基于区块链的投票系统的设计与实现
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了基于区块链的投票系统的设计与实现相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
1、本地环境的搭建（Windows 10）
1.1 安装nodejs，npm，git，web3，solc
（1）nodejs：官网下载最新版本https://nodejs.org/en/download/current/
node.js后续还需安装python2.7与visual studio的c++开发工具包（建议手动）。
（2）npm：在Windows下安装nodejs会自带npm
（3）git：官网下载即可https://git-scm.com/downloads
（4）web3：命令行npm install web3@0.20.0
（5）solc：命令行npm install solc
期间可能会经历各种安装error，但根据提示都可以解决。
2. 用Truffle完成一个智能合约的部署：
这里我们实现以太坊开发框架Truffle的配置和运行，并借助Truffle完成一个智能合约的部署。
Truffle是一个世界级的开发环境，测试框架，以太坊的资源管理通道，致力于让以太坊上的开发变得简单，Truffle有以下：
-内置的智能合约编译，链接，部署和二进制文件的管理。
-快速开发下的自动合约测试。
-脚本化的，可扩展的部署与发布框架。
-部署到不管多少的公网或私网的网络环境管理功能
-使用EthPM&NPM提供的包管理，使用ERC190标准。
-与合约直接通信的直接交互控制台（写完合约就可以命令行里验证了）。
-可配的构建流程，支持紧密集成。
-在Truffle环境里支持执行外部的脚本。
2.1 TRUFFLE的安装
2.2 Truffle客户端
有许多的以太坊客户端可以选择。我们推荐在开发时使用客户端EtherumJS TestRPC(后改名为Ganache)
当开发基于Truffle的应用时，我们推荐使用EthereumJS TestRPC。它是一个完整的在内存中的区块链仅仅存在于你开发的设备上。它在执行交易时是实时返回，而不等待默认的出块时间，这样你可以快速验证你新写的代码，当出现错误时，也能即时反馈给你。它同时还是一个支持自动化测试的功能强大的客户端。Truffle充分利用它的特性，能将测试运行时间提速近90%。
3、用Truffle框架运行一个投票的智能合约
3.1 创建工程目录并初始化框架
3.2 新建新合约
在contract目录下创建一个自己的合约文件Voting.sol。由于solidity的编译器更新很快，对应的语法可能会有改变，建议先在浏览器的Remix IDE中修改好，再到命令行运行
pragma solidity ^0.5.0;
contract Voting {
mapping (bytes32 => uint8) public votesReceived;
bytes32[] public candidateList;
constructor() public {
candidateList.push("zhang");
candidateList.push("bin");
candidateList.push("cheng");
}
function totalVotesFor(bytes32 candidate) view public returns (uint8) {
require(validCandidate(candidate));
return votesReceived[candidate];
}
function voteForCandidate(bytes32 candidate) public {
require(validCandidate(candidate));
votesReceived[candidate] += 1;
}
function validCandidate(bytes32 candidate) view public returns (bool) {
for(uint i = 0; i < candidateList.length; i++) {
if (candidateList[i] == candidate) {
return true;
}
}
return false;
}
}
3.4 新建发布脚本
在./migrations/目录下新建一个文件：2_deploy_contracts.js，增加发布代码。
var Voting = artifacts.require("Voting");
module.exports = function(deployer) {
deployer.deploy(Voting); //配置合约的发布
};
3.5 编译
进入到工程目录下，进行编译：
3.6 启动客户端Ganache
如果之前没有启动Ganache客户端的话，则需要启动之前安装好的Ganache客户端，如果已启动的则忽略此步。Ganache图形化界面可以实时显示账户的余额变化以及交易情况。
3.7 修改文件truffle-config.js文件，增加网络配置：
如果用命令行启动Ganache-cli客户端，port选择8545
3.8部署合约(migrate)
Ganache图形化界面显示新出的块：
4、在控制台中与智能合约进行交互
Truffle提供了一种更加简单的方式，通过交互式控制台来与你的那些准备好的合约进行交互。
4.1 进入控制台，输入Voting智能合约命令
控制台显示打印出一个json结构，展示了Voting的各种属性内容。
4.2 运行Voting智能合约命令：
5、利用网页与智能合约进行交互
5.1 文件结构
在上一步的交互中我们是在控制台中进行投票和查询的，现在我们就要把这些命令写到js中，并写一个简单的html文件，通过网页来与智能合约进行交互。html和js文件见下。
js文件夹包含：
其中app.js实现了系统的整个逻辑运行过程，app.js的内容如下:
App = {
web3Provider: null,
contracts: {},
initWeb3: function () {
if (typeof web3 !== ‘undefined‘) {
App.web3Provider = web3.currentProvider;
} else {
App.web3Provider = new Web3.providers.HttpProvider(‘http://localhost:7545‘);
}
web3 = new Web3(App.web3Provider);
App.initContract();
},
initContract: function () {
$.getJSON(‘Voting.json‘, function (data) {
var Artifact = data;
App.contracts.Voting = TruffleContract(Artifact);
App.contracts.Voting.setProvider(App.web3Provider);
console.log(App.contracts.Voting);
App.setCounts();
});
App.bindEvents();
},
setCounts: function () {
var candidates = {"zhang": "one", "bin": "two", "cheng": "three"};
var candidateNames = Object.keys(candidates);
for (var i = 0; i < candidateNames.length; i++) {
App.update(candidateNames[i]);
}
},
bindEvents: function () {
$(document).on(‘click‘, ‘.btn-vote‘, App.handleVoting);
},
update: function (name) {
var Instance;
var candidates = {"zhang": "one", "bin": "two", "cheng": "three"};
App.contracts.Voting.deployed().then(function (instance) {
Instance = instance;
return Instance.totalVotesFor.call(name);
}).then(function (val) {
console.log(val.toNumber());
$("#" + candidates[name]).html(val.toNumber());
}).catch(function (err) {
console.log(err.message);
});
},
handleVoting: function () {
var VotingInstance;
var candidateName = $("#candidate").val();
console.log(candidateName);
// 获取用户账号
web3.eth.getAccounts(function (error, accounts) {
if (error) {
console.log(error);
}
var account = accounts[0];
console.log(accounts);
App.contracts.Voting.deployed().then(function (instance) {
VotingInstance = instance;
return VotingInstance.voteForCandidate(candidateName, {from: account});
}).then(function (result) {
return App.update();
}).catch(function (err) {
console.log(err.message);
});
});
}
};
$(function () {
$(window).load(function () {
App.initWeb3();
});
});
5.2 启动lite-server
lite-server 是一个全功能的网站架设工具软件包轻量级的、仅适用于开发的 node 服务器，它仅支持web app。它能够为你打开浏览器,当你的html或是javascript文件变化时，它会识别到并自动帮你刷新浏览器, 还能使用套接字自动注入变化的CSS,当路由没有被找到时，它将自动后退页面。
启动lite-server:
5.3 前端index.html页面自动执行，网址为localhost:3000
结果展示：
6、总结
目前我已经在本地部署好了运行环境，也运行了基本的Demo。
以上是关于基于区块链的投票系统的设计与实现的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章