去中心化应用程序 (dApp) 正在通过为用户提供自主权、安全性和透明度来改变数字格局。与依赖中心化服务器的传统应用程序不同，dApps（部分或全部）建立在去中心化技术之上。在本文中，我们将探索 dApp 的完整堆栈架构，包括前端、托管、钱包、智能合约、节点访问、数据存储和其他潜在组件。每一层都可以自己填写一个完整的博客，但我们试图全面地总结整个堆栈。

? 前端

前端（客户端）是 dApp 的用户界面（UI）。与在 web2 中一样，它通常使用流行的网络技术构建，如 HTML、CSS 和 JavaScript。React、Angular和Vue.js等框架通常用于创建响应式和动态 UI。

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前端必须以某种方式与后端通信。为此，需要连接到节点，并且图书馆使用通信。最流行的 Javascript 库是Web3.js和Ethers.js，最流行的 Python 库是web3.py。虽然我们看到越来越多的 Javascript 库和包，特别是支持 React 的发布，但 Python 生态系统还不够发达（提示：你可以填补一个明显的空白?）。这些库提供用于处理前端逻辑的实用程序，包括签署交易、检索帐户信息、管理 web3 钱包等。

dApp 还要求前端在向 dApp 后端发送请求之前连接到区块链节点，后端由部署在链上的智能合约组成。虽然自己运行区块链节点可能会减少您对任何提供商的依赖，但它是资源密集型的。Alchemy、QuickNode、Tatum、Ankr或Infura等供应商提供合适的解决方案。

感谢我们在 Alchemy 的朋友们，尤其是Vitto，他们构建了 npx 包create-web3-dapp，包括开始超快速构建 dApp 所需的一切?。

? 托管

托管是指存储和提供应用程序文件的过程，允许用户通过 Internet 访问它并与之交互。在传统的集中式托管中，一台或多台专用服务器负责为应用程序的内容提供服务。这种方法通常依赖于单个实体，即托管服务提供商。今天绝大多数 dApp 都在使用中心化托管。这会造成潜在的单点故障以及审查制度的可能性。分散式应用程序托管与集中式模型不同，它通过节点网络分发应用程序的文件，每个节点都提供存储和带宽资源。可以使用IPFS或Swarm等解决方案。如果你想开始托管你的 dApp 去中心化，一定要看看弗莱克。如果您觉得去中心化托管有点矫枉过正，仍然可以查看 Fleek（他们的团队做得非常棒，呵呵）。

? 钱包

钱包用于管理用户的数字资产、对用户进行身份验证以及在区块链上签署交易。在 dApp 的上下文中，钱包存储用户的私钥并促进与底层智能合约的交易。关于什么样的钱包可以提供合理的用户体验，进入门槛低，但最重要的是为用户提供高安全性，有很多不同的看法（不幸的是，有太多的坏人试图窃取私钥并获得通过社会工程学访问钱包！）

两种不同类型的钱包一方面是浏览器内置钱包与浏览器扩展钱包，另一方面是托管钱包与非托管钱包。

一些网络浏览器，例如Brave或Opera，带有内置钱包，允许用户管理他们的数字资产并直接在浏览器内与 dApp 交互。微软最近刚刚宣布，他们还将在其Edge浏览器中内置一个原生钱包。浏览器扩展钱包，例如MetaMask或Trust Wallet，是用户可以在其首选浏览器中安装的独立插件。这些钱包通常更通用，支持范围更广的加密货币和区块链网络。虽然内置钱包在当今受支持的区块链数量上通常受到限制，但扩展更容易受到网络钓鱼等攻击。

托管钱包由第三方服务提供商管理，例如交易所或钱包服务，它们保持对用户私钥的控制。用户通过服务提供商的平台访问他们的钱包，依靠他们进行安全和资产管理。非托管钱包让用户可以完全控制他们的私钥，使他们能够在不依赖第三方的情况下管理他们的数字资产。通常可用于与 dApp 交互的钱包是非托管的，因此用户必须自己管理私钥。非托管钱包有多种不同的方法，如Magic、Argent或Metamask。

? 节点

节点是通过验证和中继交易参与区块链网络的独立服务器。要与 dApp 交互，客户端/前端必须连接到区块链网络中的节点。然而，用户也可以直接通过节点或通过另一个智能合约与 dApp 交互！这意味着如果您的智能合约部署在公共区块链上，您的前端并不是用户与后端交互的唯一方式。

Alchemy和QuickNode等服务提供对远程节点的访问，使开发人员能够专注于构建他们的 dApp，而无需维护自己的基础设施。对于启动专用节点但仍然无法自行管理，Chainstack是一个可行的解决方案。或者，开发人员可以使用Geth (Ethereum) 或Solana 的 Validator等软件运行自己的节点。

节点支持读写操作。如果您的应用程序只允许从区块链读取数据，则无需支付交易费用。如果你的 dApp 支持写操作，则需要支付交易费（=gas 费）。比如Tatum，不仅提供节点，还提供dApp开发者支付用户gas费的解决方案，这样用户就不用自己支付gas费了（保证你的用户可以和你的dapp充分交互即使他们的数字资产可能不足以支付汽油费。）

? 智能合约

智能合约是任何 dApp 的支柱，允许写入和读取区块链。智能合约以 Solidity (Ethereum) 或 Rust (Solana) 等编程语言编写，定义了管理 dApp 操作的逻辑和规则。
在典型的智能合约中，一旦部署，其代码就无法更改，这可能会导致在尝试修复错误或添加新功能时遇到困难。可升级（代理）合约通过将合约逻辑与合约的数据存储分离来解决这个问题。这些合约由两个主要部分组成（基本上是 2 个或更多智能合约）：

1. 代理合约：代理合约充当中间人，将传入请求转发给逻辑合约，同时维护合约的状态。此合约在升级过程中保持不变。
2. 逻辑合约：逻辑合约包含应用程序的实际代码和业务逻辑。开发者可以部署新版本的逻辑合约，更新代理合约指向新逻辑，实现无缝升级，不影响合约数据。

一个 dApp 不仅可以使用内部开发的智能合约，还可以连接其他人部署的智能合约（协议）。例如，流行的 dApp 1inch （DEX 聚合器）已经开发了智能合约以与各种去中心化交易所（如Uniswap和Sushiswap）的智能合约进行交互。

部署在一条链（例如以太坊）上的智能合约不能简单地与部署在另一条链（例如Polygon）上的另一个智能合约进行交互。支持多条链将有助于解决更多的用户群体，并可能带来高级功能，如零知识证明或更快的交易吞吐量。这种跨链交互的唯一方法是在 dApp 中实现Wormhole之类的桥梁或Cosmos之类的互操作性协议。

⚙️ 索引解决方案

索引解决方案通过使区块链数据更易于访问和查询，在去中心化应用程序 (dApp) 生态系统中发挥着至关重要的作用。随着区块链规模和复杂性的增长，直接从链中检索特定数据可能会很慢并且会占用大量资源。索引解决方案通过创建结构化的索引数据库来应对这一挑战，从而实现更快、更高效的数据检索。许多索引解决方案提供实时数据同步，确保在相关事件发生时立即通知 dApp。这允许 dApp 快速准确地触发网络钩子或响应链上事件的操作。

最广为人知的解决方案是The Graph，它是一种去中心化索引协议，用于开发子图，但如今许多节点提供商（如 QuickNode）也提供索引功能。

? 数据存储

虽然区块链适用于存储交易数据，但由于可扩展性和成本问题，它并不适合大规模数据存储。IPFS或Filecoin等去中心化存储解决方案通常用于链下存储 dApp 数据，提供更高效且更具成本效益的存储选项。这些服务采用加密和分片来确保数据隐私和完整性。构建 dApp 时也可以使用中心化数据存储，但它不会再完全去中心化（与上面讨论的托管相同）

? 神谕

智能合约根据区块链网络中可用的信息执行预定义的逻辑。然而，许多用例需要来自外部来源的数据（例如，天气、股票价格或体育比分）才能有效运行。预言机通过安全地向智能合约提供链下数据来满足这一需求。流行的预言机是Chainlink和UMA。