以太坊智能合约源码

1. 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来，可是又感觉无从下手，本文将基于以太坊平台，以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念，轻松带大家入门。
以太坊是什么
以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上， 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。
对这句话不理解的同学，姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android，它是一个开发平台，让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。
在没有以太坊之前，写区块链应用是这样的：拷贝一份比特币代码，然后去改底层代码如加密算法，共识机制，网络协议等等（很多山寨币就是这样，改改就出来一个新币）。
以太坊平台对底层区块链技术进行了封装，让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发，开发者只要专注于应用本身的开发，从而大大降低了难度。
目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈：有社区的支持，有很多开发框架、工具可以选择。
智能合约
什么是智能合约
以太坊上的程序称之为智能合约， 它是代码和数据(状态)的集合。
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的（由事件驱动的）、以代码形式编写的合同（特殊的交易）。
在比特币脚本中，我们讲到过比特币的交易是可以编程的，但是比特币脚本有很多的限制，能够编写的程序也有限，而以太坊则更加完备（在计算机科学术语中，称它为是“图灵完备的”），让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序（智能合约）。
智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如：数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。
目前除数字货币之外，真正落地的应用还不多（就像移动平台刚开始出来一样），相信1到3年内，各种杀手级会慢慢出现。
编程语言：Solidity
智能合约的默认的编程语言是Solidity，文件扩展名以.sol结尾。
Solidity是和JavaScript相似的语言，用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。
还有长像Python的智能合约开发语言：Serpent，不过建议大家还是使用Solidity。
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看，以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。
运行环境：EVM
EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。
Solidity之于EVM，就像之于跟JVM的关系一样，这样大家就容易理解了。
以太坊虚拟机是一个隔离的环境，在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。
而EVM运行在以太坊节点上，当我们把合约部署到以太坊网络上之后，合约就可以在以太坊网络中运行了。
合约的编译
以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式，需要我们在部署之前先对合约进行编译，可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。
合约的部署
在以太坊上开发应用时，常常要使用到以太坊客户端（钱包）。平时我们在开发中，一般不接触到客户端或钱包的概念，它是什么呢？
以太坊客户端（钱包）
以太坊客户端，其实我们可以把它理解为一个开发者工具，它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。
EVM是由以太坊客户端提供的。
Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端，基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台，通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能（API）。Geth的使用我们之后会有文章介绍，这里大家先有个概念。
Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似，不过是跑在终端里。
相对于Geth，Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。
如何部署
智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上，并使用一个特定的地址来标示这个合约，这个地址称为合约账户。
以太坊中有两类账户：
· 外部账户
该类账户被私钥控制（由人控制），没有关联任何代码。
· 合约账户
该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。
和比特币使用UTXO的设计不一样，以太坊使用更为简单的账户概念。
两类账户对于EVM来说是一样的。
外部账户与合约账户的区别和关系是这样的：一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名，来发送消息给另一个外部账户或合约账户。
在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码，允许它执行各种动作（比如转移代币，写入内部存储，挖出一个新代币，执行一些运算，创建一个新的合约等等）。
只有当外部账户发出指令时，合同账户才会执行相应的操作。
合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上（由实际矿工出块之后，才真正部署成功）。
运行
合约部署之后，当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息（交易）即可，通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。
Gas
和云计算相似，占用区块链的资源（不管是简单的转账交易，还是合约的部署和执行）同样需要付出相应的费用（天下没有免费的午餐对不对!）。
以太坊上用Gas机制来计费，Gas也可以认为是一个工作量单位，智能合约越复杂（计算步骤的数量和类型，占用的内存等），用来完成运行就需要越多Gas。
任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的，由合约的复杂度决定。
而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定，以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用：Gas价格（用以太币计价） * Gas数量。
Gas的目的是限制执行交易所需的工作量，同时为执行支付费用。当EVM执行交易时，Gas将按照特定规则被逐渐消耗，无论执行到什么位置，一旦Gas被耗尽，将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚， 如果执行结束还有Gas剩余，这些Gas将被返还给发送账户。
如果没有这个限制，就会有人写出无法停止（如：死循环）的合约来阻塞网络。
因此实际上（把前面的内容串起来），我们需要一个有以太币余额的外部账户，来发起一个交易（普通交易或部署、运行一个合约），运行时，矿工收取相应的工作量费用。
以太坊网络
有些着急的同学要问了，没有以太币，要怎么进行智能合约的开发？可以选择以下方式：
选择以太坊官网测试网络Testnet
测试网络中，我们可以很容易获得免费的以太币，缺点是需要发很长时间初始化节点。
使用私有链
创建自己的以太币私有测试网络，通常也称为私有链，我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。
通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络，以太币想挖多少挖多少，也免去了同步正式网络的整个区块链数据。
使用开发者网络(模式)
相比私有链，开发者网络(模式)下，会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。
使用模拟环境
另一个创建测试网络的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境，对于开发调试来说，更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。
进行合约开发时，可以在testrpc中测试通过后，再部署到Geth节点中去。
更新：testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中，现在名字是Ganache CLI。
Dapp：去中心化的应用程序
以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库，智能合约理解为和数据库打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一个Dapp不单单有智能合约，比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。
Truffle
Truffle是Dapp开发框架，他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情，让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。
总结
我们现在来总结一下，以太坊是平台，它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用，在这个应用中，使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约，合约编写好后之后，我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约（使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了）。为了开发方便，我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。
注：本文中为了方便大家理解，对一些概念做了类比，有些严格来不是准确，不过我也认为对于初学者，也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确，学习是一个逐步深入的过程，很多时候我们会发现，过一段后，我们会对同一个东西有不一样的理解。

2. 以太坊智能合约是什么

以太坊是一个分布式的计算平台。它会生成一个名为Ether的加密货币。程序员可以在以太坊区块链上写下“智能合约”，这些以太坊智能合约会根据代码自动执行。

以太坊是什么？
以太坊经常与比特币相提并论，但情况却有所不同。比特币是一种加密货币和分布式支付网络，允许比特币在用户之间转移。

相关：什么是比特币？它是如何工作的？

以太坊项目有更大的目标。正如Ethereum网站所说，“以太坊是一个运行智能合约的分布式平台”。这些智能合约运行在“以太坊虚拟机”上，这是一个由所有运行以太网节点的设备组成的分布式计算网络。

“分布式平台”部分意味着任何人都可以建立并运行以太坊节点，就像任何人都可以运行比特币节点一样。任何想要在节点上运行“智能合约”的人都必须向Ether中的这些节点的运营商付款，这是一个与以太坊相关的加密货币。因此，运行以太网节点的人提供计算能力，并在以太网中获得支付，这与运行比特币节点的人提供哈希能力并以比特币支付的方式类似。

换句话说，虽然比特币仅仅是一个区块链和支付网络，但以太坊是一个分布式计算网络，其区块链可以用于许多其他事情。以太坊白皮书中提供了详细信息。

以太是什么？
以太网是与以太坊区块链相关的数字标记（或者说就是加密货币）。换句话说，以太是代币，以太坊是平台。但是，现在人们经常交替使用这些术语。例如，Coinbase允许你购买以太坊代币（Ethereum），即代表以太币代币。

这在技术上就是“altcoin”，这实际上意味着一个非比特币加密货币。和比特币一样，Ether也受到分布式区块链支持 - 在这种情况下是以太坊区块链。

想要在以太坊区块链上创建应用程序或以太坊 智能合约的开发人员需要以太网代币来支付节点来托管它，而基于以太坊的应用程序的用户可能需要以太网来支付这些应用程序中的服务费用。人们也可以在以太坊网络之外销售服务，并接受以太网支付，或者可以在交易所以现金形式出售以太币代币 - 就像比特币一样

3. solidity 智能合约（3）：使用truffle编译部署及测试合约

先找源码敲一遍，跑起来，后面慢慢讲怎么用solidity编写以太坊智能合约。

这个文件编写在 contracts 目录下

这个文件在 migrations 目录下

这个文件可以创建一个 test 目录，然后放进去，我这里直接放在了根目录，不太规范。

要编译Truffle项目里的合约，请切换到项目工程所在根目录，然后在终端中键入以下内容：

首次运行时，将编译所有合约。 在后续运行中，Truffle将仅编译自上次编译以来有更改的合约。如果我们想覆盖此行为，可以使用 --all 选项运行上面的命令。

编译的目标文件 Artifacts 将放在 build/contracts/ 目录中，相对于项目根目录（如果该目录不存在，将创建该目录。）

这些 Artifacts 是Truffle内部工作的组成部分，它们在成功部署应用程序中起着重要作用。 不要去编辑这些文件，因为这些文件将被合约编译和部署覆盖。

编译成功后

迁移脚本（JavaScript文件）可帮助我们将合约部署到以太坊网络。 这些文件负责暂存我们的部署任务，并且假设我们的部署需求会随着时间的推移而发生变化。 随着项目的发展，我们将创建新的迁移脚本，以进一步推动区块链的发展。 先前运行的部署记录通过特殊的 Migrations 迁移合约记录在链上，详细信息如下。

部署命令

要运行部署，请运行以下命令：

这将部署在项目的 migrations 目录中的所有迁移文件。 最简单的迁移只是一组管理部署脚本。 如果我们的迁移先前已成功运行，则 truffle migrate 将从上次运行的迁移开始执行，仅运行新创建的迁移。 如果不存在新的迁移， truffle migrate 将不会执行任何操作。 我们可以使用 --reset 选项从头开始运行所有迁移。 对于本地测试，确保在执行 migrate 之前安装并运行了 Ganache等 测试区块链。

测试脚本中输入数值 100 ,取出的数值为 64 (这个值是16进制格式，转为十进制就是 100 ).

4. 以太坊的ABI编码

ABI全称Application Binary Interface, 是调用智能合约函数以及合约之间函数调用的消息编码格式定义,也可以理解为智能合约函数调用的接口说明. 类似Webservice里的SOAP协议一样；也就是定义操作函数签名，参数编码，返回结果编码等。

使用ABI协议时必须要求在编译时知道类型,即强类型相关.

当一个智能合约编译出来后, 他的abi接口定义就确定了. 比如下面的智能合约:

生成的字节码:

生成的abi定义:

可以看出, 生成abi包含了2个定义: 函数 lotus , 事件 Log_lotus , 各个字段含义见上. 根据该abi定义,就可以生成调用该智能合约函数的abi格式的数据了.

格式简单的可以表示为: 函数选择器+参数编码

一个函数调用的前四个字节数据指定了要调用的函数签名。计算方式是使用函数签名的 keccak256 的哈希，取4个字节。

函数名如果有多个参数使用,隔开，要去掉表达式中的所有空格。在geth客户端,通过命令可以得到hash:

由于前面的函数签名使用了四个字节，参数的数据将从第五个字节开始。

根据参数类型,编码规则有所区别:

除了bytes,和string, 其他类型的数据不足32字节长度的需要加0补足32字节. 动态长度的编码在例子中介绍.

函数: function baz(uint32 x, bool y) :

调用: baz(69, true)

生成的数据如下:

返回结果是一个bool值，在这里，返回的是false:

函数: f(uint,uint32[],bytes10,bytes)

调用: (0x123, [0x456, 0x789], "1234567890", "Hello, world!")

函数选择器: bytes4(sha3("f(uint256,uint32[],bytes10,bytes)"))

对于 固定大小的类型 值 uint256 和 bytes10 ，直接编码值。

对于 动态内容类型 值 uint32[] 和 bytes ，我们先 编码偏移值 ，偏移值是整个值编码的开始到真正存这个数据的偏移值（这里不计算头四个用于表示函数签名的字节）。

所以参数编码数据依次为：

尾部部分的第一个动态参数， [0x456, 0x789] 编码拆解如下：

最后我们来看看第二个动态参数的的编码， Hello, world! 。

所以最终结果是:

5. 以太坊的智能合约是什么意思

以太坊智能合约是指，部署在以太坊上的智能合约，是一段程序，运行在以太坊的虚拟机EVM中，程序可以按照事先约定的某种规则自动执行操作，执行合约的条款。

同时，智能合约对接收到的信息进行反应，它既可以接收和储存价值，也可以向外发送信息和价值。

介绍

以太坊创始人V神指出过，以太坊智能合约中的“‘合约’不应被理解为需要执行或遵守的东西，而应看成是存在于以太坊执行环境中的‘自治代理’（autonomous agents），它拥有自己的以太坊账户，它们收到交易信息后就相当于被捅了一下，然后自动执行一段代码。”

智能合约可以调用其它的智能合约，这就是开启创立自治代理的能力，代理可以自己进行交易。在区块链上，我们存储的信息都是“状态”，而智能合约就是它用于状态转换的方式。

6. 以太坊智能合约代码长度限制

限制为最长可达到合约的24KB大小。
以太坊智能合约包含太多函数和代码，将轻易达到合约24KB大小的最大限制，一些合约标准需要许多功能，那对于这些大的合约来说，这是一个大的问题。
以太坊智能合约是一段程序，部署在以太坊上的智能合约，运行在以太坊的虚拟机EVM中，程序可以按照事先约定的某种规则自动执行操作，执行合约的条款。

7. 一学就会，手把手教你用Go语言调用智能合约

智能合约调用是实现一个 DApp 的关键，一个完整的 DApp 包括前端、后端、智能合约及区块 链系统，智能合约的调用是连接区块链与前后端的关键。

我们先来了解一下智能合约调用的基础原理。智能合约运行在以太坊节点的 EVM 中。因此要 想调用合约必须要访问某个节点。

以后端程序为例，后端服务若想连接节点有两种可能，一种是双 方在同一主机，此时后端连接节点可以采用 本地 IPC(Inter-Process Communication，进 程间通信)机制，也可以采用 RPC(Remote Procere Call，远程过程调用)机制;另 一种情况是双方不在同一台主机，此时只能采用 RPC 机制进行通信。

提到 RPC， 读者应该对 Geth 启动参数有点印象，Geth 启动时可以选择开启 RPC 服务，对应的 默认服务端口是 8545。。

接着，我们来了解一下智能合约运行的过程。

智能合约的运行过程是后端服务连接某节点，将 智能合约的调用(交易)发送给节点，节点在验证了交易的合法性后进行全网广播，被矿工打包到 区块中代表此交易得到确认，至此交易才算完成。

就像数据库一样，每个区块链平台都会提供主流 开发语言的 SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)，由于 Geth 本身就是用 Go 语言 编写的，因此若想使用 Go 语言连接节点、发交易，直接在工程内导入 go-ethereum(Geth 源码) 包就可以了，剩下的问题就是流程和 API 的事情了。

总结一下，智能合约被调用的两个关键点是节点和 SDK。

由于 IPC 要求后端与节点必须在同一主机，所以很多时候开发者都会采用 RPC 模式。除了 RPC，以太坊也为开发者提供了 json- rpc 接口，本文就不展开讨论了。

接下来介绍如何使用 Go 语言，借助 go-ethereum 源码库来实现智能合约的调用。这是有固定 步骤的，我们先来说一下总体步骤，以下面的合约为例。

步骤 01:编译合约，获取合约 ABI(Application Binary Interface，应用二进制接口)。 单击【ABI】按钮拷贝合约 ABI 信息，将其粘贴到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 语言IDE 创建该文件，文件名可自定义，后缀最好使用 abi)。

最好能将 calldemo.abi 单独保存在一个目录下，输入“ls”命令只能看到 calldemo.abi 文件，参 考效果如下:

步骤 02:获得合约地址。注意要将合约部署到 Geth 节点。因此 Environment 选择为 Web3 Provider。

在【Environment】选项框中选择“Web3 Provider”，然后单击【Deploy】按钮。

部署后，获得合约地址为:。

步骤 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包内的可执行程序)编译智能合约为 Go 代码。abigen 工具的作用是将 abi 文件转换为 Go 代码，命令如下:

其中各参数的含义如下。 (1)abi:是指定传入的 abi 文件。 (2)type:是指定输出文件中的基本结构类型。 (3)pkg:指定输出文件 package 名称。 (4)out:指定输出文件名。 执行后，将在代码目录下看到 funcdemo.go 文件，读者可以打开该文件欣赏一下，注意不要修改它。

步骤 04:创建 main.go，填入如下代码。 注意代码中 HexToAddress 函数内要传入该合约部署后的地址，此地址在步骤 01 中获得。

步骤 04:设置 go mod，以便工程自动识别。

前面有所提及，若要使用 Go 语言调用智能合约，需要下载 go-ethereum 工程，可以使用下面 的指令:

该指令会自动将 go-ethereum 下载到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”，这样还算 不错。不过，Go 语言自 1.11 版本后，增加了 mole 管理工程的模式。只要设置好了 go mod，下载 依赖工程的事情就不必关心了。

接下来设置 mole 生效和 GOPROXY，命令如下:

在项目工程内，执行初始化，calldemo 可以自定义名称。

步骤 05:运行代码。执行代码，将看到下面的效果，以及最终输出的 2020。

上述输出信息中，可以看到 Go 语言会自动下载依赖文件，这就是 go mod 的神奇之处。看到 2020，相信读者也知道运行结果是正确的了。

8. 区块链和智能合约，以太坊开发，183位开发者整理，知识体系汇总

在以太坊上开发应用程序的可用工具、组件、模式和平台的指南。

此列表的创建是由 ConsenSys 的产品经理推动的，他们认为需要在新的和有经验的区块链开发人员之间更好地共享工具、开发模式和组件。

开发智能合约

智能合约语言

构架

IDE

其他工具

测试区块链网络

测试以太水龙头

前端以太坊 API

后端以太坊 API

引导程序/开箱即用工具

以太坊 ABI（应用程序二进制接口）工具

以太坊客户端

贮存

Mahuta - 具有附加搜索功能的 IPFS 存储服务，以前称为 IPFS-Store

OrbitDB - IPFS 之上的去中心化数据库

JS IPFS API - IPFS HTTP API 的客户端库，用 JavaScript 实现

TEMPORAL - 易于使用的 API 到 IPFS 和其他分布式/去中心化存储协议

PINATA - 使用 IPFS 的最简单方法

消息传递

测试工具

安全工具

监控

其他杂项工具

Cheshire - CryptoKitties API 和智能合约的本地沙箱实现，可作为 Truffle Box 使用

ERCs-以太坊评论请求存储库

ERC-20 - 可替代资产的原始令牌合约

ERC-721 - 不可替代资产的令牌标准

ERC-777 - 可替代资产的改进令牌标准

ERC-918 - 可开采令牌标准

流行的智能合约库

可扩展性

支付/状态通道

等离子体

侧链

POA桥

POA 桥用户界面

POA 桥梁合同

ZK-SNARK

ZK-STARK

预构建的 UI 组件

以上内容，来自git库：

github.com/ConsenSys/ethereum-developer-tools-list

我是鱼歌，一个在深圳创业的全栈程序员，主攻区块链，元宇宙和智能合约，附加小程序和app开发。

[祈祷]