INK:區塊鏈研究實驗室 | 基于substrate創建Ink智能合約_UBS

Parity的Substrate區塊鏈框架，在最終版本開發中取得不錯的進展。Ink是Parity為基于Substrate的區塊鏈編寫智能合約的解決方案。

與Substrate一樣，Ink建立在Rust之上，因此遵循Rust語言規則和語法。本文將介紹一個示例在智能合約中復制一個ERC721令牌，通常稱為以太坊區塊鏈上的ERC721令牌。

這是系列文章的第1部分，將介紹創建和部署此Ink智能合約的過程，具體來說，我們將介紹：

如何安裝Substrate和Ink及其依賴項；

編寫支持3個主要功能的簡單不可替代令牌合同：創造令牌，轉移令牌，以及批準另一個帳戶代表發送令牌；

如何在Substrate區塊鏈上構建和部署智能合約，并使用PolkadotJS應用程序在鏈上測試功能；

注意：PolkadotJS應用程序不僅設計用于管理Polkadot本身，還管理任何Substrate鏈。接口是動態的，因為可用的管理選項取決于Substrate鏈支持的功能。

在本文中，我們將介紹Ink的安裝過程及其所需的依賴關系，并介紹本系列附帶的ERC721令牌示例合同，討論Ink合同的結構以及它與基于Solidity的合同的區別，以及兩者之間的相似性。

非同質化令牌

非同質化令牌NFT與ERC20型令牌不同，每個令牌都是獨一無二的。在我們的合同中，每個令牌都有一個用于表示令牌的唯一ID。從這里開始，每個令牌都可以擁有自己的值，自己的元數據，或者在應用程序或價值系統中具有特定用途。

百度在線網絡技術有限公司新增數條區塊鏈相關專利:天眼查APP顯示，近日，百度在線網絡技術（北京）有限公司新增多條區塊鏈相關的專利信息，其中包括“區塊鏈運行方法、裝置、設備及存儲介質”“一種區塊鏈的密鑰處理方法、裝置、設備和介質”“一種區塊鏈的轉賬處理方法、裝置、設備和介質”“一種區塊鏈的智能合約實現方法、裝置、設備和介質”。[2020/8/27]

批準轉移或管理令牌的非所有者帳戶也是不同的，并且必須在每個令牌的基礎上使用NFT完成。加密貓是最著名的例子，其中實現了非同質化令牌?-每個令牌代表平臺上的小貓。

NFT對標準令牌提出了不同的挑戰，因此我們可以根據Ink語法和功能進行更多探討。讓我們下一步安裝Substrate，Ink和所需的軟件包來編寫我們的智能合約。

系統安裝

開始編寫Ink合約需要一些依賴包。安裝后，我們可以在終端窗口-中運行一個Substrate鏈，我們將使用此鏈作為部署智能合約的方法。

rust

Substrate和Ink依賴于rust。使用以下命令安裝Rust。下面還包含兩個命令，以確保您的NightlyRust版本是最新的，以及Webassembly構建對NightlyRust的支持：Ink合同編譯為.wasm文件，因此作為Webassembly部署到Substrate鏈。

注意1：Cargo是Rust的包管理器，其包裝稱為Crates。

聲音 | 螞蟻金服總裁胡曉明：基于區塊鏈等五大“技數”能力，科技將在金融創新領域創造更大價值:螞蟻金服總裁胡曉明在今日開幕的2019云棲大會主論壇上表示，技術創新在未來物理世界中將發揮越來越大的作用，這是科技給金融帶來最大的變量。胡曉明認為，數字經濟時代，金融科技最大的變化是“離線金融走向了在線金融”。科技在改變金融的方式，科技也讓金融更安全、更智能、更普惠。基于數據智能、安全風控、區塊鏈、生物識別、隱私保護這五大“技數”能力，科技會在更多縱深的金融創新領域，創造更大的價值。胡曉明最后還表示，今天的金融一定是技術創新所驅動的，一定是數據創新所驅動的，未來的金融中心一定是科技中心。（央廣網）[2019/9/25]

注意2：參考最后一個命令，target指的是rust項目目錄中包含程序構建的目標文件夾。我們將在這里構建智能合約文件。

Substrate

使用以下命令安裝Substrate：

Wasmutilities

Ink智能合約在上傳到Substrate鏈之前會編譯到WebAssembly中。為此，我們需要安裝一些實用程序：

Ink

我們現在可以通過箱子安裝Ink,運行以下命令：

本地運行substrate鏈

我們將在您的機器上運行的本地Substrate區塊鏈上進行測試。現在安裝了Substrate，運行以下命令來初始化鏈：

動態 | 全球人工智能藝術品博覽會將區塊鏈、大數據與人工智能結合:據國際財經網消息，全球第二屆人工智能藝術品博覽交易會近日在沙特阿拉伯吉達會展中心舉辦。該會議以“一帶一路，不忘初心，工匠精神”為主題，結合人工智能、區塊鏈、大數據，準確定位每一位投資者及藝術品。[2018/12/25]

--dev標志為您初始化開發區塊鏈，僅在您的計算機本地化并初始化一些用戶帳戶。

此設置純粹是為了測試目的；您可以將其視為與Truffle的Ganache程序，該程序運行本地基于以太坊的鏈，為測試目的進行了調整。

現在，您將注意到正在運行的節點正在驗證新區塊。按CTRLC或關閉終端窗口將停止節點執行，但鏈狀態將持續存在，直到您下一次運行鏈。在此注釋中，如果您想要開始一個新鏈，請運行以下操作來清除您的鏈：

隨著我們的Substrate鏈運行和Ink的準備，我們可以編寫合同。在這樣做之前，還需要提到編輯器支持。我個人發現VisualStudioCode是最好的編輯工作，不僅是Ink開發，還有Rust開發。快速設置方法：

如果您還沒有安裝編輯器，請從此處安裝VSCode安裝RLS擴展和WebAssembly擴展。這可以直接在Extensions選項卡下的編輯器中完成，或按ShiftCMDX直接跳轉到它。

設置Ink項目

在安裝了所有依賴項之后，現在讓我們設置項目。

動態 | 德國solaris銀行為歐洲區塊鏈公司提供服務:據Cointelegraph報道，歐洲經濟區（EEA）的加密貨幣和區塊鏈公司現在可以通過持有完全許可證的德國solarisBank開展業務。通過該行的“區塊鏈工廠”，solarisBank為其客戶提供了所謂的“區塊鏈公司賬戶”，該賬戶只能以法定貨幣開立，旨在滿足區塊鏈公司的銀行業務需求。目前大多數德國銀行仍無法滿足公司的這些需求。[2018/6/29]

目前最簡單的方法是安裝Ink的“HelloWorld”合同，名為Flipper。安裝Flipper后，我們可以構建已經包含的內容，而不必擔心配置和編譯腳本-這些都在Flipper中提供。

注意：Substrate和Ink都處于快速發展階段并且尚未完成全部功能，因此智能合約環境和智能合約代碼本身很可能隨著Parity越來越接近框架的最終版本而改變。

啟動我們的Ink項目，請使用cargo獲取Flipper：

Flipper為我們提供了開始編寫智能合約所需的項目樣板，包括：

src/lib.rs中的一個簡單的Flipper契約，它通過flip方法簡單地“翻轉”true和false之間的布爾值，并使用get方法在鏈上獲取此值。我們將用NFT合同替換此文件。

Rust特定的Cargo.toml文件，概述項目依賴項和模塊元數據，.gitignore文件和build.sh文件。build.sh文件是我們運行以編譯我們的智能合約，導致合同的已編譯.wasm文件，合同的JSON抽象等等。我們將進一步探討建成合約。

韓國從事計算機信息安全解決方案的公司宣布利用區塊鏈技術來加強安全防護:韓國專門從事韓文和計算機信息安全解決方案的Hancom Inc.公司于22日宣布已經推出基于區塊鏈的安全解決方案‘Blockchain Security Suite’。該解決方案是將區塊鏈技術應用于Hancom Inc.公司現有的密鑰管理，PKI（公鑰），FIDO（fast identity online）生物識別認證和綜合認證等安全解決方案來加強其安全性。[2018/3/22]

讓我們把flipper改成一個更合適的名字：nftoken。修改以下內容：

/flipper文件夾名稱為/nftoken

Cargo.toml：將name和name更改為nftoken

build.sh：修改PROJNAME=nftoken

另外，確保我們有權運行nftoken/build.sh：

最后，將/nftoken文件夾添加到vs代碼工作區，我們就可以開始編寫了。

關于Ink

Ink具有多個抽象級別，其中較高級別抽象較低級別。我們將使用最高級別，即語言級別或lang級別。這些級別也被分成了可以在這里探索的模塊。

lang模塊下面是模型和核心模塊，分別側重于中級抽象和核心實用程序。在核心模塊下方，我們還可以期望專門用于創建和管理Ink智能合約的CLI。

雖然在撰寫本文時幾乎沒有關于如何使用這些模塊的內容，但我們確實有原始API文檔可供瀏覽，包括核心模塊和模型模塊。如果您正在閱讀本文，那么現在可以瀏覽這些文檔，盡管我們下面的合同將利用其中一些API來展示如何通過不可互換的令牌合同在lang級別的上下文中使用它們。

考慮到這一點，接下來讓我們來看看我們的lang派生合約的結構是什么樣的，并將它與我們對基于Solidity的智能合約的期望進行比較。

智能合約架構

構造一個ink智能合約類似于solidity智能合約，其中我們期望的solidity的主要組成部分在ink中也是一致的：合同變量、事件、公共函數和私有函數，以及獲取調用方地址的環境變量等等。

下面是NFoTek契約是如何構造的抽象：

讓我們簡要地訪問這些部分，以及它們與我們對Solidity合同的期望有何不同。Ink是基于Rust構建的，因此這里的所有語法都是有效的Rust語法。

我們的模塊聲明部分是我們將外部功能引入合同的地方，它與Solidity使用聲明的性質類似。

事件在Event枚舉中聲明，而使用Solidity我們分別定義事件，將每個事件鍵入事件：

如果solidity合同嵌入到接口塊中，那么ink合同嵌入到合同中！宏。我們的事件在這個宏之外聲明，而事件在solidity接口內聲明。如下所述。

注意：rust中的宏是一個聲明，表示包裝表達式將被包圍的語法塊。宏在句法層面抽象，所以智能合約！宏正在用更多的語法包裝其內容。

使用Ink，我們的契約變量寫在我們合同名稱的結構中。從Rust的HashMap類型派生的哈希映射代替Solidity的映射類型，提供key=>值列表。

Substrate如何存儲值

在Substrate鏈上持久存儲的任何數據稱為外在數據，而Ink為我們提供了通過存儲模塊在鏈上存儲外部數據的方法，存儲模塊位于語言的核心模塊中。換句話說，您計劃在鏈上保留的所有合約變量都將使用存儲中的類型。相反，存儲器模塊也可用于在存儲器上操作的數據結構。

另一方面，Solidity對此采用了不同的方法。從Solidity0.5開始，存儲和內存引用類型被引入到函數參數或函數變量中，因此契約知道在哪里引用這些變量。但是，對于Solidity中的合同變量，這不是必需的。

原始類型也可用，并且在兩種語言中都是一致的;Rust使用u64，Solidity采用更詳細的uint64類型聲明。總的來說，在兩種語言之間實現相同的契約變量結構非常簡單。

在上面的示例中，存儲對象處理的值的類型通過尖括號傳入，而不是通過類型的泛型。

初始化函數的概念存在于Ink和Solidity中，盡管以不同的方式實現。使用Ink，我們在Deploy{}實現塊中顯式定義deploy方法。我們為此方法定義的參數代表了我們在初始化合同時發送的數據。例如。對于我們的不可替代的令牌，我們將提供初始數量的令牌：

公共和私有方法也在impl塊中定義，其中公共方法使用pub顯式定義。同樣，在將此語法與Solidity的語法進行比較時，內部和外部用于定義私有或公共資源。

注意：在Rust中，函數，模塊，特征和結構在默認情況下是私有的，并且必須使用pub關鍵字定義，以便它們可以從外部訪問。這里pub的擴展是特定于Ink的，并且必須包含公共Ink功能。

同樣，我們將私有函數和公共函數分開放在單獨的impl塊中，并為已定義的公共函數包含pub。

作為合同的最后一個構建塊，定義了一個測試模塊，在測試我們的函數時斷言各種條件。在測試模塊中，我們可以測試我們的合同邏輯，而無需編譯并將其部署到Substrate鏈，從而可以快速解決錯誤并驗證合同是否按預期工作。

接下來

我們現在已經討論了Ink智能合約的構建模塊。在本系列的下一部分中，我們將更深入地探討非可替代令牌智能合約的功能，理解所使用的Rust設計模式以及它們如何與我們的智能合約邏輯相結合。然后我們將介紹構建智能合約并將其部署到本地Substrate鏈的過程，并使用PolkadotJS測試其功能。

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