【精解】EOS智能合约演练

EOS,智能合约,abi,wasm,cleos,eosiocpp,开发调试,钱包,账户,签名权限

热身

本文旨在针对EOS智能合约进行一个完整的实操演练,过程中深入熟悉掌握整个EOS智能合约的流程,过程中出现的问题也会及时研究并入我们自己的知识体系。本文会主要跟随EOS官方Wiki的智能合约部分进行研究学习,主要分为

  • 开启一个私有链
  • 创建钱包
  • 载入基础IO的智能合约支持
  • 创建账户
  • 智能合约学习:
    • token
    • 交易所
  • 智能合约实战:
    • Helloworld

准备

EOS的智能合约采用C++ 编写,因为C++ 的高效性,没有C++ 编程基础的同学可以先学习《Efficient&Elegant:Java程序员入门Cpp》。EOS中用户开发的应用程序或代码都是通过WebAssembly(WASM)来与主链进行交互的,它的编译工具是clang.llvm。关于EOS相关的基础准备请先过目《区块链3.0:拥抱EOS》,这里面介绍了包括EOS概念,安装部署以及工具等基础内容,其中包括了上面提到的《开启一个私有链》。这里还有一些准备知识需要过目:

  • 智能合约之间的交互通过action和共享数据文件
    • 这个共享数据文件在我本机的位置是.local/share/eosio/nodeos/data/shared_mem,随着节点挖矿运行的时间越来越久,这个目录下的数据文件也越来越大。
    • 一个合约可以异步只读访问另一个合约的共享数据文件。
    • 针对其他读取权限,通过资源限制算法可以有效避免异步通信结果失真的问题。
  • 合约之间的两种交互模式:
    • 内联,意思就是直接采用内部函数体发起,调用其他函数的方式。这可以保证交易无阻碍执行,不必通知外部失败或者成功结果,同时内联也可保证交易始终处于同一作用域以及权限。
    • 延迟,通过生产者的判定来决定延后按时执行,可能会发生timeout的问题,但是这种方式可以跨多个作用域工作,并且可以携带着发送给它的合约权限。
  • action和transaction:
    • action是一个动作,账户和合约交互是通过action,可以单独发送一个action。
    • Transaction是一组动作。所有action都必须成功,该Transaction才会成功。
    • 接收到交易哈希表示节点成功接受了这个交易,也意味着其他生产者也有很大可能接收它。
    • 交易验证需要通过查看已打包区块中含有的交易历史来确定。

这些都了解了以后,我们继续智能合约的准备。

创建钱包

首先,先确定区块链中钱包的概念:

钱包是一个私钥库,用来授权发生在区块链上的动作(action,记住这个概念)。这些私钥使用密码生成,被加密存储在磁盘上。这个密码应该被储存在一个安全的密码管理器中。

提取一下重点:

  • 钱包是一个私钥库
  • 私钥是通过密码生成

操作流程:

  • 先启动私链,通过命令nodeos即可。
  • 创建钱包,使用命令cleos wallet create,这是通过插件eosio::wallet_api_plugin完成的操作。
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~$ cleos wallet create
Creating wallet: default
Save password to use in the future to unlock this wallet.
Without password imported keys will not be retrievable.
"PW5KeMG82A6zEmmHK4sBj3HE8pxBYBFw4CXVoQGt24Zy7AoRgMWxn"

default改为自定义钱包名字wbs:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~$ cleos wallet create -n wbs
Creating wallet: wbs
Save password to use in the future to unlock this wallet.
Without password imported keys will not be retrievable.
"PW5KPAwucXR66NqqzW5R5wdkHCMNGyHLrCWVPaE1nhj7hfacP7ZaL"

wbs钱包解密:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~$ cleos wallet unlock -n wbs
password: Unlocked: wbs

加密即改为:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~$ cleos wallet lock -n wbs
Locked: wbs

如果不加-n参数,即操作默认钱包。

导入初始账户eosio的主秘钥到钱包

所有新的blockchains,都是通过主秘钥启动,唯一初始账户:eosio。要与区块链交互,需要将这个初始账户的私钥导入到你的钱包。

这个主秘钥我们在上一篇文章也分析到了,是在~/.local/share/eosio/nodeos/config文件夹下的config.ini文件中自动配置的(可修改,默认安装EOS会生成一个)。

# 值为[公钥,私钥WIF编码的]
private-key = ["EOS6MRyAjQq8ud7hVNYcfnVPJqcVpscN5So8BhtHuGYqET5GDW5CV","5KQwrPbwdL6PhXujxW37FSSQZ1JiwsST4cqQzDeyXtP79zkvFD3"]

Private key should be encoded in base58 WIF。所以上篇文章中经常出现的WIF的意思是一种base58编码方式。

$ cleos wallet import 5KQwrPbwdL6PhXujxW37FSSQZ1JiwsST4cqQzDeyXtP79zkvFD3
imported private key for: EOS6MRyAjQq8ud7hVNYcfnVPJqcVpscN5So8BhtHuGYqET5GDW5CV

载入基础IO智能合约

现在我们拥有了一个钱包default,该钱包内部包含一个默认主密钥的账户eosio,默认的智能合约eosio.bios已经可以使用,这个合约是EOS很多基本action的基础系统,所以要保证这个合约的有效执行。这个合约可以让你能够直接控制资源分配,并且有权限访问API。在公链上,这个合约将管理已募集和待募集token,以储备带宽给CPU、内存以及网络活动使用。我们提取一下重点:

  • 创建钱包
  • 导入账户
  • 默认合约eosio.bios,它的功能是控制资源分配。

这个默认合约eosio.bios可以在EOS源码位置contracts/eosio.bios找到。可以通过cleos来指定这个合约执行:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos set contract eosio build/contracts/eosio.bios -p eosio
Reading WAST/WASM from build/contracts/eosio.bios/eosio.bios.wast...
Assembling WASM...
Publishing contract...
executed transaction: 36736dabac246732ef389fb5dd47099887854e25178a320b0e288324b5c87a9c  3288 bytes  2200576 cycles
#         eosio <= eosio::setcode               {"account":"eosio","vmtype":0,"vmversion":0,"code":"0061736d0100000001581060037f7e7f0060057f7e7e7e7e...
#         eosio <= eosio::setabi                {"account":"eosio","abi":{"types":[],"structs":[{"name":"set_account_limits","base":"","fields":[{"n...
  • 命令行工具仍旧是使用cleos,通过set contract来执行指定合约,后面跟着账户名称(这里是默认的eosio,我们刚刚导入的),然后是指定合约的路径。
  • 命令最后的“-p eosio”的含义是:使用账户eosio(使用的是账户的私钥)来为这个action签名。
  • 读取 WAST/WASM文件(这个文件是被新部署到build目录下的)
  • 装配 WASM
  • 发布合约
  • 执行交易(合约也是一个交易),这里通过两个动作来生成一个交易,
    • setcode,code描述了合约是如何运行的。
    • setabi,abi描述了如何在二进制文件和json文件(代表了各种参数)中转换。

从技术角度来将,abi是可选的,所有的EOSIO工具取决于它的易用性。

eosio <= eosio::setcode  {...}

这一行的阅读方式为:action setcode是eosio命名空间下的,同时它是通过eosio账户授权来执行的,带的参数有...

注意,action是可以被多个合约执行的。

此时私链日志显示:

eosio generated block 11f6a66b... #6149 @ 2018-04-23T10:20:21.500 with 0 trxs, lib: 6148
1221781ms thread-0   abi_serializer.hpp:349        extract              ] vo: {...}

私链日志打出来合约部署的相关信息。其中vo的值很多,它的结构是:

{
    "signatures": [
        "EOSJzRXuKWJT77BGmBv26SoHGcKkR1XyaCBzkd8Yck5wE9fFptcgLReQZ8wZsxjizAbMxELmVnFPYkv5rT5VDxYk3UoiRPDTC"(这一看就是公钥格式)
    ], 
    "compression": "zlib", 
    "packed_context_free_data": "", 
    "packed_trx": "很多内容"
}

这里面的结构包含一个签名串,一个加密信息,打包交易信息是核心数据,它包含了很长的交易相关的打包后的格式的内容。

创建账户

上面提到了如何在钱包中导入默认账户eosio,下面来看一下如何创建账户。

注意:key和账户是分开的,我们接下来创建两个账户,他们可以使用同一套秘钥。

创建秘钥

首先,创建秘钥对:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos create key
Private key: 5KFGqe3Bv2maZ5jGMrufdkLhGV91ZYSysBWfxUUaR9VzbDk2UdA
Public key: EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3

已生成一对公钥和私钥。下面将私钥导入我们自己的钱包wbs

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos wallet import -n wbs 5KFGqe3Bv2maZ5jGMrufdkLhGV91ZYSysBWfxUUaR9VzbDk2UdA
imported private key for: EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3

注意格式:

Usage: cleos wallet import [OPTIONS] key

创建user和tester两个账户

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos create account eosio user EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3 EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3
executed transaction: 927762a883e1c92a695a51c312eb5339bf911c1dbd56bab53e74d5fe20365106  352 bytes  102400 cycles
#         eosio <= eosio::newaccount            {"creator":"eosio","name":"user","owner":{"threshold":1,"keys":[{"key":"EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYany...

注意,创建账户命令的格式是:cleos create account [OPTIONS] creator name OwnerKey ActiveKey

  • 使用create account命令来创建账户
  • 是由账户eosio创建的
  • 待创建的账户是user
  • OwnerKey,如果在生产环境中,这个值应该保持高度安全
  • ActiveKey,这是上面刚生成的密钥对中的公钥
  • 这里只是学习使用,这两个值可以设置成一个

观察执行结果,这时的action是newaccount,后面是action的参数,以json格式存在。下面同理生成tester账户(只需更改上面的user为tester即可,秘钥采用同一个)。

查询账户

我们可以通过一个公钥来查询有它“管辖”的账户列表,这是通过eosio::account_history_api_plugin插件完成的操作:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos get accounts EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3
{
  "account_names": [
    "tester",
    "user"
  ]
}

命令行是通过get accounts子命令来执行,后面要加入查询条件 -> 公钥。

准备完毕

通过以上的操作,我们熟悉了cleos命令的一些常用操作,包括创建钱包、加解锁,执行基础系统级合约,以及非常常用的创建秘钥、通过秘钥创建账户,通过秘钥反查账户。过程中,我们涉及到很多action的学习研究。

学习

我们已经准备好了钱包、账户、基本合约系统(用于支持基本action)。下面我们可以正式展开对智能合约的学习,本章主要通过源码中已经存在的较简单的token和exchange两个合约来学习。

token

为了避免混淆,我们根据上面学习过的内容,重新创建一个账户eosio.token专门用来执行token智能合约。

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos create account eosio eosio.token EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3 EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3
executed transaction: 745de4ad0d7e2f415a1fb962e7f072d4c036e831bdf01f06931d91bc2fcc3a91  352 bytes  102400 cycles
#         eosio <= eosio::newaccount            {"creator":"eosio","name":"eosio.token","owner":{"threshold":1,"keys":[{"key":"EOS6nbWS7ZReiPMdMABoE...

接下来,我们使用这个账户部署eosio.token智能合约,同样通过上面学习到的方式:指定路径,指定加密账户{-p eosio.token}:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos set contract eosio.token build/contracts/eosio.token -p eosio.token
Reading WAST/WASM from build/contracts/eosio.token/eosio.token.wast...
Assembling WASM...
Publishing contract...
executed transaction: a95dc5be83d202730f798d2ce75df42eff518a3ed8f82e4c5b0f3c8881d75d70  8024 bytes  2200576 cycles
#         eosio <= eosio::setcode               {"account":"eosio.token","vmtype":0,"vmversion":0,"code":"0061736d01000000018a011660067f7e7f7f7f7f00...
#         eosio <= eosio::setabi                {"account":"eosio.token","abi":{"types":[],"structs":[{"name":"transfer","base":"","fields":[{"name"...

创建EOS的代币

就像以太坊token那样,我们在EOS上可以更加方便的创建一个基于EOS的代币。首先,去token合约中的头文件eosio.token.hpp,查看一下token相关的接口都有哪些,其中有一个create函数,我们正是将要使用这个函数来创建token,所以我们可以留意一下它的参数都包括哪些。

void create(account_name issuer, // 发行人,有权限调用下面的freeze、recall以及whitelist函数。
            asset        maximum_supply, // 最大发行量,注意单位,这个单位就是该token的名字,symbol。
            uint8_t      issuer_can_freeze,
            uint8_t      issuer_can_recall,  
            uint8_t      issuer_can_whitelist );

我们可以通过命令行来调用该create函数:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action eosio.token create '[ "eosio", "1000000000.0000 EOS", 0, 0, 0]' -p eosio.token
executed transaction: 5b3f974030f7311a0c65cc6d4123be18f7435d0b06b615d939ff81255059aaf8  248 bytes  104448 cycles
#   eosio.token <= eosio.token::create          {"issuer":"eosio","maximum_supply":"1000000000.0000 EOS","can_freeze":0,"can_recall":0,"can_whitelis...
  • 命令行使用push action来执行这个动作
  • 动作是eosio.token合约的create动作
  • 动作的参数包括:我们的发行人是eosio,发行量是10亿EOS,三个调用函数都是0
  • 动作的执行人(签名者)是eosio.token,用来授权这个动作的执行

直接按参数顺序传入值比较方便,如果你需要更加准确的传值,可以将以上动作的参数内容改写为“Key,Value”的形式改造一下,会比较冗余。

思考,这个token没有名字么?就像EOS之于ethereum那样。

代币发放

我们已经发行了一种代币EOS,下面我们可以将这个代币EOS发放给账户user(我们上面创建的)。继续查看那个eosio.token.hpp头文件中关于issue(发放)操作的参数。

void issue( account_name to, asset quantity, string memo );// memo:备注,一般可以不填写。

然后,我们继续使用命令行工具cleos来push action到智能合约eosio.token中这个issue函数中:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action eosio.token issue '["user","100.0000 EOS", "memo"]' -p eosio
executed transaction: b93b9e709ce4720dd5e89789c14a785790605ec093194710736cf30bb195fae9  256 bytes  124928 cycles
#   eosio.token <= eosio.token::issue           {"to":"user","quantity":"100.0000 EOS","memo":"memo"}
>> issue
#   eosio.token <= eosio.token::transfer        {"from":"eosio","to":"user","quantity":"100.0000 EOS","memo":"memo"}
>> transfer
#         eosio <= eosio.token::transfer        {"from":"eosio","to":"user","quantity":"100.0000 EOS","memo":"memo"}
#          user <= eosio.token::transfer        {"from":"eosio","to":"user","quantity":"100.0000 EOS","memo":"memo"}

注意,在命令行结尾处,我们仍要使用账户来签名授权,这里是用户eosio(因为上面eosio是发行者,全都发行到它的兜里啦,所以要从它兜里取钱)。

我们先来看issue函数的实现源码(目前分析源码还不太行,因为CMake不熟练,导致库引入有问题,所以不好分析源码,之后我会写一篇CMake的学习文章,然后会专门开一篇文章先来介绍智能合约部分的源码分析。先凑合看着):

void token::issue( account_name to, asset quantity, string memo ) 
{
    print( "issue" );// >> issue
    auto sym = quantity.symbol.name();// EOS
    stats statstable( _self, sym );
    const auto& st = statstable.get( sym );// 通过代币id获取代币对象,包含代币相关信息

    require_auth( st.issuer );// 检查发行人权限,是否有足够
    eosio_assert( quantity.is_valid(), "invalid quantity" );// 转移金额是否有效
    eosio_assert( quantity.amount > 0, "must issue positive quantity" );// 转移金额必须是正数

    statstable.modify( st, 0, [&]( auto& s ) {
       s.supply.amount += quantity.amount;
    });

    add_balance( st.issuer, quantity, st, st.issuer );// TODO: 转账金额居然要加到发行者的余额中?等于发行者转账完毕仍旧是原发行量?

    if( to != st.issuer )// 别发给自己
    {
        //这是action的内部函数,执行转账的意思
       dispatch_inline( permission_level{st.issuer,N(active)}, _self, N(transfer), &token::transfer, { st.issuer, to, quantity, memo } );
    }
}

TODO: add_balance函数源码要好好研究

执行发放动作,通过日志可以看到包括了几个步骤:

  • eosio.token命名空间(就是代码中的eosio.token包内)下的发放函数issue,该操作由用户eosio.token授权(因为正是eosio.token授权的代币发行!)
  • 这三行transfer都是eosio.token命名空间下的transfer函数,他们都是内联交易:是由上面的发放函数issue自动触发的
    • 第一行由账户eosio.token授权,执行issue函数。">> issue"就是该函数的输出。
    • 第二行由账户eosio.token授权,执行transfer函数。">> transfer"就是该函数的输出。
    • 第三行和第四行应该是transfer内部调用(notified)sub_balance和add_balance

实际上,eosio.token可以直接修改账户余额而不使用“内联调用transfer”。但是这种情况下,eosio.token智能合约会要求我们的token必须有所有的账户余额,通过计算引用过他们的所有交易动作的总和。它还需要发送者和接收者的存款情况,以支持他们可以自动处理充值和提现。

如果你想看到广播出去的真实交易的情况,可以使用-d -j选项来表达“不要广播”以及“以json格式返回交易”:

“不要广播”的意思是这条动作无效,只是用来做测试的。(这与上面的广播出去的“真实交易”不同)

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos wallet unlock
password: Unlocked: default
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action eosio.token issue '["user","100.0000 EOS", "memo"]' -p eosio -d -j
{
  "expiration": "2018-04-24T02:13:26",
  "region": 0,
  "ref_block_num": 26069,
  "ref_block_prefix": 2157111066,
  "max_net_usage_words": 0,
  "max_kcpu_usage": 0,
  "delay_sec": 0,
  "context_free_actions": [],
  "actions": [{
      "account": "eosio.token",
      "name": "issue",
      "authorization": [{
          "actor": "eosio",
          "permission": "active"
        }
      ],
      "data": "00000000007015d640420f000000000004454f5300000000046d656d6f"
    }
  ],
  "signatures": [
    "EOSKjnxnDwjjyZaZPSeQnmMFYjpgBWRzby5YFqVqZEn6uA3TUhUo4yWmfQhXdxNykgsSVvAwGnkGUyUK7jcJt5qNg8xhstRqy"
  ],
  "context_free_data": []

由于第二天来上班,我们的钱包已经被锁定,所以要先解锁,然后再调用上面的命令。可以看到输出的内容很多,是按照我们的要求“以json格式返回交易”,“不要广播”。我们可以看到交易的具体信息,包含了很多属性:有效期、地区、引用区块号、引用区块前缀、最大网络使用词数、最大cpu使用,延迟秒数、上下文的自由动作(为空说明上下文中没有动作),动作内容(包括动作执行人,动作名称,授权信息包括行动者以及权限状态、数据串、签名、上下文自由数据(为空,上下文无内容)。

代币交易

现在user账户已经存在100个EOS代币了,我们使用上面建立的另一个账户tester,用来测试代币交易:从user账户中转出一部分EOS到tester账户。

同样的,我们还是先来看一下源码中设计的transfer函数的参数列表:

void transfer(  account_name from, 
                account_name to,
                asset        quantity,
                string       memo );

很简单,下面使用cleos来调用:

这里我们可以尝试使用user账户本身来签名动作。

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action eosio.token transfer '["user","tester","25.0000 EOS", "m"]' -p user
executed transaction: a31e56b49837e53fb1e7d55aa7aba934dc751938241488183e54ad52dc7804fe  256 bytes  110592 cycles
#   eosio.token <= eosio.token::transfer        {"from":"user","to":"tester","quantity":"25.0000 EOS","memo":"m"}
>> transfer
#          user <= eosio.token::transfer        {"from":"user","to":"tester","quantity":"25.0000 EOS","memo":"m"}
#        tester <= eosio.token::transfer        {"from":"user","to":"tester","quantity":"25.0000 EOS","memo":"m"}

成功!仍旧是eosio.token合约发起一个transfer交易动作,输出“>> transfer”,然后内联调用账户余额的操作分别操作发送者和接收者。

注意:我们也可以不使用push action的方式来交易,而是直接使用cleos的自命令transfer即可,后面的命令参数与上面的差不多。但是发行和发放token仍旧需要使用合约的push action来操作。我理解的是由于交易比较常用且可不依赖某一个合约,所以被封装在了根命令中,而其他与合约相关的仍旧需要使用push action的方式。

查看余额

我们需要整体研究一下cleos的所有子命令,列举的方式比较枯燥,这里不展开,只是使用到哪里就展示哪里。我们上面进行了代币发放和代币交易,此时两个测试账户user和tester的EOS余额都发生了变化。下面我们要利用cleos查询一下这两个账户的代币EOS的余额状况:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos get currency balance eosio.token user EOS
75.0000 EOS
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos get currency balance eosio.token tester EOS
25.0000 EOS

可以看到user账户的代币余额为75,而tester账户的代币余额是25。这与我们上面的交易动作是可匹配的。

重要发现

上面我们留的TODO,因为我搞不懂为什么要先给代币发行人余额增加转账额,再转账,这个操作是怎么来的。我在上面查询余额的命令发现:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos get currency balance eosio.token eosio EOS
0.0000 EOS

发行人的余额是0!

所以这样我们就搞明白了为什么每次发放代币的时候要先add_balance然后再sub_balance了。

exchange

我们创建一个账户user1,然后用该账户部署合约exchange:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos create account eosio user1 EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3 EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3
executed transaction: b2c4a1acb831a4bd12d1686c271ca49b0ed85efe5a31f5c24abe212bc44d4009  352 bytes  102400 cycles
#         eosio <= eosio::newaccount            {"creator":"eosio","name":"user1","owner":{"threshold":1,"keys":[{"key":"EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYan...
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos set contract user1 build/contracts/exchange -p user1
Reading WAST/WASM from build/contracts/exchange/exchange.wast...
Assembling WASM...
Publishing contract...
executed transaction: 4e2bc4496ef25f187bb90da0f0b3398d5c1970ba62b062ab34160d09975c0591  34056 bytes  2200576 cycles
#         eosio <= eosio::setcode               {"account":"user1","vmtype":0,"vmversion":0,"code":"0061736d0100000001cd023160067f7e7f7f7f7f0060037f...
#         eosio <= eosio::setabi                {"account":"user1","abi":{"types":[{"new_type_name":"account_name","type":"name"}],"structs":[{"name...

exchange合约能做的事情有很多,包括创建和交易currency(电子货币)。它能做的事可以参考源码位置contract/exchange/*。

Eosio.msig

msig的意思是multi-signature,多重签名的意思。这个合约是可以支持多方对同一笔交易进行异步签名,它是一个对用户友好的支持多方同意的异步进行提案、批复以及最终发布交易的合约。

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos create account eosio user2 EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3 EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3
executed transaction: b156f5aa2fec6ca8ed6e55ba2be2e403cef0dd26f3c022a51e74f9ccf348fef2  352 bytes  102400 cycles
#         eosio <= eosio::newaccount            {"creator":"eosio","name":"user2","owner":{"threshold":1,"keys":[{"key":"EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYan...
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos set contract user2 build/contracts/eosio.msig -p user2
Reading WAST/WASM from build/contracts/eosio.msig/eosio.msig.wast...
Assembling WASM...
Publishing contract...
executed transaction: 66c64a3f55f011d40483c627ea43fd62f303fd96f9851141df67087867d4e02f  7320 bytes  2200576 cycles
#         eosio <= eosio::setcode               {"account":"user2","vmtype":0,"vmversion":0,"code":"0061736d01000000016b1260017f0060047f7e7e7f006004...
#         eosio <= eosio::setabi                {"account":"user2","abi":{"types":[{"new_type_name":"account_name","type":"name"},{"new_type_name":"...

部署方式与前面没有大区别,这里使用的是账户user2,它能做的事可以参考源码位置contract/eosio.msig/*。

我们尽量使用与合约名字相同的账户名字来发布合约,这样可以有效记录该账户的功能,可快速与其他普通用户做出区分。

实战

以上我们提取了eos.io合约中的三个,进行了部署、学习与操作演练,下面我们将尝试开发自己的基于eos的智能合约。

eosiocpp构建合约文件系统

eosiocpp:智能合约的引导程序工具。

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos/contracts$ eosiocpp -n testcontract
created testcontract from skeleton
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos/contracts$ ls
asserter  CMakeLists.txt  dice        eosiolib    eosio.system  exchange  identity  libc++            musl  proxy         skeleton  stltest   test_api_db   test_api_multi_index  test.inline
bancor    currency        eosio.bios  eosio.msig  eosio.token   hello     infinite  multi_index_test  noop  simple.token  social    test_api  test_api_mem  testcontract          tic_tac_toe
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos/contracts$ cd testcontract/
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos/contracts/testcontract$ tree
.
├── testcontract.abi
├── testcontract.cpp
└── testcontract.hpp

0 directories, 3 files

我们在源码contracts目录下执行了以上命令以后,就会得到一个空的智能合约的开发框架,其中包含了abi,cpp以及hpp三个文件。

  • hpp文件,是头文件,包括了cpp文件要使用到的变量、常量以及方法引用。

testcontract.cpp

/**
 *  @file
 *  @copyright defined in eos/LICENSE.txt
 */
#include <testcontract.hpp>

/**
 *  The init() and apply() methods must have C calling convention so that the blockchain can lookup and
 *  call these methods.
 */
extern "C" {

    /// The apply method implements the dispatch of events to this contract
    void apply( uint64_t receiver, uint64_t code, uint64_t action ) {
       eosio::print( "Hello World: ", eosio::name(code), "->", eosio::name(action), "\n" );
    }

} // extern "C"
  • cpp文件(以上),是源文件,编写了具体的合约执行方法。
    • init方法和apply方法必须有C调用协定,区块链才可以查找以及调用这些方法。
    • extern "C"{},这是在C++ 代码中引入C语言的语法。
    • init方法,是初始化仅执行一次的方法内容,例如eosio.token第一次的发行一种代币的发行量指定。
    • apply方法的实现,参数包含接收者,代码,action。方法体是调用eosio库的打印方法print,拼串打印出相应信息。未来应该包含更多内容,它是一个action处理器,会监听所有进来的action,根据特定方法处理以后返回结果。其中该方法体中还会涉及针对传入参数的各种校验,例如code_filter,action_filter。
    • 目前cpp文件都是日志打印方面的内容,具体实现还是空的,当前这个合约不会有任何检查,包括权限,签名等。
  • wast文件,WASM适用的由cpp文件编译后的文件格式,这是区块链接收的唯一格式。

wast文件生成方式:

eosiocpp -o ${contract}.wast ${contract}.cpp

abi是一个json格式的,用来描述智能合约如何在action和二进制程序中进行转变的方法,也用来描述数据库状态。有了abi来描述你的智能合约,开发者和用户都可以通过JSON无缝地与合约进行交互。

abi文件生成时源文件语法包括:

  • typedef,可以自定义类型,供合约使用。在源文件中可通过typedef关键字导出类型。
  • ///@abi table,注解,标在一个类或者结构上,会通过eosiocpp工具生成abi文件中包含数据库表table的名字。
  • ///@abi action,注解,标在一个函数或方法上,这是合约暴露给外部的功能接口,外部可以调用这些动作。(可以给同一个功能函数定义多个action名字,例如//@abi action action1 action2大家都调用一个。)

abi文件生成方式:

eosiocpp -g ${contract}.abi ${contract}.hpp

abi文件生成以后,我们可以找一个打开看一下,里面包含的内容很多,有各种属性,数据,方法功能的描述。

helloworld

部署学习和操作我们都已经学会,那么现在要开发一个helloworld智能合约,首先在eos源码中找到一个位置(因为要include相关库),建立一个目录hello,在里面创建一个
1,hello.cpp,

//
// Created by liuwenbin on 18-4-24.
//

#include <eosiolib/eosio.hpp>
#include <eosiolib/print.hpp>

using namespace eosio;

class hello : public eosio::contract {
public:
    using contract::contract;

    /// @abi action
    void hi(account_name user) {
        print("Hello, ", name{user});
    }
};

EOSIO_ABI(hello, (hi)) // CLion代码检查,这里会报错,先不理会

2,编译wast

在hello.cpp路径下执行:

eosiocpp -o hello.wast hello.cpp

会有很多警告出来,不要理会,查看一下,当前目录应该已经有了hello.wast。

3,编译abi
然后继续在hello.cpp路径下执行:

eosiocpp -g hello.abi hello.cpp
Generated hello.abi ...

查看当前目录,又生成了一个hello.abi文件。

我们的合约开发就完成了。下面的操作与上一章节的操作是类似的。
我们先创建一个账户hello.a,然后用这个账户部署合约hello。部署完成以后,我们可以进行合约调用:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action hello.a hi '["Edward"]' -p hello.a
executed transaction: 8f4b9a4fe271a7981ee40348179dcdede025ebece10c38d0a4d5a0aa5d41ffac  232 bytes  102400 cycles
#       hello.a <= hello.a::hi                  {"user":"Edward"}
>> Hello, Edward

通过账户hello.a 调用hi函数,传入参数'[用户名]',使用hello.a签名该action。执行以后,会在日志中打印出“>> ...”。

查询当前账户

以上操作都是测试用账户,他们都是基于相同的公钥创建的,我们现在来查看下目前该公钥有多少个账户:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos get accounts EOS6nbWS7ZReiPMdMABoEmVBYanyTMb3GYRQGsTRMCYx9vijWoaS3
{
  "account_names": [
    "eosio.token",
    "hello.a",
    "tester",
    "tokener",
    "user",
    "user1",
    "user2"
  ]
}

加入权限

目前我们的hello合约是不限制hi参数的,也就是说其实我们是没有“Edward”这个签名人的,也就是说这个参数中无论是否传入账户名,都可以输出。

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action hello.a hi '["Edward"]' -p user
executed transaction: fc38858f89e7dfdd9dcff8db8626545f387960cee63f80e8352b7f7596a986a7  232 bytes  102400 cycles
#       hello.a <= hello.a::hi                  {"user":"Edward"}
>> Hello, liuwenbin
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action hello.a hi '["Edward"]' -p user1
executed transaction: f81acea4f1ef9207afc5827608fd255bda063b0a0aeaa214f6bc2742ce480a34  232 bytes  102400 cycles
#       hello.a <= hello.a::hi                  {"user":"Edward"}
>> Hello, liuwenbin

另外,我们可以使用user,也可以使用user1来签名hello.a部署的我们的hello智能合约,这显然是不合理的。

我们期望智能合约hi函数的参数必须是有效账户名,同时只有该账户拥有当前action的签名权。所以,我们要修改hello.cpp文件。

/// @abi action
void hi(account_name user) {
    require_auth(user);// 只有该user账户有权签名当前action
    print("Hello, ", name{user});
}

然后重复以上编译和部署的操作。再传入非有效账户名时,或者用其他账户签名的时候就会报错:

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action hello.a hi '["Edward"]' -p hello.a
Error 3120001: Invalid name
Name should be less than 13 characters and only contains the following symbol .12345abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
Error Details:
Name not properly normalized (name: Edward, normalized: .dward) 
'["Edward"]' is invalid args for action 'hi' code 'hello.a'

报错Edward不是有效参数。

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action hello.a hi '["user"]' -p hello.a
Error 3030001: missing required authority
Ensure that you have the related authority inside your transaction!;
If you are currently using 'cleos push action' command, try to add the relevant authority using -p option.
Error Details:
missing authority of user

hello.a无法给账户user签名。

liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos push action hello.a hi '["tester"]' -p tester
executed transaction: be235f5fbd6173a4acac23b8faf4cd3de9d73721b839d3092b2db23eaa3ef51d  232 bytes  102400 cycles
#       hello.a <= hello.a::hi                  {"user":"tester"}
>> Hello, tester

成功!我们传入有效用户名tester,并且用tester账户本身去签名当前action,最终成功输出了结果。

思考,我们可发现其他eos的智能合约都是符合以上期望的,这是什么规则?

这是Ricardian Contract,意思是该合约符合李嘉图等价原则。

李嘉图等价的合约,会指定其合法绑定者来关联该合约的每一个action。

关于账户和合约关系的一些心得:

  • 可以使用某个账户作为合约发布者,那么该账户就拥有了此合约的操作权,后续对该合约的操作不必再写合约名字,直接使用该账户加上合约内部函数即可。
  • 一个账户可以发布多次不同的合约,但是以最后一次为有效,因为作为合约code的hash是只有一个,每次部署新的合约会覆盖原有的。
liuwenbin@liuwenbin-H81M-DS2:~/work/CLionProjects/github.com/eos$ cleos get code hello.a
code hash: 7c6a300874835ad928de4f30712023758157bd50cb423ab039443f56a84167ff
  • 多个账户可以发布同一个合约,并没有限制,只是要使用哪个账户的,就得指定哪个账户名,这个特点我想可以与合约版本调试结合使用。
  • 合约使用的时候通过action,而每次action涉及到交易的都要签名,一般是from用户签名(扣钱了你得拿到用户密码,一样的道理),其他合约的action可能不必签名,例如查询action。

调试

我们编写一个智能合约,需要在本地私有链上进行调试,通过以后再上公有链。

官方声称这叫做Caveman debugging(瞬间不想再爱了,照以太坊差远了),什么意思呢?就是eosio::print可以输出log来调试,EOS目前没办法进行代码断点调试。

总结

本文介绍了EOS智能合约的内容,这部分内容的确比以太坊的要少很多,因为以太坊上面成熟的开发框架更多一些,功能也更强大(例如可以断点调试,本地虚机等),而EOS比较新,在这方面没有那么多工具可选。但是EOS的智能合约比起使用Solidity的以太坊合约来讲,还是非常方便的,很多想法也比较新颖。本文主要从准备、学习、实战和调试这几个步骤进行循序渐进地了解与学习。这期间,我们学习了bios、token、exchange、msig以及自己实现了helloworld合约,掌握了钱包、账户、签名权限等很多基本功能,熟悉了cleos和eosiocpp命令的使用,掌握了智能合约的编写、编译、部署以及调试的知识。

参考资料

EOS官方文档

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posted @ 2018-04-24 17:49 一面千人 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏