Ethereum ist eine Implementierung der Blockchain, die von Vitalik Buterin entwickelt wurde. Dabei ist Ethereum mehr als nur ein Datenspeicher von Transaktionen. Auf Basis der Technologie können Smart Contracts entwickelt werden, die dann im Anschluss in verteilten Anwendungen (kurz Dapps) den Anwendern zugänglich gemacht werden können. Das Konzept hinter einer Dapp liegt darin, dass es jedem freisteht, ob er der Anwendung eines Herstellers vertraut oder aber eine eigene Anwendung entwickelt. Da alle auf die identische Datenbasis in der Blockchain – durch einen Smart Contract – zugreifen, kann jede Anwendung mit der eines Anderen interagieren.

Während die Smart Contracts in einer eigenen Umgebung, der sogenannten Ethereum Virtal Machine (EVM), ausgeführt werden, laufen Dapps direkt auf dem Rechner des Anwenders. Dabei greifen sie auf Funktionen der Smart Contracts zu. Die Anwendungen werden hauptsächlich im Browser ausgeführt und dementsprechend mit Web-Technologien entwickelt.

Dank des Tools Truffle ist eine Entwicklungsumgebung schnell aufgesetzt. Dafür bietet Truffle mit den Truffle Boxes verschiedene Pakete an, die bereits fertige Vorlagen für zum Beispiel eine Angular-Anwendung bereitstellen. Als Voraussetzung sollten Node.js und NPM sowie ein Git-Client installiert sein. Darüber hinaus wird das NPM-Paket Node-gyp verwendet, um native Module für Node.js zu übersetzen. Weiterführende Informationen und Details zur Installation von Node-gyp für die verschiedenen Betriebssysteme findet ihr auf der offiziellen GitHub-Seite des Projekts.

Anschließend kann mithilfe von Truffle über das Command-Line-Interface (CLI) ein neues Projekt aufgesetzt werden:

Nachdem das Projekt angelegt wurde, solltet ihr ungefähr die folgende Ordnerstruktur sehen:

Die Truffle-Box liefert uns bereits den grundlegenden Aufbau. Im Ordner Contract ist ein vorgefertigter Smart Contract zu finden, der den Namen Metacoin trägt. Der Ordner Src enthält die Angular-Anwendung. Bevor wir sie starten können, müsst ihr zuerst eine Blockchain starten. Dazu hilft der Befehl truffle develop. Er startet eine Blockchain im Entwicklungsmodus.

In der Ausgabe seht ihr danach mehrere Ethereum-Konten, die ihr für die Entwicklung verwenden könnt. Jeder ist zu Beginn automatisch mit 100 Ether für die lokale Entwicklung ausgestattet, um zum Beispiel die Transaktionskosten zu decken. Wie ebenfalls in der CLI-Ausgabe zu sehen ist, startet die lokale Blockchain auf dem Port 9545. Aus diesem Grund müsst ihr die Netzwerkkonfiguration für Truffle und die Angular-Anwendung anpassen. Für Truffle öffnet ihr die Datei truffle.js und ändert dort den Port eures Netzwerkes von 8545 auf 9545. Danach öffnet ihr für Angular im Src-Ordner die Datei web3.service.js unter app > util. Dort findet ihr die Funktion bootstrapWeb3(), in der ihr die Http-Provider von http://localhost:8545 auf http://localhost:9545 ändert.

Nachdem die Einstellungen angepasst wurden, könnt ihr mit dem Befehl truffle migrate den Metacoin-Contract auf der Blockchain installieren. Im Anschluss startet ihr mit ng serve den Entwicklungsserver für Angular und könnt im Browser unter http://localhost:4200/ die Anwendung aufrufen. Dort kann das aktuelle Metacoin-Guthaben der Ethereum-Konten eingesehen werden. Darüber hinaus können Metacoins an andere Konten versendet werden. Damit habt ihr auch schon eure erste Ethereum-Dapp erstellt.

Werfen wir noch einen genaueren Blick auf die Integration von Angular-Anwendung und Blockchain. Diese wird maßgeblich in zwei Dateien aufgeteilt. Zum einen ist das die Datei web3.service.js, zum anderen die meta-sender.component.js.

Widmen wir uns zuerst dem Web3-Service, der die Kommunikation mit Web3 übernimmt. Dabei handelt es sich um eine JavaScript-Implementierung der Schnittstelle des Ethereum-Knoten. In dieser Datei wird über die Funktion boostrapWeb3 der Adapter konfiguriert. Dazu muss der Provider so eingestellt werden, dass die Http-Schnittstelle des Blockchain-Knotens referenziert wird. Danach können über die Instanz des Adapters Funktionen auf dem Ethereum-Knoten aufgerufen werden. Zum Beispiel wird mit artifactsToContract eine Referenz zu einem Smart Contract auf der Blockchain eingerichtet. Die Funktionen werden dann über die Meta-Sender-Component gesteuert.

Dazu betrachten wir diese nun genauer. Über den Konstruktor wird dort eine Referenz zu dem Metacoin-Contract erstellt. Anschließend können die Funktionen aufgerufen werden. Dabei unterscheidet man zwischen zwei Varianten, wie Funktionen aufgerufen werden. Ein Aufruf mit Call dient zu Informationsbeschaffung und kann ausschließlich für lesende Funktionen verwendet werden.

Dabei wird keine Transaktion auf der Blockchain gespeichert. Deshalb ist es auch nicht nötig, diese Aufrufe mit Eigenschaften über Absender und Transaktionskosten (Gas) zu ergänzen. Im Gegensatz dazu steht sendTransaction. Wie der Name bereits sagt, werden hiermit Transaktionen – also Aktionen – auf der Blockchain ausgeführt. Dadurch werden Informationen auf der Blockchain gespeichert.

Deshalb ist es notwendig, Details über Absender und Transaktionsgebühren beim Aufruf mit anzugeben. Das dient zur Identifikation des Anwenders und der Bezahlung der Netzwerkbetreiber. Für beide Varianten findet ihr entsprechende Beispiele in der Meta-Sender-Component. Damit sind die grundlegenden Werkzeuge für den Einstieg in die Entwicklung von Ethereum-Dapps zusammengefasst.

Viel Spaß beim weiteren Erkunden von Ethereum in Verbindung mit Angular. Weitere Informationen findet ihr auf den offiziellen Websites von Truffle und Web3.js.