Rust智能合約養成日記: 用 Rust 開發智能合約

1.EVMorWASM？

隨著Ethereum的普及，我們在談論智能合約時，往往默認都是利用Solidity語言開發，基于EVM的智能合約。然而，由于Ethereum本身出塊時間慢，交易所需手續費高的一些缺點，越來越多的優化技術和新的公鏈得以推出。而WASM則是其中的一個代表性技術。作為一種全新的二進制語法，WASM有著諸多的優點，如指令體積小，運行速度快，并且內存安全。因此，運行在WASM上的智能合約可以大大減少占用的區塊鏈資源，明顯的提升出塊速度和效率，并且運行時更加穩定，使得用戶獲得更好的使用體驗。WASM支持多種不同的前端開發語言，包括Rust、C、C++、TypeScript、AssemblyScript等。考慮到適配以及工具鏈，并且語言本身的安全性，Rust是非常好的選擇之一。

2.BlockSec的選擇

BlockSec的使命是讓整個Defi生態更加的安全。因此，我們除了提供審計服務之外，也希望可以從安全開發的角度給予社區更多的支持。基于Rust和WASM的諸多優點，我們決定專門針對這一技術棧給大家帶來一系列的分享，也希望大家可以持續的關注我們。我們調研了如今一些比較流行的公鏈項目，其中NEAR公鏈也采用了同樣的技術棧。NEAR原生支持WASM合約，并且支持Rust語言和AssemblyScript開發智能合約。因此，我們將以NEAR公鏈為基礎，展開我們的分享與討論。

加密托管商Prime Trust暫停法幣以及加密貨幣存取款:6月22日消息，加密托管商Prime Trust發布公告稱，收到內華達州監管命令，停止所有法幣以及加密貨幣存取款。此前消息，美元穩定幣TrueUSD官方發推稱，已暫時停止通過Prime Trust鑄造TUSD，以等待進一步通知。此外，加密貨幣托管公司BitGo今日發推稱，決定終止對受內華達州監管的加密托管公司Prime Trust的收購。[2023/6/23 21:55:26]

3.用Rust開發智能合約

Rust語言由Mozilla主導開發，程序編譯后的運行速度驚人，且有相當高的內存利用率，并且支持函數式和面向對象的編程風格。也許很多同學還對Rust這門語言比較陌生。不過不用擔心，從本期博客開始，BlockSec會跟大家一起撥開Rust的迷霧，讓每個人都能利用Rust開發出高效，安全的智能合約。

4.環境配置

4.1IDE使用

當我們在學習利用一門新的語言去開發時，選擇一個優秀的IDE一定是有必要的。在此，BlockSec推薦大家使用VisualStudioCode配合Rust的插件(例如Rust-analyzer)，幾乎可以滿足大家的日常所需。如果大家有條件，也可以嘗試一下JetbrainsClion+Rust插件,學生可以免費使用哦。

Crust Network與MAP Protocol達成合作:3月17日消息，波卡生態去中心化存儲項目Crust Network宣布與MAP Protocol達成合作，以進一步加強波卡和跨鏈生態系統。雙方將在跨鏈和去中心化存儲領域展開合作，探索去中心化基礎設施的未來用例場景。

此次合作將促進Crust的數據存儲和計算服務向以太坊、BSC等公鏈擴展。MAP Protocol跨鏈協議將整合Crust的去中心化存儲協議，并使用一個去中心化存儲網絡來存儲數據和文件。[2021/3/17 18:53:48]

4.2安裝Rust工具鏈

當有了一個優秀的IDE后，我們自然還需要下載安裝Rust。Rust提供了非常簡單便捷的安裝方法。在Linux系統中,我們只需要運行如下一行代碼，即可自動下載安裝Rust。

$curl?--proto?'=https'?--tlsv1.2?-sSf?https://sh.rustup.rs|?sh?

安裝完畢后，我們可以通過執行$rustup--version來檢查安裝是否成功。rustup作為Rust工具鏈的管理器，提供了安裝、刪除、更新、選擇和管理這些工具鏈及其相關部件的方法。再此我們需要通過執行如下命令，將WASM(WebAssembly)目標添加到工具鏈:

TrustToken利用Chainlink提供TUSD鏈上儲備證明:穩定幣發行機構TrustToken宣布與Armanino會計師事務所合作，將集成Chainlink推出其TUSD擔保級別儲備金證明系統。（Coindesk）[2020/11/12 12:22:06]

$rustup?targetaddwasm32-unknown-unknown?

5.第一個Rust合約

終于，我們到了正題。在這里，我們將通過深入剖析一個個智能合約的項目，帶大家了解并且掌握如何利用Rust編寫智能合約。如果大家對Rust語言本身感興趣，網上有很多的教程，大家也可以參考。

5.1Rust的包管理器

隨著整個開源社區對Rust的支持，各種各樣的第三方庫層出不窮。為了更好的管理這些庫，Cargo應運而生。上述的安裝命令，也會同時幫大家安裝Cargo。Cargo可協助開發者處理諸多任務，例如創建新的Rust項目，下載并編譯Rust項目所依賴的庫，以及完整地構建整個項目等。

5.2創建第一個Rust合約項目

當我們準備好開發環境后，首先利用Cargo新建一個合約項目，并命名為StatusMessage。

動態 | 日本centaurusworks公司開發新的網絡應用程序SCPay:日本centaurusworks公司在今日發表稱，已經推進目前正在開發的區塊鏈應用的功能，開發了一個可以簡化法幣和加密貨幣（以太坊）兩者間交易的網絡應用程序“SCPay”。該程序已經在centaurusworks公司以及其合作公司早稻田legalcommons律師事務所實行，用于使用加密貨幣進行法律顧問結算。[2018/9/10]

$cargo?init?--lib?StatusMessage?

該項目的目錄樹如下：

StatusMessage/├──Cargo.toml└──src?└──lib.rs?

5.3聲明一個合約

一個智能合約(SmartContract)往往需要維護一組合約狀態數據。如下一段編寫于src/lib.rs的代碼聲明了一個簡單的合約，叫做StatusMessage。

1??#2??#3??pub?struct?StatusMessage?{4????records:?LookupMap<String,?String>,5?}?

接下來，我們將仔細的分析上述的五行代碼。第1，2行以#開頭，類似注解。事實上，這是Rust中的一種宏的表現形式。它會接收第3-5行作為輸入，根據宏的定義，產生輸出。例如，第一行中的#事實上是在near-sdk-macros-version包中通過nearbindgen函數定義，這是利用宏自動生成注入代碼的地方(Macros-Auto-GeneratedInjectedCode，簡稱M.A.G.I.C.)。

動態 | Qtum量子鏈首筆Trusted IOT Alliance學術獎金授予英國謝菲爾德大學:Trusted IOT Alliance聯盟成員Qtum量子鏈基金會向英國謝菲爾德大學電子電氣工程系授予了價值6萬美元的學術獎勵。英國謝菲爾德大學提出一項技術新突破，在低耗能和低帶寬環境下執行區塊鏈協同系統可大大提升所有社區的用戶體驗。Qtum量子鏈創始人&CEO帥初說到：“謝菲爾德大學提出的這一方案將大大提升Qtum社區與Qtum治理協議在物聯網領域上大規模應用，也是Qtum邁向未來的重要一步。”[2018/7/26]

如果不理解，沒關系。我們只需要知道第1，2行的作用即可。具體的來說，被#注解的struct將會成為NEAR上的一個智能合約。而其他的struct只是普通的struct。因此是由NEAR開發并且提供給開發者使用的包。而第2行中的#則是用來做序列化和反序列化，從而將合約的狀態可以在鏈上以二進制格式傳輸。第3-5行即為一個名為StatusMessage的結構體，其維護了一個智能合約的狀態。而狀態的內容在第4行中被描述。這一結構體中只含有一個成員變量，名為records。其類型為LookupMap，這里可以簡單的看作一個字典類型。key和value都是普通的字符串類型。

5.4設定合約默認值

當我們聲明了一個合約后，我們往往需要定義其默認值。如下代碼設定了合約StatusMessage的默認值。

1??impl?Default?for?StatusMessage?{2????fn?default()?->?Self?{3??????Self?{4????????records:?LookupMap::new(b"r".to_vec()),5?????}6???}7?}?

其中，第1行聲明了這是對于StatusMessage默認值的一個實現。第2行聲明該方法名稱為default，返回值為Self。Self在Rust中即表示當前的模塊作用域，具體來說，即代表一個StatusMessage實例。而第3-5行即為該實例的定義。由于該實例僅包含records一個類型為LookupMap的變量。通過傳入一個二進制數組b"r".tovec(),即可將LookupMap初始化。其中LookupMap的new方法由NEAR自己定義，b"r".tovec()表明存儲于該LookupMap中鍵的前綴。

5.5定義合約方法

當我們用一個結構體定義了合約的狀態后，我們還需要定義一系列方法，從而可以通過外部交易，去調用這些暴露出來的方法。如下是兩個定義的方法，分別可以修改和獲得當前合約中的records值。注意，定義合約的方法時，也需要我們加上#，如第1行所示:

1??#2??impl?StatusMessage?{3????pub?fn?set_status(&mut?self,?message:?String){4??????let?account_id?=?env::signer_account_id();5??????self.records.insert(&account_id,&message);6???}78????pub?fn?get_status(&self,?account_id:?String)?->?Option<String>??{9??????return?self.records.get(&account_id);10???}11?}?

第2行impl關鍵字表明，我們在對StatusMessage做具體的實現。

第3-6行定義了方法setstatus。該函數用來設置當前合約的狀態。其中第三個聲明了方法名和變量。該函數共有兩個變量，分別為&mutself和message:String。&mut表示對self的引用，并且可能修改self的內容。而message:String表明了message的類型為String。同時該函數用關鍵字pub修飾，注意，只有被pubfn修飾的函數才可以被外部的交易調用，表明其是public。

第4行會定義一個局部變量accountid,其值通過env::signeraccountid()中獲取，表明發起這筆交易簽名的用戶id。

第5行將accountid做為鍵，message做為值插入到records中。注意，message是一個String類型的變量，由用戶傳入。而&message則表示對message的引用。

第8-10行則聲明了另外一個函數名為getstatus。不同于setstatus，getstatus會返回一個None或者是String類型的值，這里我們用Option表示。

第9行則是通過查詢用戶給定的account_id，得到對應的message。

本期總結和預告

這是BlockSec針對Rust合約開發的第一期blog，本期我們講述了Rust合約的背景，以及如何基于NEAR鏈去創建一個簡單的合約。下一期我們將進一步描述如何利用Rust對我們創建的合約編寫單元測試用例，從而調試我們的合約。

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