如何使用智能合約構建簡單的投票系統？

了解核心機制

1. 投票智能合約在區塊鏈上運行，其中每次投票都被記錄為不可變的交易。這確保了透明度並防止提交後被篡改。

2. 合約必須定義合格的選民，通常通過存儲在地址到布爾值映射中的白名單來定義。只有白名單參與者才能投票。

3. 投票選項在合約內編碼為 uint8 或字符串常量，每個選項分配一個唯一的標識符用於計數邏輯。

4. 使用 block.timestamp 檢查強制執行時間限制，僅允許在預定義的窗口內投票，以防止無限期參與。

5. 合約所有者不保留部署後的投票權；一旦部署，所有邏輯都會自動執行，無需外部干預。

設計鏈上數據結構

1. 名為Voter 的結構體包含 hasVoted (bool)、voteChoice (uint8) 和 delegateTarget (address) 等字段，從而實現分層參與模型。

2. 公共映射選民將以太坊地址鏈接到投票者結構，確保投票驗證期間的恆定時間查找。

3. 數組候選人將候選人名稱存儲為字符串，而並行 uint[] voteCounts跟踪每個索引的計數。

4. uint 變量VotingEndBlock捕獲投票資格的最終區塊號，避免依賴外部預言機。

5. 合約嚴格使用require()語句——在狀態突變之前檢查選民資格、活躍投票期限和非重複提交。

實現投票提交邏輯

1. vote(uint8 _choice)函數在繼續之前驗證 msg.sender 是否已列入白名單並且尚未投票。

2. 它使用require(_choice < Candidates.length)驗證 _choice 是否在候選人數組的範圍內，防止越界寫入。

3. 驗證後，它將 voters[msg.sender].hasVoted 設置為 true，並將 voteCounts[_choice] 加一，以原子方式更新賬本。

4. Voted（地址索引投票者，uint8 choice）等事件發出鏈上日誌，允​​許鏈下接口索引並顯示實時結果。

5. 在基本實現中不需要重入保護，因為投票路徑中沒有外部調用，但如果稍後添加委託或退款，像nonReentrant這樣的修飾符就變得至關重要。

通過 EVM 工具進行部署和交互

1. 使用 Solidity v0.8.20 或更高版本執行編譯，並在運行 200 次時啟用優化器，以在不影響可讀性的情況下降低部署 Gas 成本。

2. 部署腳本使用 Hardhat 或 Foundry 將構造函數參數（例如所有者地址和候選列表）直接傳遞到字節碼中。

3. 交互通過 ethers.js 或 web3.js 進行，用戶在本地簽署交易，然後廣播到 Sepolia 或 Base Testnet 等網絡。

4. 前端集成依賴於檢測 MetaMask 可用性、請求帳戶訪問以及通過 ABI 編碼的調用數據使用用戶選擇的索引調用 vote()。

5. 提交前客戶端進行 Gas 估算，以 ETH 形式顯示大概費用，避免因資金不足導致交易失敗。

常見問題解答

問：選民提交投票後可以更改投票嗎？答：不可以。投票一旦在鏈上確認，就無法更改或刪除。合約通過 hasVoted 標誌強制執行單票語義。

問：如果兩個交易在同一個區塊中提交投票會發生什麼？答：兩個交易根據其在區塊中的位置順序執行。合約狀態確定性更新，無論排序如何，都會保持投票完整性。

問：部署後是否可以添加新候選人？答：不是在最小實現中。候選人數組在構建時是固定的。擴展功能需要可升級的模式，例如代理合約，引入額外的信任假設。

問：如何保護選民的匿名性？答：投票與以太坊地址相關，而不是與現實世界的身份相關。隱私取決於白名單的生成方式 - 如果地址是假名且未鏈接，則在協議級別保持匿名。