如何使用C++進行Ontology Wasm合約開發(fā)

Ontology Wasm 自從上線測試網(wǎng)以來便受到了社區(qū)開發(fā)人員的極大關(guān)注。Ontology Wasm 的上線將使得業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜的 dApp 合約上鏈成本降低，極大豐富 dApp 生態(tài)。在進行 Ontology Wasm 合約開發(fā)時，開發(fā)者不僅可以使用 Rust，還可以使用 C++ 作為合約開發(fā)語言。

一、Hello World

按照慣例，我們還是從一個 Hello world 開始

#include《ontiolib/ontio.hpp》#include《stdio.h》

using namespace ontio;class hello:public contract {

public：

using contract：：contract：

void sayHello（）{

printf（“hello world！”）;

}

};

ONTIO_DISPATCH（hello， （sayHello））;

1.1 合約入口

Ontology Wasm CDT 編譯器已經(jīng)對入口和參數(shù)解析進行了封裝，所以開發(fā)者不需要重新定義入口方法。接下來是定義合約的對外接口，這是智能合約對外提供服務(wù)的方法。

ONTIO_DISPATCH（hello， （sayHello））;

在上面的例子中， 我們暫時只支持 sayHello 這個方法：

printf（“hello world！”）;

這個“Hello world！”會在節(jié)點的日志中以調(diào)試信息打印出來。在實際的應(yīng)用中， printf 只能用作調(diào)試的目的， 一個實際的智能合約，需要實現(xiàn)更多更復(fù)雜的功能。

1.2 智能合約 API

Ontology Wasm 提供如下 API 與區(qū)塊鏈的底層進行交互：

二、紅包合約

下面我們通過一個更加復(fù)雜的例子來演示如何通過這些 API 來開發(fā)一個完整的 Wasm 智能合約。

很多情況下我們都會通過各種 App，如微信等聊天工具發(fā)紅包。我們可以給朋友發(fā)送紅包，也可以搶其他人發(fā)送的紅包，收到的錢會記入到個人微信賬戶中。

類似于微信的流程，我們將嘗試創(chuàng)建一個智能合約。用戶使用該合約，可以發(fā)送 ONT，ONG 或者是標(biāo)準(zhǔn)的 OEP-4的 Token 資產(chǎn)紅包給他的朋友們，而朋友們搶到的紅包可以直接轉(zhuǎn)入到他們的錢包賬戶中。

2.1 創(chuàng)建合約

首先，我們需要新建合約的源文件，暫且命名為 redEnvelope.cpp。這個合約我們需要三個接口：

· createRedEnvelope： 創(chuàng)建紅包

· queryEnvelope： 查詢紅包信息

· claimEnvelope： 搶紅包

#include《ontiolib/ontio.hpp》

using namespace ontio;

class redEnvelope： public contract{

}

ONTIO_DISPATCH（redEnvelope， （createRedEnvelope）（queryEnvelope）（claimEnvelope））;

我們需要在存儲中保存一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。在智能合約中， 數(shù)據(jù)以 KV 的形式保存在該合約的上下文空間中，這些數(shù)據(jù)的 KEY 需要設(shè)置前綴以便于后面的查詢。下面定義了三個不同的前綴供使用：

std：：string rePrefix = “RE_PREFIX_”;

std：：string sentPrefix = “SENT_COUNT_”;

std：：string claimPrefix = “CLAIM_PREFIX_”;

因為我們的合約支持 ONT 和 ONG 這兩種 Ontology 的原生資產(chǎn)， 我們可以預(yù)先定義好這兩種資產(chǎn)的合約地址。不同于標(biāo)準(zhǔn)的智能合約， Ontology 原生合約（native contract）的合約地址是固定的，而不是根據(jù)合約代碼的 hash 計算而來的。

address ONTAddress = {0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1};

address ONGAddress = {0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，2};

我們需要在合約中保存紅包的信息， 如紅包的資產(chǎn)信息（token 的合約地址， 紅包的總金額， 紅包的個數(shù)等等）。

struct receiveRecord{

address account; //用戶地址

asset amount; //搶到的金額

ONTLIB_SERIALIZE（receiveRecord，（account）（amount））

};

struct EnvelopeStruct{

address tokenAddress; //資產(chǎn)token的地址

asset totalAmount; //紅包總金額

asset totalPackageCount; //紅包總數(shù)

asset remainAmount; //當(dāng)前剩余的金額

asset remainPackageCount; //當(dāng)前剩余的紅包數(shù)

std：：vector《struct receiveRecord》 records; //已經(jīng)搶完的記錄

ONTLIB_SERIALIZE（ EnvelopeStruct， （tokenAddress）（totalAmount）（totalPackageCount）（remainAmount）（remainPackageCount）（records） ）

};

其中，

ONTLIB_SERIALIZE（receiveRecord，（account）（amount））

是由 Ontology Wasm CDT 定義的宏操作，用于在將 struct 存儲前進行序列化的操作。

2.2 創(chuàng)建紅包

準(zhǔn)備工作差不多了，下面我們開始開發(fā)具體的接口邏輯。

1. 創(chuàng)建紅包需要指定創(chuàng)建者地址， 紅包數(shù)量， 紅包金額和資產(chǎn)的合約地址：

bool createRedEnvelope（address owner，asset packcount， asset amount，address tokenAddr ）{

return true;

}

2. 檢查是否有創(chuàng)建者的簽名， 否則交易回滾退出：

ontio_assert（check_witness（owner），“checkwitness failed”）;

NOTE： ontio_assert（expr， errormsg）：當(dāng) expr 為 false 時， 拋出異常并退出。

3. 如果紅包資產(chǎn)是 ONT，由于 ONT 的不可分割性（最小為1個 ONT）， 紅包的金額要大于或等于紅包的數(shù)量，保證每個紅包最少有1個 ONT：

if （isONTToken（tokenAddr））{

ontio_assert（amount 》= packcount，“ont amount should greater than packcount”）;

}

4. 對于每個紅包的創(chuàng)建者，我們需要記錄一下他發(fā)送紅包的總數(shù)量：

key sentkey = make_key（sentPrefix，owner.tohexstring（））;

asset sentcount = 0;

storage_get（sentkey，sentcount）;

sentcount += 1;

storage_put（sentkey，sentcount）;

5. 生成紅包 hash， 這個 hash 就是之后標(biāo)識這個紅包的唯一 ID：

H256 hash ;

hash256（make_key（owner，sentcount），hash） ;

key rekey = make_key（rePrefix，hash256ToHexstring（hash））;

6. 根據(jù) token 資產(chǎn)的類型，將資產(chǎn)轉(zhuǎn)入合約中，self_address（）可以取得當(dāng)前執(zhí)行的合約地址， 我們根據(jù)用戶輸入的 token 類型，將指定數(shù)量的 token 轉(zhuǎn)入合約：

address selfaddr = self_address（）;

if （isONTToken（tokenAddr））{

bool result = ont：：transfer（owner，selfaddr ，amount）;

ontio_assert（result，“transfer native token failed！”）;

}else if （isONGToken（tokenAddr））{

bool result = ong：：transfer（owner，selfaddr ，amount）;

ontio_assert（result，“transfer native token failed！”）;

}else{

std：：vector《char》 params = pack（std：：string（“transfer”），owner，selfaddr，amount）;

bool res;

call_contract（tokenAddr，params， res ）;

ontio_assert（res，“transfer oep4 token failed！”）;

}

NOTE 1：對于 ONT 和 ONG 這兩種原生資產(chǎn)， Ontology Wasm CDT 提供了ont：：transfer API 進行轉(zhuǎn)賬操作；而 OEP-4類的資產(chǎn)，需要按照普通的跨合約調(diào)用方法來轉(zhuǎn)賬。

NOTE 2：和普通的錢包地址一樣， 合約地址也可以接受任意類型的資產(chǎn)。但是合約地址是由合約編譯后的二進制代碼 hash 產(chǎn)生的，所以沒有對應(yīng)的私鑰，也就無法隨意操作合約中的資產(chǎn)，如果你沒有在合約中設(shè)置對資產(chǎn)的操作，就意味著你將無法控制這部分資產(chǎn)。

7. 將合約的信息保存在存儲中：

struct EnvelopeStruct es ;

es.tokenAddress = tokenAddr;

es.totalAmount = amount;

es.totalPackageCount = packcount;

es.remainAmount = amount;

es.remainPackageCount = packcount;

es.records = {};

storage_put（rekey， es）;

8. 發(fā)送創(chuàng)建紅包的事件。對于智能合約的調(diào)用是一個異步的過程，合約會在執(zhí)行成功后發(fā)送一個事件來通知客戶端執(zhí)行結(jié)果，這個事件的格式可以由合約的編寫者來指定。

char buffer ［100］;

sprintf（buffer， “{”states“：［”%s“， ”%s“， ”%s“］}”，“createEnvelope”，owner.tohexstring（）.c_str（），hash256ToHexstring（hash）.c_str（））;

notify（buffer）;

return true;

一個簡單的紅包就創(chuàng)建完成了， 下一步我們需要實現(xiàn)如何查詢這個紅包的信息。

2.3 查詢紅包

查詢紅包的邏輯非常簡單， 只需要將存儲中的紅包信息取出并格式化返回即可：

std：：string queryEnvelope（std：：string hash）{

key rekey = make_key（rePrefix， hash）;

struct EnvelopeStruct es;

storage_get（rekey， es）;

return formatEnvelope（es）;

}

NOTE：對于智能合約的只讀操作（例如查詢）， 可以通過預(yù)執(zhí)行（pre-exec）來讀取結(jié)果。不同于普通的合約調(diào)用，預(yù)執(zhí)行不需要錢包的簽名，同時也就無需花費 ONG。最后，其他用戶可以根據(jù) hash（紅包的 ID）來領(lǐng)取（搶）這個紅包了。

2.4 領(lǐng)取紅包

我們已經(jīng)把資產(chǎn)成功地轉(zhuǎn)入到智能合約中了， 接下來就可以把這個紅包的 ID 發(fā)送給你的朋友們讓他們?nèi)尲t包了。

1. 領(lǐng)取紅包需要輸入領(lǐng)取人的賬戶和紅包的hash：

bool claimEnvelope（address account， std：：string hash）{

return true;

}

2. 同樣， 我們需要驗證領(lǐng)取賬戶的簽名， 不允許替其他人搶紅包， 而且每個賬戶每個紅包只能搶一次：

ontio_assert（check_witness（account），“checkwitness failed”）;

key claimkey = make_key（claimPrefix，hash，account）;

asset claimed = 0 ;

storage_get（claimkey，claimed）;

ontio_assert（claimed == 0，“you have claimed this Envelope！”）;

3. 按照 hash 從存儲中取出紅包的信息， 判斷這個紅包是否沒有被搶完：

key rekey = make_key（rePrefix，hash）;

struct EnvelopeStruct es;

storage_get（rekey，es）;

ontio_assert（es.remainAmount 》 0， “the Envelope has been claimed over！”）;

ontio_assert（es.remainPackageCount 》 0， “the Envelope has been claimed over！”）;

4. 新建一條領(lǐng)取的記錄：

struct receiveRecord record ;

record.account = account;

asset claimAmount = 0;

5. 計算本次領(lǐng)取紅包的資產(chǎn)數(shù)量。如果是最后一個紅包， 數(shù)量為剩余的金額， 否則根據(jù)當(dāng)前區(qū)塊 hash 計算隨機數(shù)，確定本次領(lǐng)取的數(shù)量， 并更新紅包信息：

if （es.remainPackageCount == 1）{

claimAmount = es.remainAmount;

record.amount = claimAmount;

}else{

H256 random = current_blockhash（） ;

char part［8］;

memcpy（part，&random，8）;

uint64_t random_num = *（uint64_t*）part;

uint32_t percent = random_num % 100 + 1;

claimAmount = es.remainAmount * percent / 100;

//ont case

if （claimAmount == 0）{

claimAmount = 1;

}else if（isONTToken（es.tokenAddress））{

if （ （es.remainAmount - claimAmount） 《 （es.remainPackageCount - 1））{

claimAmount = es.remainAmount - es.remainPackageCount + 1;

}

}

record.amount = claimAmount;

}

es.remainAmount -= claimAmount;

es.remainPackageCount -= 1;

es.records.push_back（record）;

6. 根據(jù)計算結(jié)果， 將對應(yīng)資產(chǎn)從合約中轉(zhuǎn)到領(lǐng)取的賬戶：

address selfaddr = self_address（）;

if （isONTToken（es.tokenAddress））{

bool result = ont：：transfer（selfaddr，account ，claimAmount）;

ontio_assert（result，“transfer ont token failed！”）;

} else if （isONGToken（es.tokenAddress））{

bool result = ong：：transfer（selfaddr，account ，claimAmount）;

ontio_assert（result，“transfer ong token failed！”）;

} else{

std：：vector《char》 params = pack（std：：string（“transfer”），selfaddr，account，claimAmount）;

bool res = false;

call_contract（es.tokenAddress，params， res ）;

ontio_assert（res，“transfer oep4 token failed！”）;

}

7. 記錄領(lǐng)取的信息， 將更新后的紅包信息寫回存儲并發(fā)送通知事件：

storage_put（claimkey，claimAmount）;

storage_put（rekey，es）;

char buffer ［100］;

std：：sprintf（buffer， “{”states“：［”%s“，”%s“，”%s“，”%lld“］}”，“claimEnvelope”，hash.c_str（），account.tohexstring（）.c_str（），claimAmount）;

notify（buffer）;

return true;

如前面所說，這個合約只能通過 claimEnvelope 這個接口將資產(chǎn)轉(zhuǎn)出合約。所以，合約中的資產(chǎn)是安全的，任何人都無法隨意的取走里面的資產(chǎn)。至此， 一個簡單的紅包合約邏輯完成， 完整的合約代碼如下： https://github.com/JasonZhouPW/pubdocs/blob/master/redEnvelope.cpp

2.5 合約測試

合約測試可以有兩種方法：

1. 使用 CLI

請參考：https://github.com/ontio/ontology-wasm-cdt-cpp/blob/master/How_To_Run_ontologywasm_node.md

2. 使用 Golang SDK

請參考：https://github.com/ontio/ontology-wasm-cdt-cpp/blob/master/example/other/main.go

三、總結(jié)

本示例只是為了展示如何編寫一個完整的 Ontology Wasm 智能合約， 如何通過調(diào)用 API 和底層的區(qū)塊鏈進行交互。如果要作為正式的產(chǎn)品， 還需要解決紅包的隱私問題： 所有人都可以通過監(jiān)控合約的事件來取得紅包的 hash， 意味著每個人都可以搶這個紅包。一種比較簡單的解決方法，就是在創(chuàng)建紅包時指定哪些賬戶能夠領(lǐng)取。如果有興趣， 您也可以嘗試修改測試一下。

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