Smart Contract Frontend: Integrazione Perfetta di Solidity e Web3 per un Pubblico Globale

Il web decentralizzato, o Web3, si sta evolvendo rapidamente, conferendo a individui e aziende un controllo senza precedenti sui loro dati e asset digitali. Al centro di questa rivoluzione ci sono gli smart contract – accordi auto-eseguibili scritti in codice, principalmente su piattaforme come Ethereum. Mentre la logica backend risiede sulla blockchain, l'esperienza dell'utente nell'interagire con questi potenti contratti è creata dal frontend. Questo post del blog approfondisce l'intricato mondo dell'integrazione frontend degli smart contract, concentrandosi su come gli sviluppatori possano colmare efficacemente il divario tra le interfacce utente costruite con popolari framework frontend e la robusta logica degli smart contract Solidity, il tutto rivolgendosi a un pubblico globale diversificato.

Comprendere i Componenti Chiave: Solidity e Web3

Prima di immergersi nell'integrazione, è fondamentale comprendere i blocchi costruttivi fondamentali:

Solidity: Il Linguaggio degli Smart Contract

Solidity è un linguaggio di programmazione di alto livello, orientato agli oggetti, specificamente progettato per scrivere smart contract su varie piattaforme blockchain, in particolare Ethereum e le chain compatibili con EVM. La sua sintassi condivide somiglianze con JavaScript, Python e C++, rendendolo relativamente accessibile agli sviluppatori che transitano verso la blockchain. Il codice Solidity viene compilato in bytecode, che viene poi distribuito ed eseguito sulla macchina virtuale della blockchain.

Le caratteristiche chiave di Solidity includono:

• Tipizzazione Statica: Le variabili hanno tipi fissi, consentendo il rilevamento di errori in fase di compilazione.
• Orientato ai Contratti: Il codice è organizzato in contratti, che sono le unità fondamentali di deployment.
• Emissione di Eventi: I contratti possono emettere eventi per segnalare alle applicazioni off-chain le modifiche di stato.
• Ereditarietà: Supporta la riusabilità del codice tramite l'ereditarietà.
• Funzioni Modificatrici: Consentono controlli pre e post-esecuzione sulle funzioni.

Esempio di un semplice contratto Solidity (Semplificato):

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

contract SimpleStorage {
    uint256 public storedData;

    function set(uint256 x) public {
        storedData = x;
    }

    function get() public view returns (uint256) {
        return storedData;
    }
}

            

              
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Web3: Il Ponte verso la Blockchain

Web3 si riferisce all'internet decentralizzato emergente, caratterizzato dalla tecnologia blockchain e dalle reti peer-to-peer. Nel contesto dello sviluppo frontend, le librerie Web3 sono strumenti essenziali che consentono alle applicazioni JavaScript di comunicare con la blockchain di Ethereum. Queste librerie astraggono le complessità dell'interazione diretta con i nodi blockchain e forniscono metodi convenienti per:

• Connettersi alla blockchain (tramite HTTP o WebSockets).
• Accedere alle informazioni dell'account.
• Inviare transazioni.
• Chiamare funzioni di smart contract.
• Ascoltare gli eventi della blockchain.

Le due librerie JavaScript Web3 più importanti sono:

• web3.js: Una libreria completa che fornisce una vasta gamma di funzionalità per interagire con la blockchain di Ethereum. È stata una pietra angolare dello sviluppo Web3 per molto tempo.
• ethers.js: Un'alternativa più moderna, leggera e spesso preferita che si concentra sulla facilità d'uso, sicurezza e prestazioni. Offre un design più modulare ed è generalmente considerata più user-friendly per molte attività.

La Connessione Frontend-Backend: Come Funziona

La magia dell'integrazione frontend degli smart contract risiede nella capacità delle applicazioni frontend di attivare azioni sulla blockchain e visualizzare il suo stato all'utente. Questo tipicamente comporta il seguente flusso:

1. Interazione Utente: Un utente interagisce con l'interfaccia utente del frontend, ad esempio, cliccando un pulsante per inviare criptovaluta o aggiornare un record in uno smart contract.
2. Invocazione Libreria Web3: L'applicazione frontend, utilizzando una libreria Web3 (come ethers.js), chiede all'utente di confermare l'azione tramite il proprio wallet crypto connesso (es. MetaMask).
3. Creazione Transazione: La libreria Web3 costruisce un oggetto transazione contenente i dati necessari, come l'indirizzo dello smart contract di destinazione, la funzione da chiamare e qualsiasi parametro di input.
4. Firma del Wallet: Il wallet crypto dell'utente firma questa transazione utilizzando la propria chiave privata, autorizzando l'azione.
5. Trasmissione Transazione: La transazione firmata viene trasmessa alla rete Ethereum (o ad altre blockchain compatibili).
6. Esecuzione Blockchain: Un nodo sulla rete rileva la transazione, la convalida ed esegue la funzione corrispondente all'interno dello smart contract.
7. Aggiornamento di Stato: Se l'esecuzione dello smart contract modifica il suo stato (es. cambia una variabile), questo aggiornamento viene registrato sulla blockchain.
8. Feedback Frontend: L'applicazione frontend può monitorare lo stato della transazione e ascoltare gli eventi emessi dallo smart contract per fornire feedback all'utente (es. "Transazione riuscita!" o visualizzando dati aggiornati).

Scegliere il Tuo Framework Frontend e la Libreria Web3

La scelta del framework frontend e della libreria Web3 influisce significativamente sull'esperienza di sviluppo e sull'architettura dell'applicazione risultante. Sebbene possa essere utilizzato qualsiasi framework JavaScript moderno, alcuni sono più comunemente adottati nello spazio Web3 grazie al loro ecosistema e al supporto della comunità.

Framework Frontend Popolari:

• React: Una libreria JavaScript dichiarativa per la costruzione di interfacce utente, nota per la sua architettura basata su componenti e il suo ampio ecosistema. React è una scelta prevalente per le dApp.
• Vue.js: Un framework JavaScript progressivo anch'esso basato su componenti e apprezzato per la sua facilità d'uso e la curva di apprendimento dolce.
• Angular: Un framework completo basato su TypeScript per la costruzione di applicazioni su larga scala.
• Svelte: Un compilatore che sposta il lavoro dal browser alla fase di build, risultando in applicazioni altamente performanti.

Considerazioni sulle Librerie Web3:

• ethers.js: Generalmente consigliato per i nuovi progetti grazie al suo design moderno, alle funzionalità di sicurezza migliorate e alla documentazione completa. Offre utility robuste per la gestione dei wallet, l'interazione con i contratti e la gestione dei provider.
• web3.js: Ancora ampiamente utilizzato, specialmente nei progetti legacy. È una libreria potente ma a volte può essere più verbosa e meno intuitiva di ethers.js per determinate attività.

Ai fini della dimostrazione dell'integrazione, utilizzeremo principalmente React ed ethers.js poiché rappresentano uno stack comune ed efficace per lo sviluppo moderno di dApp.

Guida all'Integrazione Passo-Passo (con React ed ethers.js)

Esaminiamo un esempio pratico di integrazione di un frontend con uno smart contract Solidity. Supporremo che tu abbia un semplice contratto SimpleStorage (come mostrato sopra) compilato e distribuito su una testnet o un ambiente di sviluppo locale.

Prerequisiti:

• Node.js e npm/yarn: Installati sulla tua macchina.
• Un Progetto React: Configurato usando Create React App o uno strumento simile.
• Uno Smart Contract: Distribuito e di cui sono noti il suo ABI (Application Binary Interface) e l'indirizzo.
• Un Crypto Wallet: Come MetaMask, installato e configurato con un account testnet.

1. Installa le Librerie Necessarie:

Naviga nella directory principale del tuo progetto React e installa ethers.js:

            npm install ethers
# or
yarn add ethers

            

              
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2. Ottieni i Dettagli dello Smart Contract:

Avrai bisogno di due informazioni cruciali dal tuo smart contract distribuito:

• Indirizzo del Contratto: L'identificatore unico del tuo contratto sulla blockchain.
• ABI del Contratto (Application Binary Interface): Un file JSON che descrive le funzioni, gli eventi e le variabili di stato del contratto, consentendo al frontend di capire come interagirvi.

Tipicamente, quando compili il tuo contratto Solidity utilizzando strumenti come Hardhat o Truffle, otterrai un file artifact contenente l'ABI e il bytecode.

3. Configurazione del Web3 Provider:

Il primo passo nel tuo codice frontend è stabilire una connessione alla blockchain. Questo viene fatto utilizzando un provider. In un ambiente browser, il modo più comune è sfruttare il provider Web3 iniettato da un wallet come MetaMask.

            import { ethers } from 'ethers';
import React, { useState, useEffect } from 'react';

// --- Contract Details ---
const contractAddress = "YOUR_CONTRACT_ADDRESS"; // Replace with your contract's address
const contractABI = [ /* Your contract's ABI as a JSON array */ ];

function App() {
  const [account, setAccount] = useState(null);
  const [storedValue, setStoredValue] = useState(0);
  const [inputValue, setInputValue] = useState('');
  const [signer, setSigner] = useState(null);
  const [contract, setContract] = useState(null);

  useEffect(() => {
    const loadBlockchainData = async () => {
      if (window.ethereum) {
        const provider = new ethers.providers.Web3Provider(window.ethereum);
        setSigner(provider.getSigner());

        const accounts = await window.ethereum.request({ method: 'eth_requestAccounts' });
        setAccount(accounts[0]);

        const contractInstance = new ethers.Contract(contractAddress, contractABI, provider);
        setContract(contractInstance);

        const currentValue = await contractInstance.storedData();
        setStoredValue(currentValue.toString());
      } else {
        alert('MetaMask or another Ethereum-compatible wallet is required!');
      }
    };

    loadBlockchainData();

    // Listen for account changes
    window.ethereum.on('accountsChanged', (accounts) => {
      if (accounts.length > 0) {
        setAccount(accounts[0]);
      } else {
        setAccount(null);
      }
    });
  }, []);

  // ... rest of the component
}

export default App;

            

              
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Spiegazione:

• Importiamo ethers.
• Definiamo segnaposto per contractAddress e contractABI.
• Gli hook useState sono usati per gestire l'account connesso, il valore letto dal contratto, l'input per impostare il valore, l'oggetto signer e l'istanza del contratto.
• L'hook useEffect viene eseguito una volta al montaggio del componente.
• window.ethereum verifica se un provider Web3 (come MetaMask) è disponibile.
• new ethers.providers.Web3Provider(window.ethereum) crea un'istanza di provider connessa al wallet dell'utente.
• provider.getSigner() ottiene un oggetto che può firmare transazioni, rappresentando l'utente connesso.
• window.ethereum.request({ method: 'eth_requestAccounts' }) chiede all'utente di connettere il proprio wallet.
• new ethers.Contract(contractAddress, contractABI, provider) crea un'istanza del nostro smart contract, consentendoci di interagirvi. Inizialmente, usiamo il provider per leggere i dati.
• Recuperiamo e visualizziamo il storedData iniziale.
• Configuriamo un listener di eventi per accountsChanged per aggiornare l'interfaccia utente se l'utente cambia account nel proprio wallet.

4. Interazione con lo Smart Contract (Lettura Dati):

La lettura dei dati da uno smart contract è un'operazione di sola lettura e non costa gas. Puoi chiamare funzioni view o pure utilizzando l'istanza del contratto ottenuta con il provider.

            // All'interno del componente App, dopo aver configurato l'istanza del contratto:

const refreshValue = async () => {
  if (contract) {
    const currentValue = await contract.storedData();
    setStoredValue(currentValue.toString());
  }
};

// Nel tuo JSX, avresti un pulsante per chiamare questo:
// Refresh Value

            

              
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5. Interazione con lo Smart Contract (Scrittura Dati):

La scrittura di dati su uno smart contract (chiamando funzioni che modificano lo stato) richiede un signer e comporta commissioni gas. È qui che il wallet dell'utente gioca un ruolo cruciale nell'autorizzare la transazione.

            // All'interno del componente App:

const handleInputChange = (event) => {
  setInputValue(event.target.value);
};

const updateStoredValue = async () => {
  if (contract && signer && inputValue) {
    try {
      // Crea un'istanza di contratto con il signer per inviare transazioni
      const contractWithSigner = contract.connect(signer);
      const tx = await contractWithSigner.set(ethers.utils.parseUnits(inputValue, "ether")); // Assuming 'set' expects uint256

      // Attendi che la transazione venga minata
      await tx.wait();

      setInputValue(''); // Pulisci l'input dopo l'aggiornamento riuscito
      refreshValue(); // Aggiorna il valore visualizzato
      alert("Value updated successfully!");
    } catch (error) {
      console.error("Error updating value:", error);
      alert("Failed to update value. Check console for details.");
    }
  } else {
    alert("Please enter a value and ensure your wallet is connected.");
  }
};

// Nel tuo JSX:
// 
// Update Value

            

              
                Copy
              
            
          

Spiegazione:

• Catturiamo l'input dell'utente usando inputValue e handleInputChange.
• Fondamentalmente, creiamo una nuova istanza di contratto usando contract.connect(signer). Questo lega le capacità di invio transazioni del signer alla nostra interazione con il contratto.
• ethers.utils.parseUnits(inputValue, "ether") converte la stringa di input in un formato BigNumber adatto per uint256 di Solidity (regola le unità se necessario in base all'input previsto dal tuo contratto).
• await tx.wait() mette in pausa l'esecuzione finché la transazione non è confermata sulla blockchain.
• La gestione degli errori è essenziale per informare l'utente se una transazione fallisce.

6. Gestione delle Connessioni e Disconnessioni del Wallet:

Le dApp robuste dovrebbero gestire con grazia la connessione e la disconnessione dei wallet da parte degli utenti.

            // Nel JSX del tuo componente App:

const connectWallet = async () => {
  if (window.ethereum) {
    try {
      const provider = new ethers.providers.Web3Provider(window.ethereum);
      await window.ethereum.request({ method: 'eth_requestAccounts' });
      setSigner(provider.getSigner());
      const accounts = await provider.listAccounts();
      setAccount(accounts[0]);
      // Re-initialize contract with signer if needed for write operations immediately
      const contractInstance = new ethers.Contract(contractAddress, contractABI, provider);
      setContract(contractInstance.connect(provider.getSigner())); // Connect to the contract with the signer
      alert("Wallet connected!");
    } catch (error) {
      console.error("Error connecting wallet:", error);
      alert("Failed to connect wallet.");
    }
  } else {
    alert("MetaMask or another Ethereum-compatible wallet is required!");
  }
};

const disconnectWallet = () => {
  setAccount(null);
  setSigner(null);
  setContract(null);
  // Optionally, you might want to trigger a full page reload or clear state more aggressively
  alert("Wallet disconnected.");
};

// Nel tuo JSX:
// {!account ? (
//   Connect Wallet
// ) : (
//   

//     
Connected Account: {account}
//     Disconnect Wallet
//   
// )}

            

              
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7. Ascoltare gli Eventi dello Smart Contract:

Gli smart contract possono emettere eventi per notificare al frontend cambiamenti di stato significativi. Questo è un modo più efficiente per aggiornare l'interfaccia utente rispetto al polling costante.

            // All'interno dell'hook useEffect, dopo aver configurato l'istanza del contratto:

if (contract) {
  // Esempio: Ascolto di un ipotetico evento 'ValueChanged' da SimpleStorage
  contract.on("ValueChanged", (newValue, event) => {
    console.log("ValueChanged event received:", newValue.toString());
    setStoredValue(newValue.toString());
  });

  // Pulisci il listener di eventi quando il componente viene smontato
  return () => {
    if (contract) {
      contract.removeAllListeners(); // O specifica il nome dell'evento
    }
  };
}

            

              
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Nota: Affinché questo funzioni, il tuo contratto SimpleStorage dovrebbe emettere un evento, ad esempio, nella funzione set:

            // All'interno del contratto SimpleStorage:

// ...

event ValueChanged(uint256 newValue);

function set(uint256 x) public {
    storedData = x;
    emit ValueChanged(x); // Emetti l'evento
}

// ...

            

              
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Considerazioni Avanzate per un Pubblico Globale

Costruire dApp per un pubblico globale richiede un'attenta considerazione di vari fattori oltre l'integrazione di base:

1. Esperienza Utente e Astrazione del Wallet:

• Onboarding: Molti utenti sono nuovi ai wallet crypto. Fornisci istruzioni e guide chiare su come configurare e usare wallet come MetaMask, Trust Wallet o Coinbase Wallet.
• Wallet Connect: Integra con WalletConnect per supportare una gamma più ampia di wallet mobili e desktop, migliorando l'accessibilità per gli utenti che non usano MetaMask. Librerie come @web3-react/walletconnect-connector o rainbow-kit possono semplificare questo.
• Consapevolezza della Rete: Assicurati che gli utenti siano sulla rete blockchain corretta (es. Ethereum Mainnet, Polygon, Binance Smart Chain). Mostra le informazioni sulla rete e guida gli utenti a cambiarla se necessario.
• Commissioni Gas: Le commissioni gas possono essere volatili e variare in base alla rete. Informa gli utenti sui potenziali costi del gas e sui tempi di conferma delle transazioni. Considera strategie come le meta-transazioni, se applicabile, per astrarre il pagamento del gas.

2. Internazionalizzazione (i18n) e Localizzazione (l10n):

• Supporto Linguistico: Traduci gli elementi dell'interfaccia utente, i messaggi di errore e le istruzioni in più lingue. Librerie come react-intl o i18next possono essere inestimabili.
• Sfumature Culturali: Sii consapevole delle differenze culturali nel design, nelle combinazioni di colori e negli stili di comunicazione. Ciò che è accettabile o attraente in una cultura potrebbe non esserlo in un'altra.
• Formati Data e Ora: Visualizza date e orari in un formato localizzato e facile da usare.
• Formattazione Numeri e Valute: Formatta i numeri e qualsiasi importo di criptovaluta visualizzato secondo le convenzioni locali. Mentre gli smart contract operano con valori numerici precisi, la presentazione frontend può essere localizzata.

3. Prestazioni e Scalabilità:

• Endpoint RPC: Affidarsi esclusivamente a MetaMask per tutte le interazioni può essere lento per il recupero dei dati. Considera l'utilizzo di provider RPC dedicati (es. Infura, Alchemy) per operazioni di lettura più veloci.
• Caching: Implementa il caching lato client per i dati non sensibili e frequentemente accessibili per ridurre le query blockchain.
• Aggiornamenti Ottimistici: Fornisci un feedback visivo immediato all'utente all'avvio di un'azione, anche prima che la transazione blockchain sia confermata.
• Soluzioni Layer 2: Per applicazioni che richiedono un'elevata throughput e basse commissioni di transazione, considera l'integrazione con soluzioni di scaling Layer 2 come Optimism, Arbitrum o zkSync.

4. Migliori Pratiche di Sicurezza:

• Validazione dell'Input: Valida sempre l'input dell'utente sul frontend, ma non fare mai affidamento esclusivamente sulla validazione frontend. Lo smart contract stesso deve avere una validazione robusta per prevenire input dannosi.
• Sicurezza ABI: Assicurati di utilizzare l'ABI corretto e verificato per il tuo smart contract. ABI errati possono portare a chiamate di funzioni non intenzionali.
• HTTPS: Servi sempre la tua applicazione frontend tramite HTTPS per proteggere dagli attacchi man-in-the-middle.
• Gestione delle Dipendenze: Mantieni aggiornate le dipendenze del tuo progetto (incluse le librerie Web3) per correggere le vulnerabilità di sicurezza.
• Audit degli Smart Contract: Per le dApp in produzione, assicurati che i tuoi smart contract siano stati sottoposti ad audit di sicurezza professionali.
• Gestione Chiavi Private: Sottolinea che gli utenti non dovrebbero mai condividere le loro chiavi private o frasi seed. La tua applicazione frontend non dovrebbe mai richiedere o gestire direttamente le chiavi private.

5. Gestione Errori e Feedback Utente:

• Messaggi di Errore Chiari: Fornisci messaggi di errore specifici e azionabili agli utenti, guidandoli su come risolvere i problemi (es. "Saldo insufficiente", "Passa alla rete Polygon", "Transazione rifiutata dal wallet").
• Stati di Caricamento: Indica quando le transazioni sono in sospeso o i dati vengono recuperati.
• Tracciamento Transazioni: Offri modi per gli utenti di tracciare le loro transazioni in corso su block explorer (come Etherscan).

Strumenti e Flusso di Lavoro di Sviluppo

Un flusso di lavoro di sviluppo ottimizzato è cruciale per costruire e distribuire dApp in modo efficiente. Gli strumenti chiave includono:

• Hardhat / Truffle: Ambienti di sviluppo per compilare, distribuire, testare e debuggare smart contract. Generano anche file artifact di contratto (inclusi gli ABI) essenziali per l'integrazione frontend.
• Ganache: Una blockchain personale per lo sviluppo Ethereum usata per eseguire test locali e debugging.
• Etherscan / Polygonscan / ecc.: Esploratori di blocchi per verificare il codice del contratto, tracciare le transazioni e ispezionare i dati della blockchain.
• IPFS (InterPlanetary File System): Per l'archiviazione decentralizzata di asset frontend statici, rendendo la tua intera dApp resistente alla censura.
• The Graph: Un protocollo decentralizzato per l'indicizzazione e l'interrogazione dei dati blockchain, che può migliorare significativamente le prestazioni dei frontend dApp fornendo dati indicizzati invece di interrogare direttamente la blockchain.

Casi di Studio: Esempi Globali di dApp

Numerose dApp costruite con Solidity e integrazione Web3 servono un pubblico globale:

• Piattaforme di Finanza Decentralizzata (DeFi): Uniswap (scambio decentralizzato), Aave (prestito e mutuo), Compound (protocollo di prestito) consentono agli utenti di tutto il mondo di accedere a servizi finanziari senza intermediari. I loro frontend interagiscono senza soluzione di continuità con complessi smart contract DeFi.
• Mercati di Token Non Fungibili (NFT): OpenSea, Rarible e Foundation consentono ad artisti e collezionisti a livello globale di mintare, acquistare e vendere asset digitali unici, con interfacce utente frontend che interagiscono direttamente con gli smart contract NFT (come ERC-721 o ERC-1155).
• Organizzazioni Autonome Decentralizzate (DAO): Piattaforme come Snapshot consentono alle comunità globali di votare su proposte utilizzando le detenzioni di token, con i frontend che facilitano la creazione di proposte e il voto interagendo con gli smart contract di governance.
• Giochi Play-to-Earn: Axie Infinity e giochi blockchain simili sfruttano NFT e token per gli asset di gioco, con interfacce di gioco frontend che si connettono a smart contract per il trading e la gestione di questi asset.

Questi esempi evidenziano il potere e la portata dell'integrazione frontend degli smart contract, collegando milioni di utenti a livello globale alle applicazioni decentralizzate.

Conclusione: Potenziare il Futuro Decentralizzato

L'integrazione frontend degli smart contract è una disciplina critica per costruire la prossima generazione di applicazioni decentralizzate. Padroneggiando l'interazione tra smart contract Solidity e librerie JavaScript Web3, gli sviluppatori possono creare dApp user-friendly, sicure e potenti che sfruttano i vantaggi della tecnologia blockchain. Per un pubblico globale, un'attenzione meticolosa all'esperienza utente, all'internazionalizzazione, alle prestazioni e alla sicurezza è fondamentale. Man mano che l'ecosistema Web3 continua a maturare, la domanda di sviluppatori frontend qualificati che possano colmare senza soluzione di continuità il divario tra interfacce utente e logica blockchain non farà che crescere, inaugurando un futuro digitale più decentralizzato, trasparente e incentrato sull'utente per tutti.

Punti chiave per lo sviluppo di dApp globali:

• Prioritizzare l'onboarding degli utenti e la compatibilità del wallet.
• Implementare una robusta internazionalizzazione per una maggiore portata.
• Ottimizzare le prestazioni utilizzando un recupero dati e un caching efficienti.
• Aderire a rigorose pratiche di sicurezza sia per il codice frontend che per quello degli smart contract.
• Fornire feedback e gestione degli errori chiari e localizzati.

Il percorso di integrazione delle esperienze frontend con il potere degli smart contract è emozionante e gratificante. Seguendo le migliori pratiche e abbracciando gli strumenti in evoluzione, gli sviluppatori possono contribuire a costruire un internet veramente decentralizzato e accessibile per gli utenti di tutto il mondo.