Ставим Ethereum на Raspberry Pi, чтобы связать умные вещи контрактами

На пересечении двух ультрамодных тем, криптовалют и интернета вещей, возможно, лежит золотая жила. Представь: умные предметы в будущем смогут общаться друг с другом при помощи неразрывных контрактов. А посмотреть, как это будет работать, можно уже сегодня. В этой статье я расскажу тебе, как установить Ethereum на Raspberry Pi и запустить умный контракт, взаимодействующий с реальным миром.

Введение

Зачем предметам обмениваться друг с другом контрактами? Примерно так же десять лет назад можно было спросить, зачем нужен смартфон или аккаунт в социальной сети. Пройдет еще десять лет, и никого не будет удивлять, что самоуправляемые автомобили или квадрокоптеры подзаряжаются от роботизированных заправок и расплачиваются криптовалютой.

Сейчас же мы находимся в самой начальной точке развития будущей экосистемы, но с появлением Ethereum у нас уже есть нецензурируемая децентрализованная и автономная среда, которая позволяет налаживать экономическое взаимодействие между девайсами. А раз есть, значит, можно экспериментировать!

Итак, тебе понадобятся:

Raspberry Pi 2 или 3 или BeagleBone Black. Мы тестировали это руководство с RPi 3, но все должно работать и на RPi 2 и BBB. Нюансы могут быть только с установкой пакетов — в этом случае тебя спасет Google и смекалка.
Карта на 64 Гбайт. Большой объем понадобится для хранения блокчейна Ethereum, который к тому же постоянно растет.
Все, что ты хочешь подключить к порту GPIO Raspberry Pi.

Мы напишем умный контракт и загрузим его в сеть с помощью браузера Mist. Далее поднимем ноду на Raspberry Pi, развернем на ней небольшое приложение, которое будет слушать события от определенного контракта в сети и управлять GPIO по наступлении этого события.

Подготовка

Для начала подготовим Raspberry Pi к работе.

Форматируем карту и скачиваем Ubuntu Mate для Raspberry Pi (можно выбрать и Raspbian).
Записываем образ на флеш-карту. Для этого можно воспользоваться консолью или Pi Filler.
Вставляем карту и устанавливаем систему. После установки ресайзим карту, перезагружаемся и можем подключаться к RPi через Wi-Fi по SSH.
Устанавливаем клиент сети Ethereum. Сейчас самый популярный из них — это Geth, он написан на Go. Можно собрать его из исходников, но этот процесс имеет некоторые особенности, поэтому более быстрый путь — скачать и установить уже собранную версию.
Приложение у нас будет на Node.js, поэтому скачиваем версию для ARMv7 и устанавливаем:

Убеждаемся, что все в порядке:

Теперь нам нужно поставить два пакета npm: web3 и onoff. Для этого, в свою очередь, понадобится Git, а также g++ 4.7 (для корректной установки onoff):

Синхронизация

Для начала работы нужно синхронизировать блокчейн. Иногда это может занять несколько дней. «Легких» клиентов Ethereum пока что нет, и на твоем девайсе должна храниться вся информация о транзакциях с начала летописи. Сейчас архив занимает около 20 Гбайт.

Клиенты бывают разные. Parity, к примеру, очень многообещающий, но для наших целей мы возьмем проверенный Geth. Есть много способов синхронизировать блокчейн.

Самый долгий способ — просто запустить ./geth в фоне и оставить работать. Периодически придется проверять, не прервалась ли синхронизация.
Используя опцию ./geth --fast . В таком случае будут проверяться только заголовки блоков и процесс пойдет чуть быстрее, да и сам блокчейн будет занимать поменьше места.
Если на основной машине уже стоит клиент той же версии, то можешь просто скопировать папку chaindata (на «Маке» это

Контракт

Итак, все готово: клиент установлен, нода синхронизирована и работает, можно приступать к самому интересному. Для начала накидаем простейший контракт.

Он хранит в блокчейне две переменные: адрес создателя контракта и состояние, которое мы можем устанавливать и получать с помощью функций setState(uint _state) и getState() .

Я добавил kill() и функцию без названия, а также событие eithersRecieved с целью показать, куда писать код, чтобы наладить экономическое взаимодействие с нашим устройством. К примеру, можно будет предоставлять какую-нибудь услугу и принимать оплату в эфирах по адресу контракта. Он сразу пришлет сообщение о принятой транзакции на твое устройство (или даже на несколько).

У нас есть два ивента, которые мы хотим бродкастить в сеть, — stateChanged и eithersRecieved . Первый ивент сообщает всем о том, что кто-то изменил значение переменной state , сделав транзакцию с вызовом функции setState . Второй ивент сообщает, что кто-то послал эфир на адрес контракта.

В конструкторе EthThing() , который вызывается при загрузке контракта в сеть, мы запоминаем владельца — создателя контракта.

С помощью setState(uint _state) любой желающий может установить значение переменной state , что станет известно всем, кто следит за контрактом. Функция getState() возвращает текущее значение переменной state , а constant позволяет вызывать эту функцию локально (значение не вычисляется, и не нужно платить за газ).

Функция без имени — это транзакция без параметров с переводом ETH. Она используется в качестве колбэка и позволяет с помощью события отслеживать перевод средств на адрес контракта. А функция kill() позволяет создателю контракта уничтожить его и вернуть средства на свой адрес.

Фронтенд

Напишем небольшое приложение на Node.js, которое будет коннектиться к локальной или удаленной ноде и слушать указанные события. Начать лучше всего с интерфейса контракта. Чтобы создать его, можно воспользоваться онлайновым компилятором Solidity или установить браузер Mist на своей рабочей машине.

Мы будем ждать передачи средств и в случае поступления мигать светодиодом (или трещать реле — зависит от того, что у тебя есть) в течение восьми секунд с периодом, который будет передан в state .

Чтобы задеплоить контракт, открываем Contact → Deploy New Contract. Вставляем код, жмем Execute, оплачиваем газ и немного ждем, пока операция завершится.

Теперь нам нужен адрес контракта и интерфейс. Ими мы проинициализируем переменные в коде приложения, которое крутится на Raspberry Pi.

Теперь в созданном контракте ты можешь изменять значение переменной state и пересылать на его адрес эфир, а «Малинка» будет за этим следить и реагировать так, как ты ее запрограммировал.

На этом все. Как видишь, перед тобой теперь огромное поле для экспериментов!

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎