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Python 区块链开发实战：从零到一构建智能合约

ops 2025/6/29 21:46:46

一、环境搭建

1.1 安装 Ganache 和 Truffle

1.2 安装 Python 和 web3.py

二、编写智能合约

2.1 创建 Truffle 项目

2.2 编写 ERC-20 合约

三、部署智能合约

3.1 编写部署脚本

3.2 配置 Truffle

3.3 部署合约

四、使用 Python 与智能合约交互

4.1 编写 Python 脚本

五、总结

随着区块链技术的快速发展，智能合约作为其核心组成部分，已广泛应用于去中心化金融（DeFi）、供应链管理、数字身份认证等领域。Python 作为一种简洁易用的编程语言，凭借其丰富的库和框架，成为区块链开发者的热门选择。本文将带领大家从零开始，使用 Python 构建一个简单的智能合约，实现基本的代币转账功能。

一、环境搭建

在开始开发之前，首先需要搭建开发环境。我们将使用以下工具和库：

Ganache：一个以太坊模拟链，用于本地部署和测试智能合约。
Truffle：一个开发框架，用于编译、部署和测试智能合约。
Python：用于编写与智能合约交互的脚本。
web3.py：Python 的以太坊库，用于与智能合约进行交互。

1.1 安装 Ganache 和 Truffle

首先，下载并安装 Ganache 和 Truffle。安装完成后，启动 Ganache，创建一个新的工作区。Ganache 会为我们提供一个本地的以太坊网络，包含 10 个账户，每个账户有 100 ETH。

1.2 安装 Python 和 web3.py

确保系统已安装 Python。然后，使用 pip 安装 web3.py：

pip install web3

二、编写智能合约

在 Truffle 项目中，我们将编写一个简单的 ERC-20 代币合约。ERC-20 是以太坊上最常用的代币标准，定义了代币的基本功能，如转账、查询余额等。

2.1 创建 Truffle 项目

在终端中，创建一个新的 Truffle 项目：

mkdir MyToken
cd MyToken
truffle init

2.2 编写 ERC-20 合约

在 contracts 目录下，创建一个名为 MyToken.sol 的文件，内容如下：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;contract MyToken {string public name = "MyToken";string public symbol = "MTK";uint8 public decimals = 18;uint256 public totalSupply;mapping(address => uint256) public balanceOf;mapping(address => mapping(address => uint256)) public allowance;constructor(uint256 _initialSupply) {totalSupply = _initialSupply * 10 ** uint256(decimals);balanceOf[msg.sender] = totalSupply;}function transfer(address recipient, uint256 amount) public returns (bool) {require(recipient != address(0), "ERC20: transfer to the zero address");require(balanceOf[msg.sender] >= amount, "ERC20: transfer amount exceeds balance");balanceOf[msg.sender] -= amount;balanceOf[recipient] += amount;return true;}function approve(address spender, uint256 amount) public returns (bool) {allowance[msg.sender][spender] = amount;return true;}function transferFrom(address sender, address recipient, uint256 amount) public returns (bool) {require(sender != address(0), "ERC20: transfer from the zero address");require(recipient != address(0), "ERC20: transfer to the zero address");require(balanceOf[sender] >= amount, "ERC20: transfer amount exceeds balance");require(allowance[sender][msg.sender] >= amount, "ERC20: transfer amount exceeds allowance");balanceOf[sender] -= amount;balanceOf[recipient] += amount;allowance[sender][msg.sender] -= amount;return true;}
}

该合约实现了 ERC-20 标准的基本功能，包括代币的名称、符号、总供应量、余额查询、转账、授权转账等。

三、部署智能合约

在 Truffle 项目中，我们需要编写部署脚本，将智能合约部署到 Ganache 提供的本地以太坊网络。

3.1 编写部署脚本

在 migrations 目录下，创建一个名为 2_deploy_contracts.js 的文件，内容如下：

const MyToken = artifacts.require("MyToken");module.exports = function (deployer) {deployer.deploy(MyToken, 1000000);
};

该脚本将部署 MyToken 合约，并初始化供应量为 1,000,000 个代币。

3.2 配置 Truffle

在 truffle-config.js 文件中，配置 Ganache 网络：

module.exports = {networks: {development: {host: "127.0.0.1",port: 8545,network_id: "*",},},compilers: {solc: {version: "0.8.0",},},
};

3.3 部署合约

在终端中，运行以下命令，部署智能合约：

truffle migrate --network development

部署完成后，Truffle 会显示合约地址和交易哈希等信息。

四、使用 Python 与智能合约交互

部署完成智能合约后，我们可以使用 Python 与其进行交互，例如查询余额、转账等。

4.1 编写 Python 脚本

首先，导入所需的库：

from web3 import Web3
from solcx import compile_standard

然后，连接到 Ganache 提供的本地以太坊网络：

w3 = Web3(Web3.HTTPProvider("http://127.0.0.1:8545"))
w3.eth.default_account = w3.eth.accounts[0]

接下来，加载已编译的智能合约 ABI 和字节码：

with open("MyToken_sol_MyToken.abi", "r") as abi_file:abi = abi_file.read()with open("MyToken_sol_MyToken.bin", "r") as bin_file:bytecode = bin_file.read()

创建合约实例：

MyToken = w3.eth.contract(abi=abi, bytecode=bytecode)

部署合约：

tx_hash = MyToken.constructor(1000000).transact()
tx_receipt = w3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash)
contract_address = tx_receipt.contractAddress
print(f"Contract deployed at address: {contract_address}")

获取合约实例：

my_token = w3.eth.contract(address=contract_address, abi=abi)

查询余额：

balance = my_token.functions.balanceOf(w3.eth.default_account).call()
print(f"Balance: {balance}")

转账：

recipient = w3.eth.accounts[1]
amount = 100
tx_hash = my_token.functions.transfer(recipient, amount).transact()
w3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash)
print(f"Transferred {amount} tokens to {recipient}")