分散型金融 (DeFi) は、ブロックチェーン テクノロジーを使用して、オープンで透明性のあるパーミッションレスの金融サービスを提供することで、金融業界に革命をもたらしています。この記事では、Python エコシステムを使用してシンプルな DeFi アプリケーションを構築する方法を検討します。次のトピックについて説明します:

• DeFi の紹介
• 開発環境のセットアップ
• ブロックチェーンとの対話
• スマート コントラクトの作成
• FastAPI を使用したバックエンドの構築
• フロントエンドと Web3.py の統合
• アプリケーションのデプロイ
• DeFi アプリケーションのテスト
• セキュリティに関する考慮事項
• 結論と今後の方向性

DeFi の概要

DeFi はブロックチェーン テクノロジーを活用して、銀行などの従来の金融仲介機関に依存せずに、融資、借入、取引、利息獲得などの金融サービスを提供します。 DeFi の主要なコンポーネントには、スマート コントラクト、分散型アプリケーション (dApps)、イーサリアムなどのブロックチェーン プラットフォームが含まれます。

開発環境のセットアップ

始める前に、Python がインストールされていることを確認してください。 Web3.py、FastAPI、Brownie などのいくつかの Python ライブラリを使用します。仮想環境を作成し、必要なパッケージをインストールします:

python -m venv venv
source venv/bin/activate # Windows では、usevenv\Scripts\activate
pip インストール web3 fastapi uvicorn pydantic ブラウニー

ブロックチェーンとの対話

Web3.py を使用してイーサリアム ブロックチェーンと対話します。まず、ブロックチェーン ネットワーク (Ropsten テストネットを使用します) に接続し、アドレスのバランスを確認することから始めましょう。

ブロックチェーン.py

from web3 import Web3

# Connect to the Ropsten testnet
infura_url = 'https://ropsten.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID'
web3 = Web3(Web3.HTTPProvider(infura_url))

def check_balance(address):
    balance = web3.eth.get_balance(address)
    return web3.fromWei(balance, 'ether')

スマートコントラクトの作成

スマート コントラクトは、契約条件がコードに直接書き込まれた自動実行契約です。 Solidity を使用して、トークンの単純なスマート コントラクトを作成します。

contracts/Token.sol

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract Token {
    string public name = "MyToken";
    string public symbol = "MTK";
    uint8 public decimals = 18;
    uint256 public totalSupply = 1000000 * (10 ** uint256(decimals));
    mapping(address => uint256) public balanceOf;
    mapping(address => mapping(address => uint256)) public allowance;

    event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value);
    event Approval(address indexed owner, address indexed spender, uint256 value);

    constructor() {
        balanceOf[msg.sender] = totalSupply;
    }

    function transfer(address _to, uint256 _value) public returns (bool success) {
        require(_to != address(0));
        require(balanceOf[msg.sender] >= _value);

        balanceOf[msg.sender] -= _value;
        balanceOf[_to]  = _value;

        emit Transfer(msg.sender, _to, _value);
        return true;
    }

    function approve(address _spender, uint256 _value) public returns (bool success) {
        allowance[msg.sender][_spender] = _value;
        emit Approval(msg.sender, _spender, _value);
        return true;
    }

    function transferFrom(address _from, address _to, uint256 _value) public returns (bool success) {
        require(_to != address(0));
        require(balanceOf[_from] >= _value);
        require(allowance[_from][msg.sender] >= _value);

        balanceOf[_from] -= _value;
        balanceOf[_to]  = _value;
        allowance[_from][msg.sender] -= _value;

        emit Transfer(_from, _to, _value);
        return true;
    }
}

Brownie を使用してコントラクトをコンパイルしてデプロイします:

ブラウニー初期化
ブラウニーコンパイル
ブラウニー アカウントの新しいデプロイヤー
ブラウニー実行 script/deploy.py

scripts/deploy.py

from brownie import Token, accounts

def main():
    deployer = accounts.load('deployer')
    token = Token.deploy({'from': deployer})

FastAPI を使用したバックエンドの構築

スマート コントラクトと対話するための FastAPI バックエンドを作成します。バックエンドは、残高の確認とトークンの転送のためのエンドポイントを提供します。

app.py

from fastapi import FastAPI, HTTPException
from pydantic import BaseModel
from web3 import Web3
import json

app = FastAPI()

infura_url = 'https://ropsten.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID'
web3 = Web3(Web3.HTTPProvider(infura_url))
contract_address = 'YOUR_CONTRACT_ADDRESS'
abi = json.loads('[YOUR_CONTRACT_ABI]')

contract = web3.eth.contract(address=contract_address, abi=abi)
deployer = web3.eth.account.privateKeyToAccount('YOUR_PRIVATE_KEY')

class TransferRequest(BaseModel):
    to: str
    amount: float

@app.get("/balance/{address}")
async def get_balance(address: str):
    try:
        balance = contract.functions.balanceOf(address).call()
        return {"balance": web3.fromWei(balance, 'ether')}
    except Exception as e:
        raise HTTPException(status_code=400, detail=str(e))

@app.post("/transfer")
async def transfer_tokens(transfer_request: TransferRequest):
    try:
        to_address = transfer_request.to
        amount = web3.toWei(transfer_request.amount, 'ether')
        nonce = web3.eth.getTransactionCount(deployer.address)
        txn = contract.functions.transfer(to_address, amount).buildTransaction({
            'chainId': 3,
            'gas': 70000,
            'gasPrice': web3.toWei('1', 'gwei'),
            'nonce': nonce,
        })
        signed_txn = web3.eth.account.signTransaction(txn, private_key=deployer.key)
        tx_hash = web3.eth.sendRawTransaction(signed_txn.rawTransaction)
        return {"transaction_hash": web3.toHex(tx_hash)}
    except Exception as e:
        raise HTTPException(status_code=400, detail=str(e))

フロントエンドと Web3.py の統合

FastAPI バックエンドと対話し、トークン残高を表示し、転送を促進するためのシンプルなフロントエンドを構築できます。ここでは、最小限の HTML と JavaScript セットアップを使用して、この対話を示します。

index.html

    
DeFi Application
    

        
Check Balance
        Check Balance
        

    
    

        
Transfer Tokens
        Transfer
        

    
    

アプリケーションのデプロイ

FastAPI アプリケーションをデプロイするには、Uvicorn を使用できます。次のコマンドを実行してサーバーを起動します:

uvicorn アプリ:app --reload

DeFi アプリケーションのテスト

DeFi アプリケーションをテストするには、Web ブラウザでindex.html ファイルを開き、提供されたインターフェイスを使用して残高を確認し、トークンを転送します。

1. 残高の確認: イーサリアム アドレスを入力し、「残高を確認」をクリックすると、トークンの残高が表示されます。

2. トークンの転送: 受信者のアドレスと転送するトークンの量を入力し、[転送] をクリックしてトランザクションを開始します。

セキュリティに関する考慮事項

DeFi アプリケーションを構築する場合、セキュリティが最も重要です。次のベスト プラクティスを考慮してください:

1. スマート コントラクトの監査: スマート コントラクトを専門のセキュリティ会社に監査してもらいます。

2. 秘密キー管理: アプリケーションに秘密キーをハードコーディングしないでください。安全な鍵管理システムを使用します。

3. 入力検証: すべてのユーザー入力を検証してサニタイズし、再入攻撃やオーバーフローなどの一般的な脆弱性を防ぎます。

4. レート制限: 悪用を防ぐためにエンドポイントにレート制限を実装します。

5. 定期的な更新: 既知の脆弱性を軽減するために、ライブラリと依存関係を最新の状態に保ちます。

結論と今後の方向性

この記事では、Python エコシステムを使用してシンプルな DeFi アプリケーションを構築しました。 DeFi の基本をカバーし、Web3.py を使用してイーサリアム ブロックチェーンと対話し、スマート コントラクトを作成し、FastAPI を使用してバックエンドを構築し、フロントエンドを統合しました。

DeFi は、計り知れない可能性を秘め、急速に進化している分野です。プロジェクトの今後の方向性としては、次のものが考えられます:

• さらなる DeFi プロトコルの統合: 融資プラットフォーム (Aave など) や分散型取引所 (Uniswap など) など、他の DeFi プロトコルの統合を検討します。

• フロントエンドの強化: React.js や Vue.js などのフレームワークを使用して、より洗練されたフロントエンドを構築します。

• ユーザー認証の追加: ユーザー認証と認可を実装して、よりパーソナライズされたエクスペリエンスを作成します。

• スマート コントラクト機能の拡張: ステーキング、ガバナンス、イールド ファーミングなどの機能をスマート コントラクトに追加します。

このシステムを自由に拡張して、新しい機能やプロトコルを実験してください。コーディングを楽しんでください!