以太坊:用 Python 進行 DeFi 應用的開發

來源/LongHash

Tezos作為著名的PoS公鏈，其亮點并不僅僅只是Staking，Tezos的形式化驗證特征同樣也是其主要技術亮點之一。形式化驗證能讓DeFi的安全性方面如虎添翼，讓用戶對資金的智能合約安全更加有信心。

形式化驗證方法和DeFi安全

DeFi的爆發式增長吸引了不少開發者，著名的DeFi協議如Compound、Uniswap、Syntheix累計收獲了上億美元的資金。但是，DeFi存在一個重大漏洞：安全性。

這個漏洞的代價是昂貴的，它給一些區塊鏈項目的網絡效應帶來了負面的影響。過去幾個月被攻擊的DeFi項目就包括Curve.fi、Lendf.Me、PegNet等，其損失從數十萬美元到數千萬美元不等。tBTC在上線幾天后通過自查及時發現了bug并凍結了存幣，避免了一場災難。

而對于注重安全性的DeFi開發者來說，Tezos的形式化驗證方案能夠在加強安全性的同時賦能DeFi應用。

加密通信應用 Signal 創始人宣布離職，或將加入 MobileCoin:1月11日消息，加密通信應用 Signal 的創始人 Moxie Marlinspike 昨日在官方博客中宣布，他將從Signal辭職，有消息猜測Moxie Marlinspike或將加入Signal合作移動隱私支付項目MobileCoin。MobileCoin于2017年創立，Moxie Marlinspike 一直擔任該項目顧問。

去年8月，MobileCoin宣布以10.66億美元估值完成由Alameda Research和Coinbase Ventures參投6600萬美元B輪融資，并宣布已接入Signal和Mixin Messenger兩大通訊軟件。但MobileCoin 的增長也引發了對 Signal 和創始人Marlinspike 的質疑，Signal 試圖與 MobileCoin 保持距離，他們認為 Signal 對加密貨幣的探索是有風險的，集成隱私幣可能會給 Signal 帶來法律上的麻煩。

有人推測，Signal 的創始人 Moxie Marlinspike離職和推特創始人Jack離職并專注加密貨幣的舉措相似。此外，據接近該公司的消息人士稱，MobileCoin 正在以籌集 C 輪融資，金額可能高達“數十億美元”。（techcrunch）[2022/1/11 8:40:21]

在傳統互聯網應用中，如果服務器被黑客攻擊，只需要對服務器端用戶數據進行回滾就可以挽回用戶損失。因此，重視用戶體驗的傳統互聯網應用可以以犧牲安全性換取速度和功能上的快速迭代。然而在DeFi應用中，由于區塊鏈的不可篡改性，智能合約一旦上線并出現安全隱患，對用戶造成的損失是巨大且不可挽回的。

聲音 | 人民網：推動區塊鏈等技術研發應用 為媒體融合發展提供有力保障:1月19日，人民網發表觀察文章《為媒體融合發展提供有力保障》。文章指出，以人民日報中央廚房融媒體工作室為代表的新媒體機構，注重前沿技術與應用場景的結合，形成編采部門和專業技術人員深度融合的技術研發機制，不斷推動大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等新技術研發應用，全面提升了新聞采集能力、加工編輯能力、解讀分析能力和多元傳播能力。[2020/1/19]

因此，DeFi應用開發的過程需要用大量的測試和昂貴的審計以獲取足夠的安全性，而反過來會犧牲迭代的速度，影響了產品的易用性。并且，因為安全審計的價格昂貴，很多開發者并沒有能力發起DeFi應用。

區塊鏈開發人員目前仍然是稀缺的，導致人工審計的成本非常高昂。因此越來越多地使用機器輔助驗證是目前的趨勢，而機器輔助審計中的形式化驗證方法更是確保安全性的不二法寶。

形式化驗證指的是用數學中的形式化方法對算法的性質進行證明或證偽，方法有兩種：

一種是模型檢驗，即把系統所有可能的狀態列出并進行一一檢驗，此種方法全自動化但只適合小型系統；

動態 | ETC硬分叉Aztlan未應用 EIP-1884，有可能遭黑客攻擊:Parity的Rust 開發者 Wei Tang稱，一些社區成員正在進行一項名為 Aztlan 的太坊經典 ETC 硬分叉，認為這不是一個很好的硬分叉，并且會引起爭議，因為未應用 EIP-1884 實際上使攻擊向量處于一種敞開的狀態。而真正讓人擔心的是，描述該攻擊的論文實際上也是公開的。攻擊者找到它只是時間問題，攻擊者只要花幾千美元就可能破壞網絡的吞吐量。[2019/11/30]

另一種是演繹驗證，首先把系統代碼標記成抽象數學模型，然后對定理進行證明，此種方法適合大型系統，但是首先需要人工將系統的運作方法轉換成驗證系統可以理解的語言。

形式化驗證方法在很長一段時間里，由于其成本較高昂，主要應用于學術、國防軍工、航空航天等領域，在商業領域應用較少。由于傳統互聯網應用與區塊鏈應用的運行環境有著本質的不同，其開發流程也應當相應地進行調整，其中最關鍵點在于安全驗證環節的投入比例。

函數式語言在公鏈領域的應用

許多區塊鏈項目為了保證安全性，在底層架構、虛擬機或智能合約的語言方面，選擇了函數式語言，如Ocaml、Haskell、Erlang等。函數式語言由于其嚴格的變量類型定義和編譯檢驗，以及擁有較好的形式化驗證工具鏈，在安全領域擁有很好的口碑。常見過程式語言編寫的代碼，一般必須重新用函數式語言標記方能進行形式化驗證。

金色晨訊 | 微眾銀行決定開源區塊鏈等應用 Bitmarket交易所共同所有人遭槍擊身亡:1.巴西城市接受比特幣支付公共交通費用。

2.著名投資人比爾·米勒的對沖基金在2019年上半年增長了46%，部分原因是投資比特幣。

3.微眾銀行決定開源AI、區塊鏈以及一系列金融級應用。

4.HT鎖倉功能上線兩日已鎖倉超過4000萬枚。

5.工商銀行“線上供應鏈”產品應用區塊鏈計算實現全鏈條授信融資。

6.美國防部高級研究項目局正在測試區塊鏈協議 建立去中心化的信息通道。

7.最近宣布倒閉的加密貨幣交易所Bitmarket共同所有人Tobias Niemiro遭槍擊身亡，正在調查此案。[2019/7/29]

我們看到，在以上項目中，Tezos支持的智能合約高級語言的種類最豐富，不僅包括Pascal,Ocaml,Haskell等多種函數式語言，也包括了Python這一應用普遍的語言。而Cardano、Aeternity都需要開發者學習一門新的函數式語言，使得開發門檻變得較高。

動態 | Bitfinex推出新費用 旨在降低法定提款的頻率和規模:據Bitcoin.com消息，最近Bitfinex推出了新的提款費用，新的費用似乎旨在降低法定提款的頻率和規模。截至本周，當客戶在30天內完成兩次以上的法定取款時，交易所將開始收取3％的費用。[2018/11/15]

Michelson語言的安全特性

在智能合約語言的設計上，Tezos采用了一種取長補短的創新方案。Tezos的智能合約底層采用基于Ocaml的Michelson語言，而開發者實際接觸的是Python等高級語言，并不需要了解Michelson語言本身。如此以來，可以結合Michelson語言更好的安全性與可審計性，與Python等高級語言的易于編程性。

Michelson在架構上對標的是以太坊EVM，與EVM相比其相似之處有

1）是一種stack語言

2）使用鏈上存儲

3）采用gas費用模型

4）圖靈完備

Michelson與EVM的主要區別是，

1）靜態類型

所有進入Michelson智能合約的數據，都需要明確定義其類型。避免了跟類型不匹配有關的程序bug，如浮點溢出、除以0等。

2）原子計算

一個Michelson智能合約必須完成執行后才能調用其它智能合約。這一點避免了以太坊上經常發生的re-entrancy攻擊(如著名的DAO攻擊）。

3）明確的調用失敗

執行期發生的失敗只有三種，明確失敗、gas耗盡、數量溢出。這一點避免了以太坊上常出現的隱含模代數、錯誤指令、stack溢出等類型的常見執行期攻擊。

4）嚴格的語義

大小寫、空格、短行都有嚴格規范的要求，讓代碼審計變得更方便。

可以看到Michelson相比EVM在安全上有諸多的改進，可以更好地抵御以太坊上經常出現的攻擊類型。

SmartPy開發工具包

Tezos上的Dapp開發者并不需要掌握Michelson語言。這是因為開發者可以使用基于Python的SmartPySDK，并將Python代碼寫的智能合約編譯成Michelson語言。因此Dapp開發者只需要會Python就可以輕松上手。

SmartPy是一個Python庫，而SmartPy.io讓用戶能夠在一個瀏覽器中執行Python腳本。Smartpy的官方網站提供了一個在線編輯器(https://smartpy.io/demo/)，Dapp開發者可以直接用Python編寫代碼并編譯成Michelson智能合約，然后部署到Tezos主網上。其使用界面設計相比以太坊的Remix在線編輯器更簡潔明了，非常容易上手。Smartpy還自帶了一些現成的開發模版，方便開發者參考學習。

SmartPy.io的界面如下。屏幕左側區域是代碼編寫區，開發者可以輕松地使用Python來寫入并編輯合約的代碼。Smartpy不需要像Remix一樣分兩步編譯和執行，按一下代碼區上方的執行按鈕就一步搞定，非常方便。執行結果立馬就可以在屏幕右側顯示出來，包括合約調用的入口、存儲狀態、編譯的Michelson代碼等。

除了在線編輯器，SmartPy還有一個命令行版本SmartPyBasic，讓開發者在本地環境也可以編譯運行SmartPy代碼。

部署的智能合約可以用SmartPyContractExplorer進行查看，合約的當前狀態和歷史操作都一覽無余。

目前SmartPy已經支持Python常見的許多功能，如本地變量，變量類型判斷，Lambda函數等。少數不支持的功能如array，可以用map來代替。這也就意味著學習SmartPy不需要投入很多的時間和精力，開發者可以專注于實現更好的功能。

以下是一些關于SmartPy入門的訓練課程：

CryptoverseWars:https://cryptocodeschool.in/tezos/overview/

BlockmaticsSmartPyDevelopercourse:https://cryptocodeschool.in/tezos/overview/

總結

Tezos通過智能合約語言分層的設計，在虛擬機層采用基于Ocaml的Michelson智能合約腳本語言，增強了可讀性與安全性。這樣的設計對Dapp開發者來說非常便利。

另一方面還提供了SmartPySDK，這樣就可以用Python編寫智能合約然后編譯成Michelson語言，充分發揮Python的簡潔與易懂的優點。這些特性的組合可以幫助DeFi應用跨過目前安全問題的障礙，為用戶提供更優質的服務，并幫助他們省下一筆昂貴的安全審計費用。

附：Michelson與SmartPy語言特征詳細說明及dapp開發實例

一個簡單的托管合約:https://smartpy.io/demo/

tic-tac-toe井字游戲dapp:https://smartpy.io/demo/

本文是LongHash與Tezos基金會之間合作關系的一部分，但文中的觀點不代表Tezos基金會。

LongHash，用數據讀懂區塊鏈。

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