Développement de Dapps Ethereum : Bases conceptuelles pour les débutants Web3

Imaginez un monde où les interactions en ligne sont pilotées par un réseau décentralisé garantissant transparence, sécurité et contrôle par les utilisateurs — c'est ce que promet le web3, propulsé par la technologie blockchain. Dans cet article, nous allons explorer les concepts fondamentaux et les outils nécessaires pour comprendre le développement sur la blockchain Ethereum.

Pour expliquer le fonctionnement de l'architecture client-serveur dans le web2, on utilise souvent « l'analogie de la cuisine ». Dans cette analogie, le serveur est comme une cuisine, et le client (l'utilisateur) envoie une requête, à l'image d'une commande de repas. Le serveur traite cette requête et renvoie les données, comme un plat servi à table. L'API joue le rôle du serveur, qui transmet votre commande en cuisine et vous rapporte votre repas, facilitant la communication entre le client et le serveur, même s'ils ne parlent pas le même langage.

Nous pouvons étendre cette analogie de la cuisine pour expliquer le web3, avec quelques différences clés : plusieurs cuisines identiques (nœuds) existent, l'une d'elles est choisie au hasard, et vous devez payer des frais de préparation à l'avance avant de recevoir votre repas.

Utilisons ces analogies pour comprendre ce qui se passe en coulisses lorsqu'un utilisateur interagit avec une dapp. Bien que les analogies soient imparfaites, elles peuvent aider à construire un modèle mental pour débuter votre parcours de développement sur Ethereum.

Nœuds décentralisés et smart contracts - plusieurs cuisines

Dans le monde décentralisé, il n'existe pas de « serveurs » traditionnels. À la place, des nœuds décentralisés sont répartis à travers le monde et collaborent pour obtenir des résultats remarquables. Ces nœuds maintiennent collectivement un registre partagé et immuable appelé la blockchain, qui garantit que chaque transaction est sécurisée et transparente. N'importe quel nœud peut traiter votre transaction ou exécuter le code de votre smart contract.

Que sont les nœuds dans la blockchain ?

Un nœud blockchain est tout ordinateur qui exécute le logiciel d'un protocole blockchain et se connecte à son réseau. Ces nœuds constituent l'épine dorsale d'un réseau décentralisé, jouant le rôle d'acteurs clés qui maintiennent l'infrastructure de la blockchain. Ils servent de points de stockage, de sorte que lorsqu'un utilisateur accède à des données sur la blockchain, il interagit avec un nœud. Les nœuds sont transparents et accessibles à tous les membres du réseau.

Étant donné que les blockchains fonctionnent sans autorité centrale, le contrôle est distribué entre un réseau de nœuds qui gèrent collectivement des tâches telles que la validation des transactions et l'exécution des protocoles de gouvernance. Tous les tokens et smart contracts sur une blockchain résident dans des nœuds, ce qui les rend essentiels au fonctionnement de la blockchain. Sans nœuds, la structure fondamentale des blockchains n'existerait pas.

Qu'est-ce qu'un smart contract ?

Un smart contract est un programme auto-exécutable qui fonctionne sur la blockchain, avec les termes de l'accord directement encodés en son sein. Lorsque certaines conditions sont remplies, le contrat applique et exécute automatiquement les termes convenus, éliminant ainsi le besoin d'intermédiaires.

Cependant, un défi majeur dans ce réseau décentralisé est de s'assurer que les nœuds agissent honnêtement et traitent correctement les requêtes des utilisateurs, compte tenu de l'absence d'autorité centralisée. C'est là qu'intervient le concept de « consensus ».

Les mécanismes de consensus garantissent que toutes les transactions sont vérifiées et approuvées par les nœuds, prévenant ainsi la fraude et la double dépense, tout en préservant l'intégrité de la blockchain. Pour prolonger notre analogie de la cuisine : après que la cuisine choisie a préparé votre commande, elle partage le plat terminé et la recette avec les autres cuisines. Ces cuisines suivent alors la même recette, comparent les résultats et confirment collectivement que la commande a été préparée correctement, assurant ainsi cohérence et exactitude à travers le réseau.

Outils pour la gestion du cycle de vie des smart contracts

Contrairement au web2, où vous devez gérer l'infrastructure pour déployer des serveurs, le web3 transfère une grande partie de la logique backend vers des smart contracts sur la blockchain. Voici quelques environnements de développement qui rationalisent l'ensemble du cycle de vie du développement de smart contracts :

• Hardhat: Un environnement de développement complet qui inclut des composants pour l'édition, la compilation, le débogage et le déploiement de smart contracts et d'applications. Idéal si vous maîtrisez JavaScript et avez besoin d'une intégration poussée avec les technologies web.

• Foundry: Une option rapide et efficace qui maintient tout au sein de l'écosystème Solidity, améliorant la productivité grâce à sa vitesse et son support natif de Solidity.

Pour une comparaison détaillée de Hardhat et Foundry, consultez notre guide, Choosing the Right Ethereum Development Tool.

• Remix: Un IDE en ligne avec des plugins préchargés pour les opérations essentielles, idéal pour tester rapidement du code sans avoir besoin d'installer quoi que ce soit en local.

Les développeurs peuvent utiliser divers langages de programmation de haut niveau pour écrire des smart contracts, qui sont ensuite compilés en bytecode de bas niveau. Les deux langages les plus populaires sont :

• Solidity: Connu pour sa syntaxe similaire à JavaScript, le rendant accessible à de nombreux développeurs.

• Vyper: Conçu pour une sécurité et une lisibilité améliorées, avec une syntaxe similaire à Python.

D'autres langages incluent Yul, Cairo et Rust., offrant des options supplémentaires selon vos besoins de développement.

JSON-RPC API - les serveurs

Comment votre commande passe-t-elle de votre table à la cuisine, et comment le plat terminé vous revient-il ? Par l'intermédiaire des serveurs, bien sûr !

Dans le web2, les API REST jouent le rôle de « serveurs », facilitant la communication entre votre application et le serveur backend où réside la logique métier. Pour interagir avec ce backend, vous avez besoin d'une URL et de endpoints spécifiques pour diverses opérations.

Dans le web3, l'interaction avec le nœud blockchain se fait via une JSON-RPC API. Cette API permet à plusieurs dapps d'interagir avec la même URL en spécifiant le contrat contenant la logique métier dans le corps de l'appel JSON-RPC. Bien que vous soyez peut-être moins familier avec les JSON-RPC APIs, elles fonctionnent de manière similaire aux requêtes HTTP classiques, comme illustré ici :

curl  -X POST \\
  '<https://linea-goerli.infura.io/v3/2QBbceinBF3CvQvRwe9uaHLsOe>' \\
  --header 'Accept: */*' \\
  --header 'Content-Type: application/json' \\
  --data-raw '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_blockNumber","params":[],"id":1}'
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Regardez attentivement ce qui se trouve dans l'objet data du corps de la requête :

Il inclut la version JSON-RPC, une méthode pour l'action souhaitée (par exemple, récupérer le dernier numéro de bloc), des paramètres optionnels et un ID pour suivre la requête. Ce format standardise la communication avec les nœuds Ethereum, que ce soit pour la récupération de données ou l'exécution d'actions sur la blockchain.

L'URL dans la requête pointe vers Infura, un fournisseur de nœuds qui nous évite la complexité et les ressources nécessaires à la mise en place et à la maintenance de notre propre nœud Ethereum. Cette URL sert de passerelle vers la blockchain.

Vous vous souvenez du point mentionné plus tôt concernant les frais de préparation à payer à l'avance ? Dans le web3, l'exécution de transactions entraîne un coût connu sous le nom de « Gas fee », qui dépend de la complexité de la transaction et de la congestion du réseau à ce moment-là. En revanche, la lecture de données sur la blockchain est gratuite.

Pour s'assurer que votre transaction est correctement comprise et exécutée, une manière standardisée de la décrire est nécessaire. C'est là qu'intervient l'ABI (Application Binary Interface) — elle agit comme un menu, définissant comment interagir avec les fonctions du smart contract, en précisant les paramètres requis et la manière dont la fonction doit être exécutée.

Alors, comment votre dapp communique-t-elle avec les smart contracts déployés ? Comme nous l'avons vu, cela nécessite l'utilisation de la JSON-RPC API, mais pour simplifier ce processus, plusieurs bibliothèques peuvent vous aider. En JavaScript, les options incluent Ethers.js ou Viem, et pour les frontends basés sur React, wagmi — une bibliothèque React Hooks pour Ethereum — est particulièrement utile. Ces bibliothèques encapsulent vos appels JSON-RPC, rendant les interactions avec la blockchain et vos contrats déployés plus faciles à gérer.

Viem, et par extension Wagmi (qui utilise viem en coulisses), fournit des APIs fortement typées, améliorant l'expérience développeur avec l'autocomplétion, l'inférence de types et la validation statique. En fournissant un ABI, viem offre l'autocomplétion et détecte les erreurs de type avant qu'elles n'affectent les utilisateurs.

Vous hésitez entre ethers.js et viem ? Consultez cette comparaison détaillée pour les développeurs Web3.

Développement frontend de dapp web3 – passer à table

Il existe plusieurs façons d'interagir avec les smart contracts, mais explorons la méthode la plus populaire : via une dapp, qui est une application web ou mobile décentralisée conçue pour interagir avec la blockchain.

Qu'est-ce qui distingue alors une dapp d'une application web classique ? Visuellement, il n'y a souvent pas de différence significative. Les développeurs peuvent utiliser des frameworks web familiers du web2 dans le web3, comme React, Next.js, ou même du JavaScript vanilla, et déployer des dapps de manière très similaire. Cependant, il existe des solutions de stockage décentralisé comme IPFS (InterPlanetary File System) ou SWARM qui sont couramment utilisées dans le web3.

Une fonctionnalité distinctive dans la plupart des applications web3 est la fonctionnalité « Connect Wallet ». Lorsque vous cliquez sur « Connect Wallet » dans une dapp, vous autorisez l'application à interagir avec votre wallet, lui permettant de lire votre adresse publique et de demander des transactions en votre nom. Les transactions doivent être authentifiées pour vérifier que l'utilisateur est habilité à effectuer l'action. Cela est réalisé par la signature, un processus qui utilise votre clé privée — un identifiant unique prouvant votre propriété d'un compte Ethereum, stocké de manière sécurisée dans votre wallet.

Approfondissons le sujet des wallets : les wallets se présentent sous diverses formes, notamment des extensions de navigateur, des applications mobiles et même des appareils physiques, MetaMask étant l'un des plus populaires. Tout comme les restaurants dans la vie réelle acceptent plusieurs modes de paiement, vous pourriez avoir besoin de prendre en charge plusieurs wallets dans votre dapp.

Pour implémenter facilement la fonctionnalité de connexion de wallet et prendre en charge différents types de wallets, envisagez d'utiliser des outils tels que :

• MetaMask SDK

• Web3Modal

• RainbowKit

Ces outils peuvent simplifier le processus d'intégration, garantissant une connexion fluide entre votre dapp et le wallet de l'utilisateur.

Prêt à approfondir le développement web3 ?

Le développement web3 transforme le fonctionnement des applications en utilisant des smart contracts sur la blockchain, les rendant permanentes et déplaçant les tâches backend loin des serveurs centralisés. Ce changement exige des développeurs qu'ils se familiarisent avec des notions telles que la signature de transactions, la gestion des gas fees et l'utilisation des JSON-RPC APIs, ce qui le distingue du développement web2 traditionnel. Bien que cela puisse être complexe, cela ouvre également de nouvelles possibilités passionnantes.

Pour en savoir plus sur le développement web3 et rester informé des derniers outils et meilleures pratiques, visitez le blog MetaMask pour des analyses et des guides destinés aux développeurs.