PDX Utopia区块链协议栈调用Ewasm智能合约

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PDX Utopia区块链协议栈支持Ewasm智能合约，本文档说明如何调用Ewasm。

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Ewasm是以太坊智能合约的未来

常用多智能合约开发语言可以在以太坊虚拟机EVM上运行的智能合约，不过它有一些严重的问题，包括算术溢出、类型错误，所有这些漏洞都是在开发语言层面存在的问题。Ewasm是一种创新技术——提供了一种抗攻击的去中心化计算解决方案，可以创造更安全的智能合约。

PDX Utopia区块链协议栈支持Ewasm智能合约。Ewasm能解决现有的以太坊智能合约虚拟机过于复杂，性能低，以及仅支持编程语言和开发工具有限等问题，它能提供可执行的二进制格式、非常类似于传统计算机的体系架构、高效且支持多种编程语言及开发者工具，还能够向后兼容EVM，因此Ewasm是以太坊智能合约的未来。

在Ewasm中，在简单的编写后，为智能合约进行部署时，就可以跳过硬分叉场景。而且它在计算方面的效率非常高，可以开启新层次的互操作性，以至于大多数预编译的东西都可以被取消。

Ewasm 很强大、很重要，是不会出现混乱的，它是建立在一种已经标准化的万维网上的语言中，在浏览器中添加对以太坊的支持是轻而易举的。

Ewasm 的特性：

1.Ewasm 是wasm 的子集合；

2.因为不能有误差，所以不支持浮点数运算；

3.只能import 以太坊的函式库，避免 importㄒ系统函式库；

4.在每段指令之前插入useGAS 来计算 GAS 的花费。

以太坊环境接口（EEI）

EVM 里有很多像是SSLOAD, SHA3 的高阶指令，这些指令在Ewasm 1.0 里，因为 WASM 可以动态读取函式库（模组），以太坊定义了以太坊环境接口(EEI)，让客户端可以用不同的语言实现相对应的函式库，而且也更容易完成 prototype 跟升级。

以太坊的心脏其实就是一台虚拟电脑，以太坊虚拟机（EVM）存储在成千上万个节点上，组成了以太坊平台。

下图是 Ethereum Environment Interface 定义的函数列表。

如何移除非法的指令？

Ewasm 使用 system contract 移除非法指令以及加入 useGas 的 bytecode，像是浮点数或是非法的 import，有以下两种做法：

1.使用 system contract 检查合约的 bytecode；

2.像目前的 precompiles 运行在客户端上，在部署前先检查合约。

下图是 Ewasm 1.0 的 stack，在部署合约前 Ewasm bytecode 会先经过 Sentinal 的检查，成功部署后客户端如果要执行合约会通过 EVM-C 与 Heru（Wasm Engine）沟通。

合约开发规范

Ewasm合约接口规范由以太坊定制，指定模块结构等信息，PDX Utopia 严格遵循此规范，具体如下

数据类型

禁止使用浮点数，兼容 evm 中规定的数据类型，例如：

* bytes : 不定长字节数组；

* address : 160 bit 数字，在内存中以 20字节 小字节无符号整型表示；

* u128 : 128 bit 数字，在内存中以 16字节 小字节无符号整型表示；

* u256 : 256 bit 数字，在内存中以 32字节 小字节无符号整型表示。

格式

每个合约必须存储为 wasm 字节码。

导入模块

规定合约 `import` 的范围仅限于 [EEI](https://github.com/ewasm/design/blob/master/eth_interface.md) 提供的模块，`ethereum` 名称空间以外的包只允许使用 `debug` ，在生产环境中 `debug` 也应被禁止使用。

导出函数

每个合约必须导出两个函数(只能导出两个函数)；

* memory : 可供 [EEI](https://github.com/ewasm/design/blob/master/eth_interface.md) 写入的共享内存；

* main : 一个入口函数，没有参数也没有返回值，将被 VM 执行；

要关闭 `wasm` 的 `start function` 功能，开启它会影响 `ewasm` 在启动前获取合约内存地址指针的功能。

关于 ABI

>我们看到有关导出函数的规定与 `solidity` 合约中定义的 `ABI` 有些不一样；

>`solidity` 合约根据方法签名来生成相应的 `ABI` 以便对合约中的函数进行调度；

>这在 `ewasm` 看来似乎行不通，因为只有一个 `main` 函数被导出了；

>如何使用 `main` 函数之外的函数呢？我们很自然就想到了使用合约的 `input` 来；

>定义目标方法和输入参数，事实上 `solidity` 也是这么做的，只是我们把这个灵活性 ；

>交还给开发者实现，以统一的 `main` 函数作为入口，然后自行封装 `input` 序列化方案；

>在后面的例子中我们可以看到更加灵活的方式。

开发环境安装

PDX Utopia 使用 rust 作为 ewasm 合约开发语言，并通过 rust 工具链对合约进行编译，具体安装与使用流程如下

1. 安装 rustup

curl?https://sh.rustup.rs?-sSf?|?sh

>注意，在安装脚本执行时要选择 `nightly` 频道，否则无法完成后续工具安装 ；

>安装时如果 path 处理失败，需要手动加载一下环境变量 : `source $HOME/.cargo/env`。

2. 安装 rust 标准库

rustup?component?add?rust-src

3. 安装 wasm-pack 编译工具

curl?https://rustwasm.github.io/wasm-pack/installer/init.sh?-sSf?|?sh

4. 安装 wasm 后期处理工具

```bash$>?git?clone?https://github.com/PDXbaap/wasm-chisel.git$>?cd?wasm-chisel$>?cargo?build?--release

编译成功后会在 `target/release` 目录下找到 `chisel` 程序，确保将其复制到 `$PATH` 目录。

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编译者/作者：PDX公有链

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