Rust智能合约养成日记: 用 Rust 开发智能合约

1.EVMorWASM？

随着Ethereum的普及，我们在谈论智能合约时，往往默认都是利用Solidity语言开发，基于EVM的智能合约。然而，由于Ethereum本身出块时间慢，交易所需手续费高的一些缺点，越来越多的优化技术和新的公链得以推出。而WASM则是其中的一个代表性技术。作为一种全新的二进制语法，WASM有着诸多的优点，如指令体积小，运行速度快，并且内存安全。因此，运行在WASM上的智能合约可以大大减少占用的区块链资源，明显的提升出块速度和效率，并且运行时更加稳定，使得用户获得更好的使用体验。WASM支持多种不同的前端开发语言，包括Rust、C、C++、TypeScript、AssemblyScript等。考虑到适配以及工具链，并且语言本身的安全性，Rust是非常好的选择之一。

2.BlockSec的选择

BlockSec的使命是让整个Defi生态更加的安全。因此，我们除了提供审计服务之外，也希望可以从安全开发的角度给予社区更多的支持。基于Rust和WASM的诸多优点，我们决定专门针对这一技术栈给大家带来一系列的分享，也希望大家可以持续的关注我们。我们调研了如今一些比较流行的公链项目，其中NEAR公链也采用了同样的技术栈。NEAR原生支持WASM合约，并且支持Rust语言和AssemblyScript开发智能合约。因此，我们将以NEAR公链为基础，展开我们的分享与讨论。

StarkWare发布新的Stark Net开源全节点Papyrus:1月12日消息，以太坊Layer2开发公司Stark Ware发布新的Stark Net开源全节点Papyrus，它基于Rust实现，是第三个加入StarkNet生态系统的完整节点，将跟踪StarkNet，允许用户和开发人员通过Stark Net的JSON-RPC查询状态，Papyrus还将为新的StarkNet定序器提供基础，以提高StarkNet的吞吐量。[2023/1/12 11:07:27]

3.用Rust开发智能合约

Rust语言由Mozilla主导开发，程序编译后的运行速度惊人，且有相当高的内存利用率，并且支持函数式和面向对象的编程风格。也许很多同学还对Rust这门语言比较陌生。不过不用担心，从本期博客开始，BlockSec会跟大家一起拨开Rust的迷雾，让每个人都能利用Rust开发出高效，安全的智能合约。

4.环境配置

4.1IDE使用

当我们在学习利用一门新的语言去开发时，选择一个优秀的IDE一定是有必要的。在此，BlockSec推荐大家使用VisualStudioCode配合Rust的插件(例如Rust-analyzer)，几乎可以满足大家的日常所需。如果大家有条件，也可以尝试一下JetbrainsClion+Rust插件,学生可以免费使用哦。

TrustToken发起新提案建议延长合约升级锁定时间至90天:1月14日，资产代币化平台TrustToken官方宣布，社区已针对TrueFi协议发起TIP-2提案，建议将TrustToken合约升级锁定时间延长90天，以避免在合约所有权转移到TRU治理合约之前被锁定。[2021/1/14 16:07:49]

4.2安装Rust工具链

当有了一个优秀的IDE后，我们自然还需要下载安装Rust。Rust提供了非常简单便捷的安装方法。在Linux系统中,我们只需要运行如下一行代码，即可自动下载安装Rust。

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

安装完毕后，我们可以通过执行$rustup--version来检查安装是否成功。rustup作为Rust工具链的管理器，提供了安装、删除、更新、选择和管理这些工具链及其相关部件的方法。再此我们需要通过执行如下命令，将WASM(WebAssembly)目标添加到工具链:

$rustup?targetaddwasm32-unknown-unknown?

5.第一个Rust合约

声音 | 陈伟星：Trustless是最高的信任 数学胜于血缘和基因:陈伟星在微博上表示，Trustless，意思人与人之间不需要信任，也没必要相互怀疑，就可以彼此利益合作的状态。我们很多mmorpg游戏，里面的工会、组队打怪、交易，相对彼此都是trustless的，但需要相信游戏官方服务器。如果服务器是基于区块链的，那么我们可以做到连官方都不用依赖的trustless了。可以夸张的讲，Trustless是最高的信任，数学胜于血缘和基因，In math we trust。[2019/1/23]

终于，我们到了正题。在这里，我们将通过深入剖析一个个智能合约的项目，带大家了解并且掌握如何利用Rust编写智能合约。如果大家对Rust语言本身感兴趣，网上有很多的教程，大家也可以参考。

5.1Rust的包管理器

随着整个开源社区对Rust的支持，各种各样的第三方库层出不穷。为了更好的管理这些库，Cargo应运而生。上述的安装命令，也会同时帮大家安装Cargo。Cargo可协助开发者处理诸多任务，例如创建新的Rust项目，下载并编译Rust项目所依赖的库，以及完整地构建整个项目等。

5.2创建第一个Rust合约项目

动态 | Equity Trust为加密货币IRA投资者推出数字资产平台:据美通社7月31日消息，金融服务公司Equity Trust Company今天宣布推出其数字资产平台。通过Equity的账户管理系统myEQUITY，客户可以在IRA内投资数字货币。新平台通过提供易于使用的界面简化了数字货币投资流程，使个人投资者和机构合作伙伴能够代表其客户使用IRA的税收优惠资金快速下达数字货币订单。[2018/7/31]

当我们准备好开发环境后，首先利用Cargo新建一个合约项目，并命名为StatusMessage。

$cargo?init?--lib?StatusMessage?

该项目的目录树如下：

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

5.3声明一个合约

一个智能合约(SmartContract)往往需要维护一组合约状态数据。如下一段编写于src/lib.rs的代码声明了一个简单的合约，叫做StatusMessage。

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

医疗保健公司TrustedHealth希望利用区块链技术为患者服务:据cointelegraph报道，医疗保健公司TrustedHealth准备推出基于区块链的生态系统，旨在为患有慢性疾病的患者提供服务。在TrustedHealth的平台上，患者可以快速咨询擅长其病症的医生，区块链技术会显著改善患者敏感数据的存储，并使患者与医疗保健提供商能够快速交换信息。[2018/3/19]

接下来，我们将仔细的分析上述的五行代码。第1，2行以#开头，类似注解。事实上，这是Rust中的一种宏的表现形式。它会接收第3-5行作为输入，根据宏的定义，产生输出。例如，第一行中的#事实上是在near-sdk-macros-version包中通过nearbindgen函数定义，这是利用宏自动生成注入代码的地方(Macros-Auto-GeneratedInjectedCode，简称M.A.G.I.C.)。

如果不理解，没关系。我们只需要知道第1，2行的作用即可。具体的来说，被#注解的struct将会成为NEAR上的一个智能合约。而其他的struct只是普通的struct。因此是由NEAR开发并且提供给开发者使用的包。而第2行中的#则是用来做序列化和反序列化，从而将合约的状态可以在链上以二进制格式传输。第3-5行即为一个名为StatusMessage的结构体，其维护了一个智能合约的状态。而状态的内容在第4行中被描述。这一结构体中只含有一个成员变量，名为records。其类型为LookupMap，这里可以简单的看作一个字典类型。key和value都是普通的字符串类型。

5.4设定合约默认值

当我们声明了一个合约后，我们往往需要定义其默认值。如下代码设定了合约StatusMessage的默认值。

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行声明了这是对于StatusMessage默认值的一个实现。第2行声明该方法名称为default，返回值为Self。Self在Rust中即表示当前的模块作用域，具体来说，即代表一个StatusMessage实例。而第3-5行即为该实例的定义。由于该实例仅包含records一个类型为LookupMap的变量。通过传入一个二进制数组b"r".tovec(),即可将LookupMap初始化。其中LookupMap的new方法由NEAR自己定义，b"r".tovec()表明存储于该LookupMap中键的前缀。

5.5定义合约方法

当我们用一个结构体定义了合约的状态后，我们还需要定义一系列方法，从而可以通过外部交易，去调用这些暴露出来的方法。如下是两个定义的方法，分别可以修改和获得当前合约中的records值。注意，定义合约的方法时，也需要我们加上#，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关键字表明，我们在对StatusMessage做具体的实现。

第3-6行定义了方法setstatus。该函数用来设置当前合约的状态。其中第三个声明了方法名和变量。该函数共有两个变量，分别为&mutself和message:String。&mut表示对self的引用，并且可能修改self的内容。而message:String表明了message的类型为String。同时该函数用关键字pub修饰，注意，只有被pubfn修饰的函数才可以被外部的交易调用，表明其是public。

第4行会定义一个局部变量accountid,其值通过env::signeraccountid()中获取，表明发起这笔交易签名的用户id。

第5行将accountid做为键，message做为值插入到records中。注意，message是一个String类型的变量，由用户传入。而&message则表示对message的引用。

第8-10行则声明了另外一个函数名为getstatus。不同于setstatus，getstatus会返回一个None或者是String类型的值，这里我们用Option表示。

第9行则是通过查询用户给定的account_id，得到对应的message。

本期总结和预告

这是BlockSec针对Rust合约开发的第一期blog，本期我们讲述了Rust合约的背景，以及如何基于NEAR链去创建一个简单的合约。下一期我们将进一步描述如何利用Rust对我们创建的合约编写单元测试用例，从而调试我们的合约。

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