Web3E - 物联网嵌入设备的以太坊DApp开发框架

Web3E,即Web3 for Embedded,是一个面向Arduino嵌入设备的全功能 Web3开发框架,开发语言为C/C++。Web3E可以帮助嵌入设备开发者快速 实现能够接入以太坊区块链的物联网/IoT设备,为物联网开发者打开了 一扇新的大门。

1、Web3E简介

Web3E主要在ESP32上进行测试,ESP8266也可以正常工作。Web3E还包含 了一个快速开发DApp注入器,可以很方便地将你的嵌入设备转换为以太坊 DApp。

Web3E的开发始于一个简单的需求:开发一个能够在ESP32上运行的门禁DApp。 这期间经历了相当多的挫折,我们意识到需要一个方法来简化物联网嵌入设备的 DApp的开发,这就是开发Web3E的最初动机。

Web3E的主要特性包括:

  • 支持TokenScript接口
  • 开箱即用的以太坊DApp注入器,可以立刻将物联网嵌入设备转化为支持ECDSA密码学技术 的以太坊DApp
  • 经过优化精简的密码学算法实现
  • 交易系统已经充分优化,以太坊ERC20和ERC875合约都有实际使用

2、Web3E安装

建议使用Platformio安装Web3E,因为Web3E目前已经是Platformio开发库的 一份子了,所以不需要克隆原始的Web3E代码库。

使用Web3E很简单,只需要在Platformio中创建一个新项目,然后参考如下 内容修改platformio.ini:

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[env:esp32dev]
platform = espressif32
board = esp32dev
framework = arduino

; Serial Monitor options
monitor_speed = 115200

lib_deps =
# Using a library name
Web3E

3、Web3E的示例及使用方法

在Web3E中预置了4个物联网+以太坊的示例应用:

  • Simple DApp:展示如何创建可以运行在嵌入设备上的DApp。板载密码学引擎 可以与用户输入充分交互,在ESP32上的公钥恢复和签名验证可以毫秒级完成
  • 查询钱包余额:展示在嵌入设备上如何查询ERC20代币余额以及非同质化通证(NFT)余额
  • 交易广播:展示在嵌入设备上如何实现ERC20和ERC875代币的转账交易
  • 以太币转账:展示如何在嵌入设备上实现以太币转账

例如,下面的代码展示了如何使用Web3E让物联网嵌入设备支持以太币转账:

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// Setup Web3 and Contract with Private Key
...

Contract contract(&web3, "");
contract.SetPrivateKey(PRIVATE_KEY);
uint32_t nonceVal = (uint32_t)web3.EthGetTransactionCount(&address); //obtain the next nonce
uint256_t weiValue = Util::ConvertToWei(0.25, 18); //send 0.25 eth
unsigned long long gasPriceVal = 1000000000ULL;
uint32_t gasLimitVal = 90000;
string emptyString = "";
string toAddress = "0xC067A53c91258ba513059919E03B81CF93f57Ac7";
string result = contract.SendTransaction(
nonceVal, gasPriceVal, gasLimitVal, &toAddress,
&weiValue, &emptyString);

下面的代码使用Web3E在物联网嵌入设备上查询指定的以太坊地址的以太币余额:

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//obtain balance in Wei
uint256_t balance = web3.EthGetBalance(&address);
//get string balance as Eth (18 decimals)
string balanceStr = Util::ConvertWeiToEthString(&balance, 18);

使用Web3E让嵌入设备支持ERC20代币的发送要复杂一点,但考虑到这是在用C/C++,也还能够接受:

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string contractAddr = "0x20fe562d797a42dcb3399062ae9546cd06f63280";
Contract contract(&web3, contractAddr.c_str());
contract.SetPrivateKey(<Your private key>);

//Get contract name
string param = contract.SetupContractData("name()", &addr);
string result = contract.ViewCall(&param);
string interpreted = Util::InterpretStringResult(web3.getString(&result).c_str());
Serial.println(interpreted.c_str());

//Get Contract decimals
param = contract.SetupContractData("decimals()", &addr);
result = contract.ViewCall(&param);
int decimals = web3.getInt(&result);
Serial.println(decimals);

unsigned long long gasPriceVal = 22000000000ULL;
uint32_t gasLimitVal = 4300000;

//amount of erc20 token to send, note we use decimal value obtained earlier
uint256_t weiValue = Util::ConvertToWei(0.1, decimals);

//get nonce
uint32_t nonceVal = (uint32_t)web3.EthGetTransactionCount(&addr);
string toAddress = "0x007bee82bdd9e866b2bd114780a47f2261c684e3";
string valueStr = "0x00";

//Setup contract function call
string p = contract.SetupContractData("transfer(address,uint256)", &toAddress, &weiValue);

//push transaction to ethereum
result = contract.SendTransaction(nonceVal, gasPriceVal, gasLimitVal, &contractAddr, &valueStr, &p);
string transactionHash = web3.getString(&result);

4、总结

让嵌入设备接入以太坊,是发挥智能合约能力的重要环节,因为机器 天生容易按规矩办事。Web3E提供了一个相对完整的解决方案,虽然目前 仅适用于部分Arduino设备,但这对于物联网嵌入设备开发者而言绝对是 一个好工具。如果希望系统的学习以太坊开发知识,可以参考如下教程: 以太坊DApp开发入门 | 去中心化电商DApp实战


原文链接:Web3E Ethereum for Embedded devices

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