Blockchain 基礎：Wallets、Smart Contracts、Tokens 與 dApps

大多數 on-chain applications 都由同一小撮零件組成：wallets、smart contracts、tokens 與 dApps。搞清楚它們如何串連，以及每一塊建立什麼 trust model，就足以讀懂多數 Web3 architectures，而不必淹沒在 cryptography 裡。

這篇 note 用 Ethereum / EVM 作為框架，因為 ERC token standards 住在那裡。同樣的想法可以轉移到其他 chains，即使名稱不同。

Blockchain 基礎

Blockchain 是一份由許多獨立 nodes 共同同意的 shared ledger。一旦 transaction 被確認，改寫歷史在設計上就是昂貴的。

Accounts — chain 上的身份。Externally owned accounts (EOAs) 由 private keys 控制。Contract accounts 由 code 控制。
Transactions — 已籤署的 messages，提出一次 state change：送 value、呼叫 contract、deploy code。
Consensus — 網絡同意哪些 transactions 有效、以及順序為何的方式。
Gas — 在 on-chain 執行工作所付的 fee。每次 write 都有成本；透過 RPC node 的 reads 通常沒有。

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Signed transaction → Mempool → Included in a block → Shared state updated

chain 是 programmable settlement layer：跟普通 database 相比又慢又貴，但當 ownership 與規則必須可公開驗證時，它就有用。

Wallets

Wallet 是持有 cryptographic keys、並幫你籤署 transactions 的軟件（或硬件）。它不是銀行帳戶。Chain 存 balances；wallet 存你控制某個 address 的證明。

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Private key → Public key → Address
Private key -(signs)→ Transaction signature

Private key 證明控制權。任何人拿到它，就可以從該 address 移走 assets。
Public key / address 是別人用來送你 assets，或在 on-chain 識別你的東西。
Signing 代表授權一筆特定 transaction，而不廣播 private key 本身。
Custody 是誰持有 keys。Self-custody 代表你自己持有。Custodial wallets 代表服務代表你持有。
Browser extensions 與 mobile wallets 主要是 keys 周圍的 UX。Hardware wallets 把 private key 留在 offline，只暴露 signatures。

當 dApp 說「connect wallet」，它是在要一個 address 與一條 signing channel，而不是要你登入某間公司 database 的密碼：

const accounts = (await window.ethereum.request({
  method: "eth_requestAccounts",
})) as string[]

const address = accounts[0]
// address is public; the private key never leaves the wallet

Failure： 把「connect」當成 Web2 login。Phishing sites 要你籤錯東西，而不是輸入密碼。

Smart Contracts

Smart contract 是部署在 blockchain 上的 program。在 Ethereum 上通常用 Solidity 寫，跑在 EVM 上。一旦 deployed，它的 code 與 storage 就住在一個 contract address。

Public state — 任何人都可以讀 balances、ownership，常常也能讀 bytecode。
Deterministic execution — 同樣的 inputs 與 state，在誠實 nodes 上產生同樣的結果。
Permissionless calling — 任何付得起 gas 的人都可以呼叫 public function，仍受 contract 自己的 access checks 約束。
Hard to change — upgrades 需要明確 pattern（proxy、governance、migration）。Immutable code 上沒有靜默 hotfix。

solidity

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.24;

contract Escrow {
    address public payer;
    address public payee;
    bool public released;

    constructor(address _payee) payable {
        payer = msg.sender;
        payee = _payee;
    }

    function release() external {
        require(msg.sender == payer, "only payer");
        require(!released, "already released");
        released = true;
        payable(payee).transfer(address(this).balance);
    }
}

Contracts 編碼規則：誰能呼叫什麼、在什麼條件下、以及 state 如何改變。
Smart contract 是一份 開放、按 fee 計量的 API，database 就是 chain。UI 可以撒謊；真正結算的是 contract 的 state。

Failure： 把 UI 當成 source of truth。Bugs 很貴，因為 funds 與 ownership 常常就坐在 contract 裡面。

Tokens

Tokens 是由遵循共享 interfaces 的 smart contracts 表示的 assets。Wallets、explorers 與 dApps 不必為每個 project 寫自定義 code 就能支持它們——這就是 ERC standards 重要的原因。

ERC-20 是 fungible tokens 的標準：每一單位都可以互換。心智模型是 balances，不是獨特物品。approve + transferFrom 是 protocol 代表你花 tokens 的方式。

solidity

interface IERC20 {
    function balanceOf(address account) external view returns (uint256);
    function transfer(address to, uint256 amount) external returns (bool);
    function approve(address spender, uint256 amount) external returns (bool);
    function transferFrom(address from, address to, uint256 amount) external returns (bool);
}

ERC-721 是 unique tokens 的標準。每個 tokenId 都是自己的 asset，只有一個 owner。Collectibles、tickets 與 on-chain deeds 是常見用途。同一份 contract 裡的兩個 tokens，只要 IDs 不同，就不可互換。

ERC-1155 讓一份 contract 管理多種 token types——fungible、non-fungible，或兩者都有——並支持 batch transfers。Games 與 marketplaces 在單一 collection 混了 gold coins（fungible）、unique swords（supply 為一）與 limited skins（supply 為 N）時，往往偏好它。更少 deployments，更便宜的 batch operations。

Standard	Fungibility	Identity model	Common uses
ERC-20	Fungible	Amount per address	Currencies, points, governance
ERC-721	Non-fungible	One owner per `tokenId`	Collectibles, tickets, unique rights
ERC-1155	Mixed	Balance per address per `id`	Games, multi-asset collections

三者仍然只是 smart contracts。ERC number 是共享 interface，讓 tooling 能一致地對待它們。

Decentralized Applications (dApps)

dApp 是 critical logic 或 ownership 住在 on-chain 的應用。

一個 frontend（常常是普通 web app）負責 UX
一個 wallet 負責 identity 與 transaction signing
Smart contracts 作為 assets 與規則的 source of truth
一個 RPC provider，讓 frontend 能讀 chain state 並廣播已籤署的 transactions

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User → Wallet
User → dApp Frontend
dApp Frontend -(read state)→ RPC Node
dApp Frontend -(request signature)→ Wallet
Wallet -(signed tx)→ RPC Node → Blockchain → Smart Contracts

Reads 可以免費且頻繁。Writes 需要 signature 與 gas。
許多 dApps 仍使用中心化零件——indexers、APIs、IPFS gateways、admin keys。「Decentralized」是一條光譜。真正重要的是：哪些部分失敗或審查時，不會奪走用戶的 assets。

它們如何組合

許多產品共用的一條具體流程：

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User → dApp UI: Open app
dApp UI → Wallet: eth_requestAccounts
Wallet → dApp UI: address
dApp UI → Blockchain: balanceOf(address)
Blockchain → dApp UI: token balance
User → dApp UI: Deposit
dApp UI → Wallet: approve(protocol, amount)
Wallet → Blockchain: signed approve tx
dApp UI → Wallet: deposit(amount)
Wallet → Blockchain: signed deposit tx
Blockchain → dApp UI: updated state

User 打開 dApp 並 connect wallet。App 得知他們的 address。
UI 透過 RPC 讀取 balances 與 ownership（balanceOf、ownerOf）。
要 deposit 一筆 ERC-20，他們先 approve contract 作為 spender，再呼叫 deposit——兩次 signatures、兩筆 transactions，除非被更高層 pattern batch。
Smart contract 更新 on-chain state。UI 從 chain 或 indexer 刷新。

import { parseAbi, parseUnits } from "viem"

const amount = parseUnits("100", 6) // 100 USDC (6 decimals)

await walletClient.writeContract({
  address: "0xA0b86991c6218b36c1d19D4a2e9Eb0cE3606eB48",
  abi: parseAbi(["function approve(address spender, uint256 amount) returns (bool)"]),
  functionName: "approve",
  args: ["0xProtocolAddress", amount],
})

await walletClient.writeContract({
  address: "0xProtocolAddress",
  abi: parseAbi(["function deposit(uint256 amount)"]),
  functionName: "deposit",
  args: [amount],
})

把那筆 ERC-20 換成 ERC-721 mint，或 ERC-1155 batch claim，wallet / contract / RPC 的形狀仍然一樣。變的只有 token interface 與 contract 的業務規則。

要點

Wallet 持有 keys，不是 ledger 本身——custody 講的是誰能籤。
Smart contract 是公開、按 fee 計量的 logic，其 state 結算 ownership。
ERC-20、ERC-721 與 ERC-1155 的主要差別在 fungibility，以及 identity 如何建模。
dApp 組合 frontend、wallet signatures、RPC 與 contracts——對 assets 來說，source of truth 是 chain，不是 UI。

其他一切——L2s、account abstraction、indexers、bridges——都建立在這個底座上。

Recap Q&A

閱讀下一篇筆記

常用 Algorithms

Blockchain 基礎：Wallets、Smart Contracts、Tokens 與 dApps