ОТЧЕТ по производственной практике, технологической (проектно-технологической) направления 09.03.04 «Программная инженерия». Отчет по производственной практике, технологической (проектнотехнологической) направления 09. 03. 04 Программная инженерия
 Скачать 30.66 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» Высшая школа электроники и компьютерных наук Кафедра системного программирования ОТЧЕТ по производственной практике, технологической (проектно-технологической) направления 09.03.04 «Программная инженерия»
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» Высшая школа электроники и компьютерных наук Кафедра системного программирования УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой СП __________ Л.Б. Соколинский ЗАДАНИЕ по производственной практике Тема работы Разработка смарт-контракта для работы с биометрическими токенами. Исходные данные к работе 2.1. Нараян Прасти. Блокчейн. Разработка приложений, 2018 г.; 2.2. Документация Solidity [Электронный ресурс]. URL: https://docs.soliditylang.org/. Перечень подлежащих разработке вопросов 3.1. Изучить разработку смарт-контрактов; 3.2. Спроектировать смарт-контракт; 3.3. Реализовать смарт-контракт; 3.4. Протестировать смарт-контракт. Сроки Дата выдачи задания: «27» 06 2022 г. Срок сдачи законченной работы: «24» 07 2022 г. Руководитель практики со стороны ЮУрГУ: _____________________________ _____________ _________________ должность, ученая степень подпись ФИО ответственного Руководитель практики со стороны предприятия: _____________________________ _____________ _________________ должность, ученая степень подпись ФИО ответственного Задание принял к исполнению: _____________ _________________ подпись ФИО студента ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 5 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 7 3. РЕАЛИЗАЦИЯ 9 4. ТЕСТИРОВАНИЕ 12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14 ЛИТЕРАТУРА 15 ВВЕДЕНИЕПостановка задачи Целью производственной практики является разработка смарт-контракта для управления биометрическими токенами. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: изучить литературу по разработке смарт-контрактов; спроектировать смарт-контракт; реализовать смарт-контракт; протестировать смарт-контракт. 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ1.1. Предметная область проекта Смарт-контракт представляет собой программный код, работающий в среде виртуальной машины Ethereum. Он запускается на всех узлах сети, и результаты его работы также реплицируются на все узлы. В более узком смысле под смарт-контрактом понимается набор функций и данных (текущее состояние), находящихся по определенному адресу в блокчейне [1]. Блокчейн — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков, содержащих информацию. Связь между блоками обеспечивается не только нумерацией, но и тем, что каждый блок содержит свою собственную хеш-сумму и хеш-сумму предыдущего блока [2]. Невзаимозаменяемый токен (NFT) — это токен на базе блокчейна, который предоставляет право собственности на конкретный актив, например, изображение, видео или биометрику человека [3]. 1.2. Анализ аналогичных проектов CryptoKitties [4] CryptoKitties — онлайн-игра в форме децентрализованного приложения, которая позволяет игрокам покупать, продавать, собирать и разводить виртуальных кошек разных типов. Каждая кошка является уникальным токеном. Проект использует блокчейн Ethereum. Смарт-контракт проекта написан на языке Solidity и реализует стандарт ERC721. PhotoChromic [5] Сервис предназначен для создания биометрики человека и последующего хранения этих данных в виде токена в блокчейне. Проект использует блокчейн Ethereum. Смарт-контракт проекта написан на языке Solidity и реализует стандарт ERC721. Выводы по первой главе После анализа источников было принято решение использовать блокчейн Ethereum и язык программирования Solidity. Разрабатываемый смарт-контракт должен реализовывать стандарт ERC721. 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ2.1. Функциональные требования Можно выделить следующий набор функциональных требований к системе: 1) система должна иметь возможность создать токен, который будет хранить биометрику человека; 2) система должна иметь возможность вывести все токены, имеющиеся у владельца; 3) система должна иметь возможность отправить токены; 4) система должна иметь возможность вывести владельца токена; 5) система должна иметь возможность сжеть токен. 2.2. Нефункциональные требования Можно выделить следующий набор нефункциональных требований к системе: 1) система должна быть написана с помощью языка программирования Solidity; 2) система должна быть развернута в сети блокчейн Ethereum; 2.3. Функции смарт-контракта Исходя из требований, в смарт-контракте должны быть реализованы следующие функции: 1) функция, которая создает токен с биометрикой; 2) функция, которая возвращает все токены, имеющиеся у владельца; 3) функция, которая позволяет отправить токен от одного владельца к другому; 4) функция, которая возвращает владельца токена; 5) функция, которая позволяет владельцу сжеть токен. Выводы по второй главе В процессе анализа требований были составлены функциональные и нефункциональные требования. Кроме того, были определены функции, которые необходимо реализовать в смарт-контракте. 3. РЕАЛИЗАЦИЯКаждый токен имеет уникальный числовой идентификатор. В смарт-контракте токен реализует стандарт ERC721 [1]. Это означает, что должны быть реализованы определенные функции стандарта. Код функций представлен в листинге 1. Листинг 1 – Необходимые для реализации функции стандарта ERC721 //@dev Returns the number of tokens in ``owner``'s account. function balanceOf(address owner) external view returns (uint256 balance); //@dev Returns the owner of the `tokenId` token. function ownerOf(uint256 tokenId) external view returns (address owner); //@dev Transfers `tokenId` token from `from` to `to`. function transferFrom( address from, address to, uint256 tokenId ) external; Функция balanceOf возвращает количество токенов у владельца. Функция ownerOf возвращает адрес владельца конкретного токена. Функция transferFrom отправляет токен из одного адреса на другой. Код реализованных функций представлен в листинге 2. Листинг 2 – Реализованные функции balanceOf, ownerOf, transferFrom function balanceOf(address owner) public view virtual override returns (uint256) { require(owner != address(0), "ERC721: address zero is not a valid owner"); return _balances[owner]; } function ownerOf(uint256 tokenId) public view virtual override returns (address) { address owner = _owners[tokenId]; require(owner != address(0), "ERC721: invalid token ID"); return owner; } function transferFrom( address from, address to, uint256 tokenId ) external virtual { require(trueOwnerOf(tokenId) == from, "Biometric: Only the creator of the token can send a token"); require(to != address(0), "ERC721: transfer to the zero address"); _beforeTokenTransfer(from, to, tokenId); _approve(address(0), tokenId); _balances[from] -= 1; _balances[to] += 1; _owners[tokenId] = to; emit Transfer(from, to, tokenId); _afterTokenTransfer(from, to, tokenId); } Функция createBiom создает токен и сохраняет в нем введенную биометрику. Код функции представлен в листинге 3. Листинг 3 – Функция createBiom function createBiom(string memory biom) public returns (uint256) { uint256 newItemId = _tokenIds.current(); address person = _msgSender(); _mint(person, newItemId); _setTokenURI(newItemId, biom); _tokenIds.increment(); return newItemId; } В функции _mint реализовано первоначальное присвоение токена владельцу. В функции _setTokenURI реализовано сохранение биометрики у токена. Код функций представлен в листинге 4. Листинг 4 – Функции _mint и _setTokenURI function _mint(address to, uint256 tokenId) internal virtual { require(to != address(0), "ERC721: mint to the zero address"); require(!_exists(tokenId), "ERC721: token already minted"); _beforeTokenTransfer(address(0), to, tokenId); _balances[to] += 1; _trueOwnerIdsCount[to] += 1; _owners[tokenId] = to; _trueOwners[tokenId] = to; emit Transfer(address(0), to, tokenId); _afterTokenTransfer(address(0), to, tokenId); } function _setTokenURI(uint256 tokenId, string memory _tokenURI) internal virtual { require(_exists(tokenId), "ERC721URIStorage: URI set of nonexistent token"); _tokenURIs[tokenId] = _tokenURI; } В функции burn реализован процесс «сжигания» токена, то есть отправка токена на адрес 0x0000000000000000000000000000000000000000, к которому ни у кого нет доступа. Код функции представлен в листинге 5. Листинг 5 – Функция burn function burn(uint256 tokenId) internal virtual { address owner = ERC721.ownerOf(tokenId); address trueOwner = trueOwnerOf(tokenId); _beforeTokenTransfer(owner, address(0), tokenId); _approve(address(0), tokenId); _balances[owner] -= 1; _trueOwnerIdsCount[trueOwner] -= 1; delete _owners[tokenId]; delete _trueOwners[tokenId]; emit Transfer(owner, address(0), tokenId); _afterTokenTransfer(owner, address(0), tokenId); } В функции getTokenIdsByTrueOwner реализован возврат всех идентификаторов токенов конкретного владельца. Код функции представлен в листинге 6. Листинг 6 – Метод getTokenIdsByTrueOwner function getTokenIdsByTrueOwner(address _owner) public view returns(uint[] memory) { uint[] memory result = new uint[](_trueOwnerIdsCount[_owner]); uint counter = 0; for (uint i = 0; i < _tokenIds.current(); i++) { if (_trueOwners[i] == _owner) { result[counter] = i; counter++; } } return result; Выводы по третьей главе В данной главе были реализованы все необходимые функции смарт-контракта. Адрес смарт-контракта в тестовой сети Rinkeby: 0xb72Bb84Ff57031dfbD3750034A0B191fb47eBc45 [6]. 4. ТЕСТИРОВАНИЕДля тестирования смарт-контракта использовалось функциональное тестирование. Для тестирования была использована тестовая сеть Rinkeby [7]. В таблице 1 приведено тестирование смарт-контракта. Таблица 1 – Тестирование смарт-контракта
Выводы по четвертой главе В данной главе было проведено тестирование смарт-контракта. Все тесты были пройдены успешно. ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе производственной практики был разработан смарт-контракт для управления биометрическими токенами. При этом были решены следующие задачи: изучена литература по разработке смарт-контрактов; спроектирован смарт-контракт; реализован смарт-контракт; протестирован смарт-контракт. В будущем планируется оптимизировать смарт-контракт. ЛИТЕРАТУРА1. Solidity Documentation [Электронный ресурс]. URL: https://docs.soliditylang.org/ (дата обращения: 10.07.2022) 2. Nakamoto S. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. 3. Н. Прасти, Блокчейн. Разработка приложений., 2018г.. 4. Официальный сайт проекта CryptoKitties [Электронный ресурс]. URL: https://www.cryptokitties.co/ (дата обращения: 10.07.2022). 5. Официальный сайт проекта PhotoChromic [Электронный ресурс]. URL: https://photochromic.io/ (дата обращения: 10.07.2022). 6. «Смарт-контракт» [Электронный ресурс]. URL: https://rinkeby.etherscan.io/address/0xb72bb84ff57031dfbd3750034a0b191fb47ebc45 7. «Rinkeby: Network Dashboard» [Электронный ресурс]. URL: https://www.rinkeby.io/ (дата обращения: 10.07.2022). |