INK:區塊鏈研究實驗室 | 基于substrate創建Ink智能合約

Parity的Substrate區塊鏈框架，在最終版本開發中取得不錯的進展。Ink是Parity為基于Substrate的區塊鏈編寫智能合約的解決方案。

與Substrate一樣，Ink建立在Rust之上，因此遵循Rust語言規則和語法。本文將介紹一個示例在智能合約中復制一個ERC721令牌，通常稱為以太坊區塊鏈上的ERC721令牌。

這是系列文章的第1部分，將介紹創建和部署此Ink智能合約的過程，具體來說，我們將介紹：

如何安裝Substrate和Ink及其依賴項；

編寫支持3個主要功能的簡單不可替代令牌合同：創造令牌，轉移令牌，以及批準另一個帳戶代表發送令牌；

如何在Substrate區塊鏈上構建和部署智能合約，并使用PolkadotJS應用程序在鏈上測試功能；

注意：PolkadotJS應用程序不僅設計用于管理Polkadot本身，還管理任何Substrate鏈。接口是動態的，因為可用的管理選項取決于Substrate鏈支持的功能。

在本文中，我們將介紹Ink的安裝過程及其所需的依賴關系，并介紹本系列附帶的ERC721令牌示例合同，討論Ink合同的結構以及它與基于Solidity的合同的區別，以及兩者之間的相似性。

非同質化令牌

非同質化令牌NFT與ERC20型令牌不同，每個令牌都是獨一無二的。在我們的合同中，每個令牌都有一個用于表示令牌的唯一ID。從這里開始，每個令牌都可以擁有自己的值，自己的元數據，或者在應用程序或價值系統中具有特定用途。

Curve Finance正在向Polkadot區塊鏈擴展:2月10日消息，去中心化交易所Curve Finance正在向波卡Polkadot區塊鏈擴展，其正在構建跨鏈以實現在Polkadot平行鏈Equilibrium上運行。一旦得以實現，Curve Finance將同時存在于以太坊和波卡區塊鏈上。（CoinDesk）[2021/2/10 19:22:33]

批準轉移或管理令牌的非所有者帳戶也是不同的，并且必須在每個令牌的基礎上使用NFT完成。加密貓是最著名的例子，其中實現了非同質化令牌?-每個令牌代表平臺上的小貓。

NFT對標準令牌提出了不同的挑戰，因此我們可以根據Ink語法和功能進行更多探討。讓我們下一步安裝Substrate，Ink和所需的軟件包來編寫我們的智能合約。

系統安裝

開始編寫Ink合約需要一些依賴包。安裝后，我們可以在終端窗口-中運行一個Substrate鏈，我們將使用此鏈作為部署智能合約的方法。

rust

Substrate和Ink依賴于rust。使用以下命令安裝Rust。下面還包含兩個命令，以確保您的NightlyRust版本是最新的，以及Webassembly構建對NightlyRust的支持：Ink合同編譯為.wasm文件，因此作為Webassembly部署到Substrate鏈。

注意1：Cargo是Rust的包管理器，其包裝稱為Crates。

國際航空運輸協會將推出基于區塊鏈的護照:國際航空運輸協會不久將推出基于區塊鏈的護照，這些護照將數字存儲個人的健康信息，特別是他們的COVID-19檢測和疫苗接種狀態。國際航空運輸協會表示，此舉有可能重新開放國際通行證，并放松目前全球的檢疫限制，一本“健康”護照將以應用程序的形式存儲在用戶的智能手機中，預計最快將于2月進行首次真實世界測試。（Cointelegraph）[2021/1/25 13:27:59]

注意2：參考最后一個命令，target指的是rust項目目錄中包含程序構建的目標文件夾。我們將在這里構建智能合約文件。

Substrate

使用以下命令安裝Substrate：

Wasmutilities

Ink智能合約在上傳到Substrate鏈之前會編譯到WebAssembly中。為此，我們需要安裝一些實用程序：

Ink

我們現在可以通過箱子安裝Ink,運行以下命令：

本地運行substrate鏈

我們將在您的機器上運行的本地Substrate區塊鏈上進行測試。現在安裝了Substrate，運行以下命令來初始化鏈：

--dev標志為您初始化開發區塊鏈，僅在您的計算機本地化并初始化一些用戶帳戶。

此設置純粹是為了測試目的；您可以將其視為與Truffle的Ganache程序，該程序運行本地基于以太坊的鏈，為測試目的進行了調整。

動態 | 北京大學區塊鏈研究中心與Futurenet合作成立聯合實驗室:據新浪消息，2018年12月29日，多媒體社交網絡平臺FutureNet和北京大學區塊鏈研究中心簽約成立聯合實驗。[2019/1/2]

現在，您將注意到正在運行的節點正在驗證新區塊。按CTRLC或關閉終端窗口將停止節點執行，但鏈狀態將持續存在，直到您下一次運行鏈。在此注釋中，如果您想要開始一個新鏈，請運行以下操作來清除您的鏈：

隨著我們的Substrate鏈運行和Ink的準備，我們可以編寫合同。在這樣做之前，還需要提到編輯器支持。我個人發現VisualStudioCode是最好的編輯工作，不僅是Ink開發，還有Rust開發。快速設置方法：

如果您還沒有安裝編輯器，請從此處安裝VSCode安裝RLS擴展和WebAssembly擴展。這可以直接在Extensions選項卡下的編輯器中完成，或按ShiftCMDX直接跳轉到它。

設置Ink項目

在安裝了所有依賴項之后，現在讓我們設置項目。

目前最簡單的方法是安裝Ink的“HelloWorld”合同，名為Flipper。安裝Flipper后，我們可以構建已經包含的內容，而不必擔心配置和編譯腳本-這些都在Flipper中提供。

注意：Substrate和Ink都處于快速發展階段并且尚未完成全部功能，因此智能合約環境和智能合約代碼本身很可能隨著Parity越來越接近框架的最終版本而改變。

動態 | 全球法律區塊鏈聯盟現已超過150家成員:據Artificial Lawyer報道，全球法律區塊鏈聯盟(GLBC)宣布現在聯盟成員已超過150家。GLBC成立于2017年8月，由大公司、律師事務所、軟件公司和大學組成，它們聯合開發了在法律業務中使用區塊鏈技術的標準。聯盟成員包括IBM、俄克拉荷馬大學法學院、Wolters Kluwer法律與監管部門等。[2018/11/26]

啟動我們的Ink項目，請使用cargo獲取Flipper：

Flipper為我們提供了開始編寫智能合約所需的項目樣板，包括：

src/lib.rs中的一個簡單的Flipper契約，它通過flip方法簡單地“翻轉”true和false之間的布爾值，并使用get方法在鏈上獲取此值。我們將用NFT合同替換此文件。

Rust特定的Cargo.toml文件，概述項目依賴項和模塊元數據，.gitignore文件和build.sh文件。build.sh文件是我們運行以編譯我們的智能合約，導致合同的已編譯.wasm文件，合同的JSON抽象等等。我們將進一步探討建成合約。

讓我們把flipper改成一個更合適的名字：nftoken。修改以下內容：

/flipper文件夾名稱為/nftoken

Cargo.toml：將name和name更改為nftoken

動態 | Metaps Plus和OST創建區塊鏈優惠券支付平臺:據bitcoinexchangeguide消息，Metaps Plus正在與OST合作建立區塊鏈支持的優惠券和移動支付平臺。Metaps將使用OST的技術基礎設施以及OpenST和OpenST Moosic Protocols來開發基于區塊鏈的解決方案。Metaps Plus首席執行官Seungyeon Kim表示，該公司致力于促進韓國區塊鏈技術的大規模采用。與OST合作創建移動優惠券將為該國采用優惠券建立新的途徑。[2018/10/26]

build.sh：修改PROJNAME=nftoken

另外，確保我們有權運行nftoken/build.sh：

最后，將/nftoken文件夾添加到vs代碼工作區，我們就可以開始編寫了。

關于Ink

Ink具有多個抽象級別，其中較高級別抽象較低級別。我們將使用最高級別，即語言級別或lang級別。這些級別也被分成了可以在這里探索的模塊。

lang模塊下面是模型和核心模塊，分別側重于中級抽象和核心實用程序。在核心模塊下方，我們還可以期望專門用于創建和管理Ink智能合約的CLI。

雖然在撰寫本文時幾乎沒有關于如何使用這些模塊的內容，但我們確實有原始API文檔可供瀏覽，包括核心模塊和模型模塊。如果您正在閱讀本文，那么現在可以瀏覽這些文檔，盡管我們下面的合同將利用其中一些API來展示如何通過不可互換的令牌合同在lang級別的上下文中使用它們。

考慮到這一點，接下來讓我們來看看我們的lang派生合約的結構是什么樣的，并將它與我們對基于Solidity的智能合約的期望進行比較。

智能合約架構

構造一個ink智能合約類似于solidity智能合約，其中我們期望的solidity的主要組成部分在ink中也是一致的：合同變量、事件、公共函數和私有函數，以及獲取調用方地址的環境變量等等。

下面是NFoTek契約是如何構造的抽象：

讓我們簡要地訪問這些部分，以及它們與我們對Solidity合同的期望有何不同。Ink是基于Rust構建的，因此這里的所有語法都是有效的Rust語法。

我們的模塊聲明部分是我們將外部功能引入合同的地方，它與Solidity使用聲明的性質類似。

事件在Event枚舉中聲明，而使用Solidity我們分別定義事件，將每個事件鍵入事件：

如果solidity合同嵌入到接口塊中，那么ink合同嵌入到合同中！宏。我們的事件在這個宏之外聲明，而事件在solidity接口內聲明。如下所述。

注意：rust中的宏是一個聲明，表示包裝表達式將被包圍的語法塊。宏在句法層面抽象，所以智能合約！宏正在用更多的語法包裝其內容。

使用Ink，我們的契約變量寫在我們合同名稱的結構中。從Rust的HashMap類型派生的哈希映射代替Solidity的映射類型，提供key=>值列表。

Substrate如何存儲值

在Substrate鏈上持久存儲的任何數據稱為外在數據，而Ink為我們提供了通過存儲模塊在鏈上存儲外部數據的方法，存儲模塊位于語言的核心模塊中。換句話說，您計劃在鏈上保留的所有合約變量都將使用存儲中的類型。相反，存儲器模塊也可用于在存儲器上操作的數據結構。

另一方面，Solidity對此采用了不同的方法。從Solidity0.5開始，存儲和內存引用類型被引入到函數參數或函數變量中，因此契約知道在哪里引用這些變量。但是，對于Solidity中的合同變量，這不是必需的。

原始類型也可用，并且在兩種語言中都是一致的;Rust使用u64，Solidity采用更詳細的uint64類型聲明。總的來說，在兩種語言之間實現相同的契約變量結構非常簡單。

在上面的示例中，存儲對象處理的值的類型通過尖括號傳入，而不是通過類型的泛型。

初始化函數的概念存在于Ink和Solidity中，盡管以不同的方式實現。使用Ink，我們在Deploy{}實現塊中顯式定義deploy方法。我們為此方法定義的參數代表了我們在初始化合同時發送的數據。例如。對于我們的不可替代的令牌，我們將提供初始數量的令牌：

公共和私有方法也在impl塊中定義，其中公共方法使用pub顯式定義。同樣，在將此語法與Solidity的語法進行比較時，內部和外部用于定義私有或公共資源。

注意：在Rust中，函數，模塊，特征和結構在默認情況下是私有的，并且必須使用pub關鍵字定義，以便它們可以從外部訪問。這里pub的擴展是特定于Ink的，并且必須包含公共Ink功能。

同樣，我們將私有函數和公共函數分開放在單獨的impl塊中，并為已定義的公共函數包含pub。

作為合同的最后一個構建塊，定義了一個測試模塊，在測試我們的函數時斷言各種條件。在測試模塊中，我們可以測試我們的合同邏輯，而無需編譯并將其部署到Substrate鏈，從而可以快速解決錯誤并驗證合同是否按預期工作。

接下來

我們現在已經討論了Ink智能合約的構建模塊。在本系列的下一部分中，我們將更深入地探討非可替代令牌智能合約的功能，理解所使用的Rust設計模式以及它們如何與我們的智能合約邏輯相結合。然后我們將介紹構建智能合約并將其部署到本地Substrate鏈的過程，并使用PolkadotJS測試其功能。

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