区块链研究实验室 | 基于substrate创建Ink智能合约

Parity的Substrate区块链框架，在最终版本开发中取得不错的进展。Ink是Parity为基于Substrate的区块链编写智能合约的解决方案。

与Substrate一样，Ink建立在Rust之上，因此遵循Rust语言规则和语法。本文将介绍一个示例在智能合约中复制一个ERC721令牌，通常称为以太坊区块链上的ERC721令牌。

这是系列文章的第1部分，将介绍创建和部署此Ink智能合约的过程，具体来说，我们将介绍：

如何安装Substrate和Ink及其依赖项；

编写支持3个主要功能的简单不可替代令牌合同：创造令牌，转移令牌，以及批准另一个帐户代表发送令牌；

如何在Substrate区块链上构建和部署智能合约，并使用PolkadotJS应用程序在链上测试功能；

注意：PolkadotJS应用程序不仅设计用于管理Polkadot本身，还管理任何Substrate链。接口是动态的，因为可用的管理选项取决于Substrate链支持的功能。

在本文中，我们将介绍Ink的安装过程及其所需的依赖关系，并介绍本系列附带的ERC721令牌示例合同，讨论Ink合同的结构以及它与基于Solidity的合同的区别，以及两者之间的相似性。

非同质化令牌

非同质化令牌NFT与ERC20型令牌不同，每个令牌都是独一无二的。在我们的合同中，每个令牌都有一个用于表示令牌的唯一ID。从这里开始，每个令牌都可以拥有自己的值，自己的元数据，或者在应用程序或价值系统中具有特定用途。

在美上市区块链中概股全线下跌:今日美股行情，三大股指大幅低开，在美上市区块链中概股全线下跌。嘉楠科技下跌9.50%，人人网下跌3.51%，寺库下跌6.18%，迅雷下跌3.89%，猎豹移动下的4.70%，兰亭集势下跌1.25%，[2020/6/11]

批准转移或管理令牌的非所有者帐户也是不同的，并且必须在每个令牌的基础上使用NFT完成。加密猫是最着名的例子，其中实现了非同质化令牌?-每个令牌代表平台上的小猫。

NFT对标准令牌提出了不同的挑战，因此我们可以根据Ink语法和功能进行更多探讨。让我们下一步安装Substrate，Ink和所需的软件包来编写我们的智能合约。

系统安装

开始编写Ink合约需要一些依赖包。安装后，我们可以在终端窗口-中运行一个Substrate链，我们将使用此链作为部署智能合约的方法。

rust

Substrate和Ink依赖于rust。使用以下命令安装Rust。下面还包含两个命令，以确保您的NightlyRust版本是最新的，以及Webassembly构建对NightlyRust的支持：Ink合同编译为.wasm文件，因此作为Webassembly部署到Substrate链。

注意1：Cargo是Rust的包管理器，其包装称为Crates。

注意2：参考最后一个命令，target指的是rust项目目录中包含程序构建的目标文件夹。我们将在这里构建智能合约文件。

动态 | IBM与加纳政府合作开发区块链土地管理:据ethnews报道，7月5日举行的首届美国 -加纳商业论坛上，IBM和加纳政府领导人签署了一份谅解备忘录（MoU），以正式达成协议，该协议有望成为改善非洲国家土地管理流程的主要催化剂 。 IBM中东和非洲区总经理Takreem El-Tohamy表示，使用区块链进行土地管理将提高安全性和透明度，减少欺诈行为，增加投资和资金的获得。目前IBM正与加纳当地的一些商业伙伴进行合作，确保转移技术。IBM将与土地和自然资源部合作，为实施计划制定白皮书。此外，谅解备忘录的第二个方面是加强港口物流和流程。 El-Tohamy解释称，对于港口而言，基于区块链智能合约的投资有助于推动总统非洲经商顾问委员会（PAC-DBIA）的目标，改善美非商业关系。[2018/7/12]

Substrate

使用以下命令安装Substrate：

Wasmutilities

Ink智能合约在上传到Substrate链之前会编译到WebAssembly中。为此，我们需要安装一些实用程序：

Ink

我们现在可以通过箱子安装Ink,运行以下命令：

本地运行substrate链

我们将在您的机器上运行的本地Substrate区块链上进行测试。现在安装了Substrate，运行以下命令来初始化链：

三菱日联利用泰国大城银行区块链成功测试跨境支付:据cointelegraph报道，三菱日联金融集团（Mitsubishi UFJ Financial Group）利用泰国大城银行（Bank of Ayudhya）的区块链Interledger技术成功测试了跨境支付的试点项目。该试点在泰国银行（BOT）的监管沙箱中进行，由日本三菱集团，三菱 MUFG银行和渣打新加坡银行执行。大城银行的Interledger技术在几秒钟内将三菱集团泰国子公司的资金汇往新加坡子公司的渣打账户。[2018/5/23]

--dev标志为您初始化开发区块链，仅在您的计算机本地化并初始化一些用户帐户。

此设置纯粹是为了测试目的；您可以将其视为与Truffle的Ganache程序，该程序运行本地基于以太坊的链，为测试目的进行了调整。

现在，您将注意到正在运行的节点正在验证新区块。按CTRLC或关闭终端窗口将停止节点执行，但链状态将持续存在，直到您下一次运行链。在此注释中，如果您想要开始一个新链，请运行以下操作来清除您的链：

随着我们的Substrate链运行和Ink的准备，我们可以编写合同。在这样做之前，还需要提到编辑器支持。我个人发现VisualStudioCode是最好的编辑工作，不仅是Ink开发，还有Rust开发。快速设置方法：

如果您还没有安装编辑器，请从此处安装VSCode安装RLS扩展和WebAssembly扩展。这可以直接在Extensions选项卡下的编辑器中完成，或按ShiftCMDX直接跳转到它。

世界粮食计划署执行官：区块链不仅能省钱，还解决了人道主义中的问题:世界粮食计划署执行官侯曼·哈达德（Houman Haddad）接受外媒采访时表示，基于区块链的项目不仅仅是为了省钱。它将解决任何人道主义危机中的核心问题：你该如何把那些没有政府身份证件或银行账户的人纳入金融和法律体系？而这些恰恰是在当地获得工作和过上安全生活的先决条件。[2018/4/29]

设置Ink项目

在安装了所有依赖项之后，现在让我们设置项目。

目前最简单的方法是安装Ink的“HelloWorld”合同，名为Flipper。安装Flipper后，我们可以构建已经包含的内容，而不必担心配置和编译脚本-这些都在Flipper中提供。

注意：Substrate和Ink都处于快速发展阶段并且尚未完成全部功能，因此智能合约环境和智能合约代码本身很可能随着Parity越来越接近框架的最终版本而改变。

启动我们的Ink项目，请使用cargo获取Flipper：

Flipper为我们提供了开始编写智能合约所需的项目样板，包括：

src/lib.rs中的一个简单的Flipper契约，它通过flip方法简单地“翻转”true和false之间的布尔值，并使用get方法在链上获取此值。我们将用NFT合同替换此文件。

Rust特定的Cargo.toml文件，概述项目依赖项和模块元数据，.gitignore文件和build.sh文件。build.sh文件是我们运行以编译我们的智能合约，导致合同的已编译.wasm文件，合同的JSON抽象等等。我们将进一步探讨建成合约。

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让我们把flipper改成一个更合适的名字：nftoken。修改以下内容：

/flipper文件夹名称为/nftoken

Cargo.toml：将name和name更改为nftoken

build.sh：修改PROJNAME=nftoken

另外，确保我们有权运行nftoken/build.sh：

最后，将/nftoken文件夹添加到vs代码工作区，我们就可以开始编写了。

关于Ink

Ink具有多个抽象级别，其中较高级别抽象较低级别。我们将使用最高级别，即语言级别或lang级别。这些级别也被分成了可以在这里探索的模块。

lang模块下面是模型和核心模块，分别侧重于中级抽象和核心实用程序。在核心模块下方，我们还可以期望专门用于创建和管理Ink智能合约的CLI。

虽然在撰写本文时几乎没有关于如何使用这些模块的内容，但我们确实有原始API文档可供浏览，包括核心模块和模型模块。如果您正在阅读本文，那么现在可以浏览这些文档，尽管我们下面的合同将利用其中一些API来展示如何通过不可互换的令牌合同在lang级别的上下文中使用它们。

考虑到这一点，接下来让我们来看看我们的lang派生合约的结构是什么样的，并将它与我们对基于Solidity的智能合约的期望进行比较。

智能合约架构

构造一个ink智能合约类似于solidity智能合约，其中我们期望的solidity的主要组成部分在ink中也是一致的：合同变量、事件、公共函数和私有函数，以及获取调用方地址的环境变量等等。

下面是NFoTek契约是如何构造的抽象：

让我们简要地访问这些部分，以及它们与我们对Solidity合同的期望有何不同。Ink是基于Rust构建的，因此这里的所有语法都是有效的Rust语法。

我们的模块声明部分是我们将外部功能引入合同的地方，它与Solidity使用声明的性质类似。

事件在Event枚举中声明，而使用Solidity我们分别定义事件，将每个事件键入事件：

如果solidity合同嵌入到接口块中，那么ink合同嵌入到合同中！宏。我们的事件在这个宏之外声明，而事件在solidity接口内声明。如下所述。

注意：rust中的宏是一个声明，表示包装表达式将被包围的语法块。宏在句法层面抽象，所以智能合约！宏正在用更多的语法包装其内容。

使用Ink，我们的契约变量写在我们合同名称的结构中。从Rust的HashMap类型派生的哈希映射代替Solidity的映射类型，提供key=>值列表。

Substrate如何存储值

在Substrate链上持久存储的任何数据称为外在数据，而Ink为我们提供了通过存储模块在链上存储外部数据的方法，存储模块位于语言的核心模块中。换句话说，您计划在链上保留的所有合约变量都将使用存储中的类型。相反，存储器模块也可用于在存储器上操作的数据结构。

另一方面，Solidity对此采用了不同的方法。从Solidity0.5开始，存储和内存引用类型被引入到函数参数或函数变量中，因此契约知道在哪里引用这些变量。但是，对于Solidity中的合同变量，这不是必需的。

原始类型也可用，并且在两种语言中都是一致的;Rust使用u64，Solidity采用更详细的uint64类型声明。总的来说，在两种语言之间实现相同的契约变量结构非常简单。

在上面的示例中，存储对象处理的值的类型通过尖括号传入，而不是通过类型的泛型。

初始化函数的概念存在于Ink和Solidity中，尽管以不同的方式实现。使用Ink，我们在Deploy{}实现块中显式定义deploy方法。我们为此方法定义的参数代表了我们在初始化合同时发送的数据。例如。对于我们的不可替代的令牌，我们将提供初始数量的令牌：

公共和私有方法也在impl块中定义，其中公共方法使用pub显式定义。同样，在将此语法与Solidity的语法进行比较时，内部和外部用于定义私有或公共资源。

注意：在Rust中，函数，模块，特征和结构在默认情况下是私有的，并且必须使用pub关键字定义，以便它们可以从外部访问。这里pub的扩展是特定于Ink的，并且必须包含公共Ink功能。

同样，我们将私有函数和公共函数分开放在单独的impl块中，并为已定义的公共函数包含pub。

作为合同的最后一个构建块，定义了一个测试模块，在测试我们的函数时断言各种条件。在测试模块中，我们可以测试我们的合同逻辑，而无需编译并将其部署到Substrate链，从而可以快速解决错误并验证合同是否按预期工作。

接下来

我们现在已经讨论了Ink智能合约的构建模块。在本系列的下一部分中，我们将更深入地探讨非可替代令牌智能合约的功能，理解所使用的Rust设计模式以及它们如何与我们的智能合约逻辑相结合。然后我们将介绍构建智能合约并将其部署到本地Substrate链的过程，并使用PolkadotJS测试其功能。

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