(5) 基于以太坊智能合约的Dapp开发与实践 - 智能合约

4,智能合约

4.1 EVM基础

账户

以太坊中有两种不同类型但是共享同一地址空间的账户:外部账户由一对公私钥控制,合约账户由账户内部的合约代码控制。

外部账户的地址是由公钥(经过hash运算)决定的,而合约账户的地址在此合约被创建的时候决定的(由合约创建者的地址和发送到此合约地址的交易数决定,这就是所谓的“nonce”)不管是哪种类型的账户,EVM的处理方式是一样的
每个账户都有一个持久的key-value类型的存储,把256字节的key映射到256字节的value
此外,每个账户都有以“Wei”为单位,在交易过程中会被修改的资产(balance)信息

交易

交易是一个从账户发往另一个账户(可以是同一个账户或者是special zero-account)的消息。它包含二进制数据(交易相关的数据)and Ether。
如果目标账户包含代码,代码会被执行,交易相关的数据将作为参数
如果目标账户是地址为0的账户zero-account, 交易会创建一个新的合约。如上文提到的,合约地址不是一个地址为0的地址,而是一个由交易发送者和交易数来决定的地址。这样的一笔(到zero-account)交易的相关参数会被转化为EVM字节码然后被执行,输出结果就是被永久存储的合约代码。这意味着为了创建一个合约,并不需要发送真实的合约代码,代码可以被自动创建

费用

创建之后,每笔交易都需要一定数量的费用,用于限制交易所消耗的工作量,即交易是需要付出代价的(避免DDoS攻击)。EVM执行交易的过程中,费用会按一个特殊规则逐渐减少
费用的多少是由交易发起者设置,至少需要从发起账户支付gas_price * gas用费。如果交易执行完毕费用还有剩余的,将退回到发起账户。
如果交易完成之前费用耗尽,将会抛出一个out-of-gas的异常,所有的修改都会被回滚

Storage,Memory,Stack

每个账户都有一个持久的内存空间,称之为storage,storage以key-value形式存储,256字节的key映射到256字节value,合约内部不可能枚举storage(内部元素),读取或者修改storage操作消耗都很大(原文是 It is not possible to enumerate storage from within a contract and it is comparatively costly to read and even more so, to modify storage. )。 合约只能读取和修改自己的storage里的数据。
第二种内存空间称之为memory,里面存储着每个消息调用时合约创建的实例。memory是线型的,可以以字节级别来处理,但是限制为256字节宽度,写入可以是8或256字节宽度。当读取或写入一个预先未触发的指令的时候会消耗memory的空间,消耗空间的同时,必须支付费用(gas)。memory消耗的越多,手续费越多(按平方级增长)
EVM不是一个注册的机器而是一个堆栈机器,所以所有的计算指令都在stack空间里面执行。stack最多只能容纳1024个长度不超过256字节的指令元素。只能用下述方法,从顶部访问stack:可以拷贝最顶部的16个元素中的一个到stack的最顶部,或者将最顶部的那个元素与其下面的16个元素之一互换。所有其它操作从stack最顶部取出两个(或一个,或更多,取决于操作)元素,然后把结果push到stack顶端。当然将stack中的元素移到memory或者storage也是可以的,但是不能直接访问stack中间的元素(必须从头部开始访问)

4.2 Solidity代码实例

pragma solidity ^0.4.18;

contract Ballot{

    address founder;  // who found this contract

    struct Proposal{

        string name;

        uint count;  // count ballot

    }

    Proposal[] public proposals;  // All proposals

    mapping(address => uint8) voters;

    function Ballot() public {

        founder = msg.sender;

    }

    // Only founder could active voter

    function activeVoter(address voterAddr) public{

        if (founder != msg.sender){

            return;

        }

        if(voters[voterAddr] == 0){

            voters[voterAddr] = 1;

        }

        return;

    }

    // Only founder could active proposal

    function activeProposal(string proposalName) public{

        if (founder != msg.sender){

            return;

        }

        for (uint index = 0; index < proposals.length; index++){

            if(keccak256(proposals[index].name) == keccak256(proposalName)){

                return;

            }

        }

        proposals.push(Proposal({

            name: proposalName,

            count: 0 }));

        return;

    }

    // Any activated voter could vode

    function vote(string proposalName) public {

        address voter = msg.sender;

        if(voters[voter] != 1){

            return;

        }

        for(uint index = 0; index < proposals.length; index ++){

            if(keccak256(proposals[index].name) == keccak256(proposalName)){

                proposals[index].count++;

                voters[voter] = 2;

                return;

            }

        }

        return;

    }

    // Anyone could check who is getting the most votes

    function getWinner() public constant returns(string winnerName, uint winnerCount) {

        winnerCount = 0;

        winnerName = "";

        for(uint index = 0; index < proposals.length; index ++){

            if(proposals[index].count > winnerCount){

                winnerName = proposals[index].name;

                winnerCount = proposals[index].count;

            }

        }

    }

}
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