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建议解决方案-第章

在本节中,我们将讨论我们提出的解决方案的所有架构和设计组件。

3.1系统概述

区块链2.0技术(即智能合约)使不信任的对等方之间的分布式P2P网络不需要第三方中介。我们的目标是应用以太坊区块链和智能合约的知识来寻找解决现实世界问题的方法。本课题的任务是开发一个基于以太坊区块链的去中心化社交网络应用程序,同时利用星际文件系统作为分布式存储服务,从而为当前的社交媒体网络架构带来优势。这项任务还包括为用户提供一个简单、基于内容的奖励系统,以补偿他们为平台贡献的高质量内容。

3.2建筑设计

此应用程序的智能合约将管理DApp的整个事务(见附录)。用户最初必须使用其钱包/账户地址注册一次,该用户地址将存储在智能合约的映射中。应用程序上的每个帐户将仅绑定到一个帐户地址,以避免从同一地址创建多个帐户。此智能合约将部署在以太坊虚拟机上,前端用户界面将与用户交互。因此,整个系统形成了一个三层架构,前端UI负责用户交互,web3和IPFS库分别负责从前端客户端到后端区块链和IPFS存储的API调用。图2显示了系统结构的完整视图。在顶部是前端用户界面,它负责接收用户输入的注册数据、发布数据和消息,并将它们传递给web3库和IPFS库。然后,web3库与底层以太坊区块链系统交互,进行功能调用、合同部署和资金转移。当用户创建一个带有图像或视频的帖子时,或者当用户在应用程序的聊天系统中发送消息时,IPFS库将被调用。图像、视频或聊天信息存储在IPFS数据存储中,并返回IPFS哈希,该哈希作为记录数据存储在区块链上。

图2:系统架构

3.3应用程序设计

整个系统由三个主要部分组成,即后端以太坊区块链、IPFS存储和前端web UI。当客户端启动时,只有当用户尚未注册时,用户才可以注册到应用程序中。这由用户映射和前端处理。如果用户的账户地址已经存在于用户映射中,则前端注册被禁用,否则前端会向区块链发送一个交易以及0.002以太坊区块链的加密货币,并向应用程序注册一个新的用户帐户。这个金额进入合同余额,它使合同能够根据用户的内容获得的喜欢(或赞成票)来奖励用户。它还阻止恶意参与者在应用程序上注册。

图3:注册过程

在创建一个新的post(参见图4)时,如果一个图像或视频是由用户随post一起上传的,那么前端客户端会将图像或视频加载到字节数组中,并通过IPFS库将字节数据发送到IPFS存储端点。当数据存储成功时,它返回相应的IPFS散列。这个散列存储在区块链上,然后在需要时用于检索图像或视频。所有post数据连同创建者地址、图像/视频IPFS散列和当前时间戳作为一个事务发送到区块链,并将0.001以太的量发送到区块链,然后创建帖子。其他用户现在可以喜欢(投赞成票)或对帖子发表评论。

图4:岗位创建流程

由于Solidity不支持字符串数组等复杂数据结构的传递,因此应用程序聊天系统的消息被存储为一个带有分隔符的字符串,以表示单独的消息。当用户想要在聊天系统中发送消息时(参见图5),它首先使用存储在区块链上的聊天消息的IPFS散列来检索之前存储在IPFS存储上的字节数据的消息。前端客户端将字节数据转换成字符串,追加当前消息,并以字节数组的形式再次发送到IPFS存储端点。然后,返回的IPFS散列被替换并存储在区块链上。

图5:发送消息的过程

3.4奖励制度

当用户创建帖子时,应用程序的其他用户可以查看并向上投票(如果他们喜欢内容)。每个upvote在创建者的应用程序帐户中生成一个令牌。可以在用户的UI配置文件部分看到此令牌计数。这些代币可以从平台本身兑换成以太。资金直接从合同余额转入账户地址。每一个代币兑换时可获得0.0001以太。因此,当用户在其帖子中获得10张赞成票时,创建新帖子的成本就被回收了。更多的赞成票将确保一次性注册费用也能收回。这使得奖励制度完全依赖于内容。内容创建者只会根据应用程序的其他用户对其内容的喜爱程度来获得奖励。

3.5智能合约设计

该DApp的智能合约由两个主要部分组成:一个是用户结构数组,另一个是后结构数组。用户结构数组存储应用程序的所有注册用户的数据。这些数据包括用户名、帐户地址、他/她创建的帖子数量、总令牌和可赎回令牌等组件。当用户最初在应用程序上注册时,会记录名称和帐户地址,而帖子的计数会随着用户创建的每个新帖子而递增。可赎回代币显示可兑换成以太币的数量。一旦赎回,相应的数字将从可赎回代币中减少。每当创建者收到他/她的任何帖子的投票时,总代币和可赎回代币都会增加。

另一个组件是Post structure数组,它存储用户在平台上上传的帖子的全部数据。它包括用户创建的内容,包括文本、图像或视频,以IPFS散列、创建者地址、时间戳、评论字符串和映射等形式存储用户喜欢(投过票)帖子的地址。当用户对某个帖子投赞成票时,该用户的地址存储在该映射中,以确保他/她不再喜欢同一个帖子。

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