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波卡中的智能合约

Polkadot Labs Polkadot生态研究院 2023-01-10


波卡知识图谱是我们针对波卡从零到一的入门级文章,我们尝试从波卡最基础的部分讲起,为大家提供全方位了解波卡的内容,当然这是一项巨大的工程,也充满了挑战,然而我们希望通过这样的努力让大家能够正确认知波卡,也让不了解波卡的人方便快速掌握波卡相关知识,今天是该栏目的第65期,波卡本身不支持智能合约,但是波卡的平行链将支持智能合约,而Substrate智能合约本质上更安全,开发门槛也较低,那么如何在波卡中构建智能合约呢?


智能合约是区块链必不可少的功能,正是有了智能合约,区块链才实现了机器信任,目前其应用场景广泛,包括数字身份、供应链、贸易金融、抵押等多个领域。

Substrate智能合约允许用户在区块链核心逻辑的基础上增加业务逻辑,同时建立了防范破坏者的保护机制。与平行链相比,智能合约的开发速度更快、部署难度更低,因此像是Moonbeam、Astar、Phala这样的智能合约平台为想要快速上线的应用提供了更多的选择。

波卡中继链本身不支持智能合约,但是,波卡上的平行链将支持智能合约。



开发智能合约和平行链的区别


1

抽象层

当你编写智能合约时,你正在创建与特定链地址关联并部署在其上的指令。相比之下,runtime模块是一个链的状态转换的整个逻辑(称为状态转换函数)。


智能合约必须有意识地实现可升级性,而平行链将有能力完全通过根命令或通过治理Pallet交换其代码。

当你构建智能合约时,它最终会被部署到一个具有自己环境的目标链上。平行链允许开发人员声明自己链的环境,甚至允许其他人为其编写智能合约。


2

Gas费

智能合约必须找到限制自身执行的方法,否则完整节点很容易受到DOS攻击。

例如,智能合约中的无限循环可能会消耗整个链的计算资源,从而阻止其他人使用它。断续问题表明,对于足够强大的语言,不可能提前知道程序是否会停止执行。

一些平台,比如比特币,通过提供非常有限的脚本语言来绕过这个约束。其他项目,例如以太坊,向智能合约收取“gas”以提供执行其代码的权利。

如果智能合约确实进入了一个永远不会停止执行的状态,它最终会耗尽gas,停止执行,并且智能合约本应进行的任何状态转换都会回滚。

波卡使用的是重量收费(weight-fee)模型,而不是gas计量模型

平行链可以实现任意强大的编程语言,并且不为它们自己的本地逻辑包含gas概念。

这意味着某些功能对开发人员来说更容易实现,但某些结构,例如没有终止条件的循环,不应该实现。

将某些逻辑(例如可能无限期运行的复杂循环)留给非智能合约层,或者甚至试图消除它,通常是更明智的选择。平行链试图主动,而智能合约平台是事件驱动的。



构建智能合约


波卡中继链本身将不支持智能合约。然而,由于连接到波卡的平行链可以支持任意状态转换,因此它们可以支持智能合约。

Substrate目前以两种方式支持开箱即用的智能合约:
  • Frontier提供的EVM Pallet。
  • 基于Wasm合约的FRAME库中的Contracts Pallet。


1

Frontier EVM合约

Frontier是一套工具,它使Substrate链能够以相同的API/RPC接口原生运行以太坊合约(EVM),以太坊在Substrate上公开。以太坊地址也可以从现有账户直接映射到Substrate的SS58方案。



2

Substrate合约

Substrate提供内置的合约Pallet;随着时间的推移,更多平行链将支持WebAssembly智能合约。


此外,还有EVM Pallet,它允许平行链实现以太坊EVM,从而支持以太坊合约的直接端口。

智能合约情况概述的视频版本可以在Polkadot YouTube频道上找到。
https://www.youtube.com/watch?v=fKHkFBXaUxQ

资源
我应该在什么时候构建Substrate runtime与Substrate智能合约?这篇文章从技术上回答了开发人员何时可能选择开发runtime而不是智能合约。
(https://stackoverflow.com/questions/56040779/when-should-i-build-a-substrate-runtime-module-versus-a-substrate-smart-contract/56041305#56041305)

以下是目前可供那些想要开始编写智能合约以部署在基于Substrate的平行链上的开发人员使用的资源列表。
ink!——Parity编写智能合约的ink!。
https://github.com/paritytech/ink


3

Contracts Pallet

以前编写过智能合约的开发人员可能更熟悉部署到基于EVM的链上的体验。但是,Contracts Pallet对EVM的设计进行了一些显著的改进:

1.Wasm(WebAssembly):Contracts Pallet使用WebAssembly作为其编译目标。任何编译为Wasm的语言都可能用于编写智能合约。尽管如此,最好有一个专门的领域特定语言,因此Parity提供了ink!语言。

2.存款(Deposit):合约必须持有足够大的存款(名为ContractDeposit)以证明它们在链上的存在。部署人员需要在ExistentialDeposit的基础上将其存入新合约。

3.缓存(Caching):合约在默认情况下是缓存的,因此这意味着它们只需要部署一次,然后可以根据需要多次具现化。

这有助于将链上的存储负载降至最低。最重要的是,当合约不再被使用,存在的存款被耗尽时,代码将从存储中删除(称为回收reaping)。

存储租金(Storage Rent):已弃用
Pallet_contracts最初是为了应对无限制的状态增长而设计的,它对合约所消耗的状态进行收费,但后来被弃用。

有关更多详细信息,请参阅相关的pull request:
https://github.com/paritytech/substrate/pull/9669


4

波卡标准提案(PSP)

Web3基金会支持波卡的提案,这些提案定义了一套符合生态系统需求的标准。这些标准要经过几个接受阶段,在这些阶段需要整个社区的参与来建立有价值的和面向未来的标准。

从标准中受益的所有团队都需要就其内容达成一致。

其中一些PSP是针对Substrate的Contracts Pallet:
请访问波卡标准建议(PSP) Github了解更多信息:
https://github.com/w3f/PSPs


5

Ink!

ink!是一种在Rust中编写智能合约的领域特定语言,可编译为Wasm代码。正如它在自述书中所言,它仍处于试验阶段,因此勇敢的开发人员应该意识到,他们可能会有一个坎坷但可行的开发经验。

有一些项目已经用ink!构建了项目,具有相当程度的复杂性,因此它已经足够成熟,可以开始构建有趣的内容。

对于感兴趣的开发人员,他们可以开始使用ink!编写智能合约,通过研究已经写过的例子。这些可以作为编写更复杂逻辑的指南,这些逻辑将可部署在智能合约平行链上。

ink!为基于Wasm虚拟机并与Substrate链兼容的新智能合约栈奠定了许多基础。

ink!的智能合约库
下面收集了一些智能合约的示例。你正在开发智能合约示例吗?请让我们将其添加到此页面!
  • OpenBrush:一个ink!库,提供基于PSP的标准合约,以及用于构建的有用合约和macros。
    https://docs.openbrush.io/
  • Metis:由Patract Labs开发的Wasm合约标准库。
    https://github.com/patractlabs/metis




智能合约环境仍在不断成熟


波卡上的智能合约还为时过早,其发展现在才趋于稳定。我们正在积极制作内容以帮助开发人员跟上进度,并将使用最新资源维护Wiki。你还应该通过以下链接了解最新信息:


1

Parity Tech

ink!:

https://github.com/paritytech/ink

Substrate contracts Pallet:
https://github.com/paritytech/substrate/tree/master/frame/contracts


2

平行链

Moonbeam:

https://moonbeam.network/

Astar:
https://astar.network/

Acala:
https://acala.network/

Phala:
https://www.phala.network/zh/

许多智能合约平台正在构建,成为生态系统中的平行链。可以在PolkaProjects
上找到社区创建和维护基于波卡的不同智能合约平台的社区列表。
https://www.polkaproject.com/#/projects?cateID=1&tagID=6

Moonbeam
Moonbeam是另一个计划作为平行链部署到波卡的项目,并将支持与以太坊兼容的智能合约。

由于Moonbeam使用Frontier,这是一个与现有以太坊工具的互操作层,它将支持所有针对EVM环境而编写的应用程序,几乎没有阻力。

Moonbeam的先行网络Moonriver以平行链的形式在Kusama上推出。平行链功能已上线,功能正在逐步发布。发布的最后阶段将包括EVM功能和余额转移。

尝试按照Moonbeam的文档来部署智能合约。
https://docs.moonbeam.network/

Astar
Astar(原Plasm)是建立在Substrate上的智能合约平台,并打算作为平行链与波卡集成。

Shiden是Astar的先行网络,目前在Kusama上运行,并支持EVM、WASM和Layer2解决方案。

Astar旨在容纳所有第2层扩展解决方案,并通过OVM(乐观虚拟机)支持所有Layer2协议。

尝试部署以太坊或ink!按照他们的文档进行智能合约。
https://docs.astar.network/docs/wasm/sc-dev/ink-dev/

Acala
Acala是一个去中心化金融联盟和DeFi基础设施链,提供一组协议作为波卡上的DeF中心。Karura,Acala的先行网络作为平行链在Kusama上运行。

感兴趣的团队现在可以在Karura的平台上部署DApp和智能合约。Acala也在实施Acala EVM。

尝试按照Acala EVM的文档部署Acala智能合约。
https://wiki.acala.network/build/development-guide/smart-contracts

Phala
Phala是一个保护隐私的云计算平台,旨在作为跨链平台提供强有力的保密保证。

作为一个智能合约平台,Phala将支持在波卡上使用加密的智能合约。Khala是Phala的先行网络,作为平行链在Kusama上运行。

尝试按照的Phala文档部署加密的智能合约。
https://wiki.phala.network/en-us/general/phala-network/intro/




保持联系


尽管工具仍处于成熟阶段,但早做的好处是熟悉项目并领先于项目,从而让你进行创新和创建真正新的东西。

如果你对波卡上的智能合约有什么有趣的想法,请随时进入Polkadot Watercooler进行讨论。
https://matrix.to/#/#polkadot-watercooler:web3.foundation

开发人员可能有兴趣加入波卡初学者休息室
https://matrix.to/#/#polkadotnoobs:matrix.org
或Substrate Technical
https://area51.stackexchange.com/proposals/126136/substrate
来询问他们的问题。与往常一样,通过关注社交渠道,与Polkadot和Kusama保持联系。

愿一切都好!

尽管工具仍处于成熟阶段,但早做的好处是熟悉项目并领先于项目,从而允许您进行创新和创建真正的新东西。







欢迎大家加入我们Polkadot生态研究院的电报:

https://t.me/polkadot_eri

欢迎大家访问波卡生态研究院的Mirror地址:
https://mirror.xyz/0x9A259b3a2316281Cc948cE2Cf1Ac610a79844f05




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