智能合约变量储存机制详解

前言

在以太坊上，我们可以通过部署智能合约来实现我们需要的功能，合约代码中我们往往需要定义一些变量，这就涉及到了智能合约变量的存储机制。

这篇文章我们将根据solidity的所有的变量命名的类型来讲解智能合约的存储机制。

存储机制

每个在以太坊虚拟机中运行的智能合约的状态都在链上永久地存储着。这些值存储在一个巨大的数组中，数组的长度为2^256，下标从零开始且每一个数组能够储存32字节(256个比特)长度的值。并且存储是稀疏的，并没有那么密集。

变量类型

Solidity的数据变量类型分为两类：

值类型-valuetype

引用类型-referencetype

值类型

布尔型(bool)2bit(0/1)

整型(int/uint)根据关键字的不同表示不同长度，int8表示8bits有符号数

定长浮点型(fixed/ufixed)Solidity还没有完全支持定长浮点型。可以声明定长浮点型的变量，但不能给它们赋值或把它们赋值给其他变量

定长字节数组(byte/bytes)定义数组时定义长度

地址类型(adress)160bits

地址类型成员变量(balance,transfer....)?

balanceuint256(256bits)?

transfer()uint256(256bits)

引用类型

不定长字节数组类型(bytes/byte,string,uint....)

结构体(struct)

映射(mapping)

简单分析

写一个简单值类型的合约

pragmasolidity^0

可以看到虽然规定了了长度为5，但是实际上只用了4个，所以就只是用了四个bytes8的空间。

是不是可以加一个，编译器会报错。

变长数组

国内首个区块链智能合同专利花落南京:3月11日消息，日前，总部位于南京的中国云签获得国家知识产权局授予的国内首个区块链智能合同领域的核心发明专利授权。中国云签运营“国家电子缔约安全保障服务平台”，在电子政务、商务领域为企业和个人提供等同纸质效力的电子合同缔约与区块链存证服务。目前，中国云签拥有电子合同企业标准的自主知识产权20多项，在电子合同实名认证、电子签约流程、合同存储验真三个方面拥有国家发明专利。（中国江苏网）[2020/3/11]

pragmasolidity^0

functionunlock(bytes32_password)public{?if(password==_password){??locked=false;?}}}

定义为私有变量只能组织其他合约访问，但是无法阻止公开访问

按照其代码，可以知道password的存储位置是1

web3.eth.getStorageAt(contract.address,1)

直接使用

contract.unlock("Averystrongsecretpassword:)")//密码错误

contract.unlock(web3.utils.hexToBytes('0x412076657279207374726f6e67207365637265742070617373776f7264203a29'))

题目二--LockBox

pragmasolidity0.4.24;import"../CtfFramework.sol";contractLockbox1isCtfFramework{?uint256privatepin;?constructor(address_ctfLauncher,address_player)publicpayable???CtfFramework(_ctfLauncher,_player)?{???pin=now000;?}??functionunlock(uint256_pin)externalctf{???require(pin==_pin,"IncorrectPIN");???msg.sender.transfer(address(this).balance);?}}

读取私有变量

constructor只在构造的时候执行一次

总结

本篇文章详细讲解了智能合约的优化存储原则，数组类型，字符串类型，结构体类型和映射类型的存储机制。同时提供了基于python的计算代码，用以验证机制分析的正确性。

当然，本文设计的智能合约设计并不复杂，在实际开发过程中远比此复杂，需要经历一些分析，在能找到正确的存储位置。最后，希望通过本文章可以帮助大家进一步的了解智能合约。

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