波卡中的智能合约

Polkadot生态研究院2022-09-22 19:14

“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

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。

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。

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。

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）

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

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

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：

Parity Tech

ink!：

https://github.com/paritytech/ink

Substrate contracts Pallet：

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

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。

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