Wie werden intelligente Verträge in Blockchain geschrieben und ausgeführt?

In der Smart Contract -Entwicklung wird eine Sprache (Solidität, Vyper, Rost) ausgewählt, Code in Bytecode für die virtuelle Maschine der Blockchain zusammengestellt, die Bereitstellung von IT (Zahlung von Transaktionsgebühren), die Interaktion über Funktionsaufrufe und die Priorisierung der Sicherheit durch Ansprechen von Schwachstellen wie Re -Unertrance -Angriffen.

Mar 06, 2025 at 07:07 am

Wie werden intelligente Verträge in Blockchain geschrieben und ausgeführt?

Schlüsselpunkte:

• Smart Contract Languages: Wir werden die verschiedenen Programmiersprachen untersuchen, die zum Schreiben von intelligenten Verträgen verwendet werden, wobei wir uns auf ihre Stärken und Schwächen konzentrieren. Dies umfasst Solidität, Vyper, Rost und andere, die ihre Eignung für verschiedene Blockchain -Plattformen und -Anwendungen diskutieren.
• Der Kompilierungsprozess: Wir werden die Schritte detailliert beschreiben, die mit der Umwandlung des menschlich-lesbaren Smart-Vertragscode in Bytecode umgewandelt werden, die die virtuelle Maschine der Blockchain verstehen und ausführen kann. Dies schließt die Rolle von Compilern, Optimierern und die Überprüfung des kompilierten Code ein.
• Bereitstellung in der Blockchain: Wir werden untersuchen, wie kompilierte intelligente Verträge in einem Blockchain -Netzwerk eingesetzt werden, einschließlich der beteiligten Transaktionsgebühren, Überlegungen zum Gasverbrauch und dem Interaktionsprozess mit implementierten Verträgen.
• Ausführungsumgebung: Die virtuelle Maschine: Dieser Abschnitt konzentriert sich auf die Rolle der virtuellen Maschine der Blockchain (z. B. EVM für Ethereum) bei der Ausführung von Smart Contract -Bytecode. Wir werden das Konzept der staatlichen Übergänge, Gasgrenzen und Fehlerbehebung innerhalb der virtuellen Maschine diskutieren.
• Interaktion mit intelligenten Verträgen: Wir werden abdecken, wie Benutzer und andere intelligente Verträge mit bereitgestellten Verträgen interagieren, einschließlich der Verwendung von Transaktionen, Funktionsanrufen und dem Abrufen von Daten, die im Zustand des Vertrags gespeichert sind.
• Sicherheitsüberlegungen: Ein entscheidender Aspekt ist das Verständnis der Sicherheitsauswirkungen der Entwicklung und Bereitstellung intelligenter Vertrag. Wir werden gemeinsame Schwachstellen, Best Practices für die sichere Codierung und die Bedeutung formeller Überprüfungstechniken diskutieren.
• Schritt 1: Auswahl einer intelligenten Vertragssprache und Entwicklungsumgebung

Der erste Schritt beim Schreiben eines intelligenten Vertrags besteht darin, eine geeignete Programmiersprache auszuwählen. Mehrere Sprachen sind speziell für die Entwicklung intelligenter Vertragsentwicklung ausgelegt, jeweils mit ihren Stärken und Schwächen. Solidität, die am häufigsten verwendete Sprache, wurde speziell für die Virtual Machine (EVM) Ethereum entwickelt. Seine Syntax ähnelt JavaScript und macht es Entwicklern mit früheren Programmiererfahrungen relativ zugänglich. Die Flexibilität von Solidity kann jedoch auch zu Schwachstellen führen, wenn sie nicht sorgfältig verwendet werden. Vyper, eine weitere Sprache für die EVM, priorisiert Sicherheit und Einfachheit vor Flexibilität. Es verfügt über eine eingeschränkte Syntax, die häufige Codierungsfehler verhindert, die zu Schwachstellen führen können. Rust, eine allgemeinere Sprache, gewinnt an der Fokus auf die Sicherheit und Leistung des Gedächtnisses. Es wird in verschiedene Blockchain -Plattformen wie Solana und Polkadot integriert und bietet eine verbesserte Sicherheit und Effizienz im Vergleich zur Solidität in bestimmten Kontexten. Die Wahl der Sprache hängt von Faktoren wie der Zielblockchain -Plattform, der Komplexität des Smart -Vertrags und der gewünschten Sicherheitsniveau ab.

Über die Sprache hinaus ist die Auswahl einer geeigneten integrierten Entwicklungsumgebung (ID) von entscheidender Bedeutung. Mehrere IDEs bieten Funktionen an, die speziell für die Entwicklung von Smart Contract entwickelt wurden, z. Remix, eine browserbasierte IDE, ist eine beliebte Wahl für die Benutzerfreundlichkeit und Zugänglichkeit. Weitere Optionen sind VS -Code mit relevanten Erweiterungen und bieten eine robustere Entwicklungserfahrung für größere Projekte. Die Wahl der IDE hängt von den individuellen Vorlieben und Projektanforderungen ab. Unabhängig von der gewählten Sprache und IDE sind die sorgfältige Planung und das Design von entscheidender Bedeutung, um robuste, sichere und effiziente intelligente Verträge zu schaffen. Die Entwurfsphase sollte detaillierte Spezifikationen der Funktions-, Eingabe- und Ausgabeparameter des Vertrags sowie erwartete Interaktionen mit anderen Verträgen oder Benutzern enthalten. Diese sorgfältige Planung reduziert das Risiko von Fehlern und Schwachstellen während der Codierung und Testphase erheblich. Es sollte potenzielle Randfälle und Szenarien, die die Sicherheit oder Funktionalität des Vertrags beeinträchtigen könnten, gründliche Berücksichtigung ergeben werden.

• Schritt 2: Schreiben des Smart Contract Code

Sobald die Sprach- und Entwicklungsumgebung ausgewählt ist, beginnt der tatsächliche Codierungsprozess. Dies beinhaltet die Definition der Funktionalität, Variablen und Funktionen des Vertrags. Betrachten Sie ein einfaches Beispiel: einen Vertrag für ein grundlegendes Token. Der Code würde den Namen, das Symbol, die Gesamtversorgung und die Funktionen des Tokens für die Übertragung von Token zwischen Konten definieren. Der Code muss verschiedene Szenarien behandeln, wie z. B. unzureichendes Gleichgewicht, ungültige Adressen und Wiederherstellungsangriffe. Eine gut strukturierte Codebasis ist für Wartbarkeit und Sicherheit von entscheidender Bedeutung. Die Verwendung von Kommentaren, um den Zweck und die Logik des Codes zu erläutern, ist für die Zusammenarbeit und zukünftige Änderungen von wesentlicher Bedeutung. Die Solidität ermöglicht beispielsweise die Verwendung von Modifikatoren, um die Zugriffskontrolle und andere Einschränkungen durchzusetzen und die Sicherheits- und Code -Lesbarkeit zu verbessern. Vyper benötigt mit seiner einfacheren Syntax häufig weniger Code, um die gleiche Funktionalität zu erreichen, was möglicherweise das Risiko einer Einführung von Schwachstellen verringert. Der Prozess des Schreibens intelligenter Vertragscode beinhaltet ein sorgfältiges Gleichgewicht zwischen Funktionalität, Sicherheit und Effizienz. Der Programmierer muss potenzielle Schwachstellen berücksichtigen und den Vertrag entwerfen, um diese zu mildern. Dies erfordert ein tiefes Verständnis der ausgewählten Programmiersprache und der zugrunde liegenden Blockchain -Plattform. Das gründliche Testen des Codes vor der Bereitstellung ist entscheidend, um Fehler oder Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben.

• Schritt 3: Kompilieren des intelligenten Vertrags

Nach dem Schreiben des Smart Contract Code muss er in Bytecode zusammengestellt werden. Dieser Bytecode ist eine Darstellung des Codes auf niedriger Ebene, die die virtuelle Maschine (VM) der Blockchain (VM) verstehen und ausführen kann. Solidität, Vyper und andere intelligente Vertragssprachen beruhen auf Compiler, um diese Übersetzung durchzuführen. Diese Compiler konvertieren den menschlich-lesbaren Code in ein maschinelles Lesbaresformat, das für die Zielblockchain-Plattform geeignet ist. Der Kompilierungsprozess kann Optimierungsschritte beinhalten, um die Größe zu verringern und die Effizienz des Bytecode zu verbessern. Compiler bieten häufig Optionen für unterschiedliche Optimierungsstufen und ermöglichen es Entwicklern, zwischen Codegröße und Ausführungsgeschwindigkeit auszugleichen. Der kompilierte Bytecode ist dann zur Bereitstellung auf der Blockchain bereit. Vor der Bereitstellung ist es wichtig, den kompilierten Bytecode zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie die beabsichtigte Funktionalität des Smart -Vertrags genau widerspiegelt. Dies kann die Verwendung von Tools beinhalten, die den Bytecode für potenzielle Schwachstellen oder Inkonsistenzen analysieren. Der Überprüfungsprozess hilft dabei, Probleme zu identifizieren und zu beheben, bevor der Vertrag in der Blockchain bereitgestellt wird, wodurch potenzielle Sicherheitsverletzungen oder unerwartetes Verhalten verhindert werden.

• Schritt 4: Bereitstellen des Smart -Vertrags in der Blockchain

Bei der Bereitstellung wird eine Transaktion an das Blockchain -Netzwerk gesendet, einschließlich des kompilierten Bytecode des Smart -Vertrags. Diese Transaktion wird von den Knoten des Netzwerks verarbeitet, und sobald bestätigt wird, wird der Smart -Vertrag bereitgestellt und wird Teil des Blockchain -Zustands. Der Einsatzprozess erfordert in der Regel die Zahlung einer Transaktionsgebühr (Gasgebühr in Ethereum), um Bergleute oder Validatoren dazu zu bringen, die Transaktion in einen Block aufzunehmen. Die Gasgebühr hängt von Faktoren wie der Größe des Vertrags, der Komplexität des Codes und der Überlastung des Netzwerks ab. Die Optimierung des Vertragskodex für Größe und Effizienz kann die Bereitstellungskosten erheblich senken. Nach dem Einsatz hat der Smart -Vertrag eine eindeutige Adresse auf der Blockchain, die zur Interaktion mit ihm verwendet werden kann. Die Adresse des Vertrags ist im Wesentlichen die dauerhafte Kennung innerhalb des Blockchain -Netzwerks. Diese Adresse wird von Benutzern und anderen intelligenten Verträgen verwendet, um die Funktionen des Vertrags aufzurufen und mit seinem Staat zu interagieren. Der Prozess der Bereitstellung eines intelligenten Vertrags in einer Blockchain umfasst mehrere Schritte, und das Verständnis der Feinheiten dieser Schritte ist für einen erfolgreichen Einsatz von entscheidender Bedeutung.

• Schritt 5: Die Ausführungsumgebung: Die virtuelle Maschine

Die Virtual Machine (VM) der Blockchain ist für die Ausführung des Bytecode des Smart Contract verantwortlich. Für Ethereum ist dies die Ethereum Virtual Machine (EVM). Das EVM ist eine stackbasierte Maschine, die die Bytecode-Anweisungen nacheinander interpretiert. Jede Anweisung führt eine bestimmte Operation durch, wodurch der Status des VM geändert wird. Der Staat des VM umfasst den Speicher, Speicher und andere relevante Daten des Vertrags. Die Ausführung intelligenter Verträge umfasst eine Reihe von staatlichen Übergängen, bei denen sich die staatlichen staatlichen Anweisungen auf der Grundlage der ausgeführten Anweisungen ändert. Gasgrenzwerte sind entscheidend für die Kontrolle der von Smart Contract Execution konsumierten Rechenressourcen. Jede Anweisung verbraucht eine bestimmte Menge an Gas, und die Transaktionen sind durch eine maximale Gasgrenze begrenzt. Dies verhindert, dass Verträge übermäßige Ressourcen konsumieren und möglicherweise Angriffe des Dienstes verursachen. Die Fehlerbehandlung innerhalb der VM ist ebenfalls wichtig, da Verträge während der Ausführung auf Fehler stoßen können. Der VM behandelt diese Fehler anmutig und verhindert unerwartetes Verhalten oder Abstürze. Das Verständnis des Architektur- und Ausführungsmodells der VM ist wichtig, um effiziente und sichere intelligente Verträge zu schreiben.

• Schritt 6: Interaktion mit intelligenten Verträgen

Nach der Bereitstellung können intelligente Verträge mit Transaktionen mit Verwendung von Transaktionen interagiert werden. Diese Transaktionen umfassen in der Regel das Aufrufen von Funktionen innerhalb des Vertrags und verabschieden bei Bedarf Argumente. Die Funktionen des Vertrags sind im Code definiert und geben die bei Aufrufen ausgeführten Vorgänge an. Beispielsweise kann eine Token -Übertragungsfunktion die Adresse des Empfängers und die Anzahl der Token als Argumente übertragen. Der Zustand des Vertrags wird basierend auf der Ausführung dieser Funktionen aktualisiert. Benutzer können mit bereitgestellten Verträgen mit verschiedenen Tools und Schnittstellen wie Web3.js -Bibliotheken oder Blockchain -Explorern interagieren. Diese Tools bieten bequeme Möglichkeiten, um mit Verträgen zu interagieren, den Prozess des Aufrufens von Funktionen zu vereinfachen und Daten abzurufen. Das Abrufen von Daten aus dem Speicher des Vertrags umfasst die Abfrage der Blockchain für die staatlichen Variablen des Vertrags. Auf diese Weise können Benutzer den aktuellen Status und die relevanten Daten des Vertrags anzeigen. Die Interaktion mit bereitgestellten intelligenten Verträgen ist entscheidend für die Nutzung ihrer Funktionalität.

• Schritt 7: Sicherheitsüberlegungen

Sicherheit ist in der Entwicklung von Smart Contract von größter Bedeutung. Zu den häufigen Schwachstellen zählen Wiedereinzugsangriffe, ganzzahlige Überläufe und Denial-of-Service-Angriffe. Es treten Angriffe von Wiedereinträgen auf, wenn ein böswilliger Vertrag während der Ausführung in den ursprünglichen Vertrag zurückruft und möglicherweise ein unerwartetes Verhalten verursacht. Integer -Überflüsse können auftreten, wenn arithmetische Operationen den Maximalwert eines Datentyps überschreiten, was zu falschen Ergebnissen führt. Denial-of-Service-Angriffe können durch den Verzehr von übermäßigen Ressourcen während der Vertragsausführung eingeleitet werden. Zu den bewährten Verfahren für die sichere Codierung gehören die Verwendung von gut getesteten Bibliotheken, die gründliche Validierung von Eingaben und die Verwendung von Zugriffskontrollmechanismen. Formelle Überprüfungstechniken können dazu beitragen, mathematisch die Richtigkeit und Sicherheit von intelligenten Verträgen zu beweisen. Die Prüfung des Codes durch Sicherheitsexperten ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, um potenzielle Sicherheitslücken vor der Bereitstellung zu identifizieren und anzugehen. Die Bedeutung der Sicherheit für die Entwicklung intelligenter Vertragsentwicklung kann nicht überbewertet werden, da Schwachstellen zu erheblichen finanziellen Verlusten oder anderen negativen Folgen führen können.

FAQs:

F: Was sind neben Solidity und Vyper die beliebtesten intelligenten Vertragssprachen?

A: Während Solidität und Vyper das Ethereum -Ökosystem dominieren, entstehen andere Sprachen. Rust gewinnt aufgrund seiner Fokussierung auf die Sicherheit und Leistung des Gedächtnisses erheblich an die Antrieb und findet die Akzeptanz in verschiedenen Blockchain -Projekten über Ethereum hinaus. Move, die von der Diem Blockchain (ehemals Libra) verwendete Sprache betont das Sicherheits- und Ressourcenmanagement. Jede Sprache bietet ein anderes Gleichgewicht zwischen Benutzerfreundlichkeit, Sicherheitsmerkmalen und Leistungsmerkmalen sowie den verschiedenen Entwicklungsbedürfnissen und Blockchain -Plattformen.

F: Wie wähle ich die richtige intelligente Vertragssprache für mein Projekt aus?

A: Die beste Sprache hängt von mehreren Faktoren ab. Betrachten Sie die Blockchain -Plattform (Ethereum, Solana usw.), die Komplexität Ihres Vertrags und das Fachwissen Ihres Teams. Die Vertrautheit von Solidity und die Unterstützung der Gemeinschaft sind attraktiv, aber seine Flexibilität kann auch Schwachstellen einführen. Vyper priorisiert die Sicherheit, ist jedoch weniger flexibel. Rust bietet Leistung und Sicherheit, erfordert jedoch eine steilere Lernkurve. Bewerten Sie die Anforderungen Ihres Projekts und die Stärken und Schwächen jeder Sprache, bevor Sie eine Entscheidung treffen.

F: Welche Rolle spielt Gas bei der Ausführung intelligenter Vertrag?

A: Gas ist ein Mechanismus, mit dem die rechnerischen Ressourcen, die von intelligenten Verträgen konsumiert werden, einzuschränken. Jede Anweisung im Bytecode des Smart -Vertrags verbraucht eine bestimmte Menge an Gas. Die Transaktionen werden durch eine maximale Gasgrenze begrenzt, wodurch die Verträge übermäßig übermäßige Ressourcen konsumieren und möglicherweise Angriffe des Dienstes von Denial-of-Service verursachen. Die Gaskosten werden in der nativen Kryptowährung der Blockchain (z. B. ETH auf Ethereum) bezahlt. Effizient geschriebene intelligente Verträge minimieren den Gasverbrauch und senken die Transaktionskosten.

F: Wie kann ich die Sicherheit meines intelligenten Vertrags gewährleisten?

A: Smart Contract Security ist entscheidend. Befolgen Sie sichere Codierungspraktiken, einschließlich einer gründlichen Eingabevalidierung, der Vermeidung häufiger Schwachstellen (Wiedereinzug, ganzzahligen Überläufen) und der Verwendung von gut getesteten Bibliotheken. Verwenden Sie Zugangskontrollmechanismen, um den Zugriff auf empfindliche Funktionen einzuschränken. Betrachten Sie formale Überprüfungstechniken, um die Richtigkeit Ihres Codes mathematisch zu beweisen. Lassen Sie Ihr intelligentes Vertrag vor dem Einsatz professionell von seriösen Sicherheitsexperten professionell geprüft, um potenzielle Schwachstellen zu identifizieren und zu mildern. Regelmäßige Sicherheitsaktualisierungen und Überwachung sind nach der Bereitstellung ebenfalls von wesentlicher Bedeutung.