第四章 應用區塊鏈技術設計研發記錄系統
第三節 系統框架實作及其運作方式
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第三節 系統框架實作及其運作方式
開發一套去中心化應用程式（Decentralized Applications），所牽涉到的技 術層面甚廣，從網頁前端到後端資料庫再到區塊鏈技術，無法一一詳盡地介 紹，本研究僅說明本系統實作時所採用之核心技術：
一、區塊鏈技術：以太坊（Ethereum）搭配私有鏈開發
因為開發去中心化應用程式需要用到圖靈完備的區塊鏈系統，所以本研究 選擇以太坊（Ethereum）為底層區塊鏈技術。然而如果要實際開發並運行於現 有的公有鏈上，其成本無論是開發程式或是測試上效率都會比較低落，所以本 研究的實作上採取以私有鏈的方式作為開發，採用私有鏈並不但不會使得系統 錯誤 反而在實務上都會首先以私有鏈作為概念性驗證（Proof of Concept），待 開發成功而又沒有太大的問題時再加以修正搬到公有鏈上運行，為比較有效率 的開發方式。而在演算法上本研究採用較為節省能源跟算力的權威証明PoA
（Proof of Authority）以取代PoW。
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二、以太坊Ethereum客戶端程式：Parity26
以太坊的去中心化應用程式開發上主要有兩大用戶端介面程式，Parity 和 Geth，兩者皆可以完成目標系統的開發，而對比起Parity擁有圖形使用者介面
（Graphical User Interface)， Geth只擁有命令列介面（Command line
interface），對於概念性驗證的開發上比較不適用，故本研究採以Parity作為開 發智能合約的核心。
圖11：成功運行 partiy 示意圖
三、伺服器端應用：Node.js
為世人所熟悉的Javascript 一開始只能運行在網頁的前端，而往往 JS 工程 師要跨到後端的話一定要再學一種後端的語言跟框架（PHP 跟 Laravel, Ruby 跟 Ruby on rails, Python 跟 Flask）。Node.js 的出現改變了以往一個網站前後端要 以不同的程式語言開發的觀念，只要熟悉Javascript，將會很容易的學會
Node.js。而且也可以很方便的只利用 Javascript 就可以建立起完善的網站，而前
26 https://github.com/paritytech/parity
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後端都用Javascript 的優點是溝通會十分方便。簡單來說，Node.js 就是運行在 伺服器端的JavaScript。Node.js 採用 Google 開發的 Chrome V8 引擎，V8 在執 行之前將JavaScript 編譯成了機器碼，以此提升效能，JavaScript 程式與 V8 引 擎的速度配合下媲美二進制編譯。而Node.js 使用事件驅動、非阻塞和異步函數
四、Javascript Front-End Framework：React.js
React.js 是由 Facebook 的工程師 Jordan Walke 於 2011 年部署於 Facebook 的newsfeed，在 2013 年在美國的 Javascript 研討會上正式開源。因為隨著網頁 的功能越多，觸發頁面的事件越多，前端資料狀態的變化也越頻繁，因此改變 文件物件模型（Document Object Model, DOM）結構也會越頻繁。而 HTML DOM 是一個很大的樹狀資料，每當一個事件發生，而需要進行更新、修改、刪 除時，底層的程式就必須先從這一棵DOM 樹中，一直從上而下直到找到那一片 要更改的葉子，而React 的改善方法為把資料一律重繪，只要資料變動一次，
React 就根據資料重新的填充資料，並且顯示給使用者。而背後用的技術為 Virtual Dom，因為改變 DOM 是很耗效能的一件事，而一律重繪將會改變一整
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棵DOM 樹，但是如果開發者跟 DOM 中間有一個中間件，可以幫我們改變最小 幅度的DOM，將能大幅提升開發速度。而這個中間件就是 Virtual DOM，一律 重繪改的事實上是記憶體中的DOM 物件，而 React 會在根據舊狀態和新狀態的 排版和資料進行比對，將確切有需要更動的DOM 真實反映在瀏覽器的 DOM 上。而除了效能上的選擇外，React.js 跟 web3.js 相容上也比較高，所以本研究 選擇React.js。
五、後端雲端服務平台：Firebase
Firebase 原本是 2011 年開始的一家提供雲端服務的公司，2014 年被 Google 收購後，被 Google 改善併提供服務的雲端資料庫，同時支援各種跨平 台的開發（包含Android、iOS 及網頁），協助使用 Firebase 平台的開發人員在 雲端快速建置後端資料庫服務，本研究選擇Firebase 是希望能更專注在去中心 化應用程式的開發跟前端的優化，背後的資料庫一切從簡，而Firebase 能提供 即時資料庫的運用，有效縮短開發時間。