no formato JSON.
handlePost adiciona um novo bloco ao blockchain usando os dados da solicitação POST.
Executando e testando o aplicativo
Executando o aplicativo
Depois de concluir os recursos primários do seu código seguindo o processo de desenvolvimento do software, é essencial passar para a etapa crítica e indispensável de compilação e teste de toda a aplicação. Esta etapa é crucial para garantir que todas as partes do aplicativo funcionem corretamente.
Compile o código: g++ -o blockchain_api blockchain_api.cpp -lboost_system -lcrypto -lssl -lcpprest Execute o executável:. |
O código acima inicia o servidor API em http://localhost:8080.
Testando com Postman
- Teste os endpoints da API usando Postman ou curl:
- Adicionar um bloco:
- Método: POSTAR
- URL: http://localhost:8080
- Corpo: formato JSON
{ “dados”: “Este é um novo bloco” } |
Ver Blockchain:
- Método: GET
- URL: http://localhost:8080
Exemplo de adição de um bloco e visualização do blockchain usando a API criada em C++.
void handleGet(solicitação http_request) { json::value resposta = json::value::array; int i = 0; for (auto& block : blockchain.chain) { json::value block_json; block_json[U(“index”)] = json::value::number(block.index); block_json[U(“dados”)] = json::valor::string(bloco.dados); block_json[U(“previousHash”)] = json::value::string(block.previousHash); block_json[U(“hash”)] = json::value::string(block.hash); block_json[U(“prova”)] = json::valor::número(bloco.prova); block_json[U(“timestamp”)] = json::value::number(block.timestamp); resposta[i++] = block_json; } request.reply(status_codes::OK, resposta); } void handlePost(solicitação http_request) { request.extract_json.then([&](json::value requestData) { dados automáticos = requestData[U(“dados”)].as_string; blockchain.addBlock(dados); request.reply(status_codes ::OK, U(“Bloco adicionado com sucesso”)) }).wait; } |
A função handlePost gerencia o processo de adição de blocos ao blockchain, extraindo informações do conteúdo JSON fornecido e anexando um novo bloco à cadeia.
A função handleGet recupera todo o blockchain e o envia de volta como uma resposta JSON.
6.Exemplo ao vivo de construção de uma aplicação Blockchain com C++
Execução passo a passo
Etapa 1: Crie a classe Block com os atributos necessários usando a sintaxe C++.
#include #include #include #include #include #include usando namespace std; bloco de classe { Bloquear(int idx, const string& data, const string& prevHash) void proofOfWork(int dificuldade) { privado: stringstream ss; |
Etapa 2: Implemente o método calculaHash.
#include #include #include #include bloco de classe { Bloquear(int idx, const std::string& data, const std ::string& prevHash) privado: std::stringstream ss; |
Etapa 3: Defina a classe Blockchain e inicialize-a com um bloco genesis.
class Blockchain { público: Blockchain(int dificuldade) : dificuldade(dificuldade ) { chain.emplace_back(Block(0, “Bloco Gênesis”, “0”)); } void addBlock(const string& dados) { Bloquear newBlock(chain.size, dados , cadeia.back.hash); newBlock.proofOfWork(dificuldade); chain.push_back(newBlock); } const Block& lastBlock const { return chain.back; } vetor privado: |
Etapa 4: Implemente o método calculaHash.
#include #include #include #include bloco de classe { Bloquear(int idx, const std::string& data, const std::string& prevHash) std::stringstream ss; |
Etapa 5: Defina a classe Blockchain e inicialize-a com um bloco genesis.
class Blockchain { público: Blockchain(int dificuldade) : dificuldade(dificuldade ) { chain.emplace_back(Block(0, “Bloco Gênesis”, “0”)); } void addBlock(const string& dados) { vetor privado: |
Etapa 6: Configure o ambiente da API para lidar com solicitações usando uma biblioteca C++ adequada.
#include #include usando namespace web; class BlockchainAPI {public: void start {listener.open.wait; cout << “API Blockchain em execução…” << endl; } |
Como investidor em criptomoedas, eu colocaria meu conhecimento em ação tentando extrair um novo bloco e autenticar o blockchain por meio do Postman ou curl na etapa 7. Essa abordagem prática me permite garantir que o aplicativo esteja funcionando conforme o esperado e fornece confiança em sua capacidade de manter a integridade do blockchain.
Principal: int main { Blockchain blockchain(4); // Nível de dificuldade BlockchainAPI api(“http://localhost:8080”, blockchain); return 0; } Teste: |
Iniciar o desenvolvimento de blockchain usando C++ envolve muito mais do que escrever código; trata-se de construir os componentes fundamentais dos sistemas descentralizados, que prometem transformar dramaticamente numerosos sectores.
Em resumo, nos aprofundamos nos fundamentos da programação C++ conforme ela se aplica à tecnologia blockchain e passamos para o processo de implantação e teste de nosso aplicativo desenvolvido.
Depois de terminar este módulo, sinta-se à vontade para se aprofundar em tópicos como escalabilidade, protocolos de segurança, algoritmos de consenso sofisticados e utilização de contratos inteligentes para uma compreensão mais aprofundada.
Alimente sua sede de conhecimento, adote uma mentalidade de aprendizagem contínua e nunca pare de escrever código. Que suas inovações moldem o curso dos avanços tecnológicos!
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2024-09-17 10:54