【12】智能合约开发入门

• 12-1 在线合约开发

Cloud IDE简介

基本框架

Cloud IDE是BaaS合约平台提供的在线合约开发工具

IDE是一个去中心化应用（Dapp），通过JavaScript SDK直接与区块链平台通信，进行合约部署和调用

核心功能

合约工程管理

合约编辑与编译

合约部署和调用

自动编解码

合约单步调试

合约分析

Cloud IDE入口一

BaaS平台的合约工程页面

Cloud IDE入口二

BaaS平台新手引导中的合约体验链卡片

合约工程管理

合约工程管理是左侧导航栏中第一个功能模块，提供如下功能：

• 添加文件夹
• 添加文件
• 拖拽、移动文件或文件夹
• 删除文件或文件夹

下载源代码

Cloud IDE提供“下载源代码”按钮

所有工程的源代码下载打包成contract.zip文件

本地编辑开发，备份

合约部署和调用

使用Cloud IDE开发合约的过程分为以下5步：

1. 选择目标合约链
2. 编译合约
3. 部署合约
4. 调用合约
5. 调试合约

选择目标合约链

• 选择“合约体验链”，该体验链配置默认测试账户。也可以使用通过SDK创建的账户，需要填入账户名和私钥（解密后的16进制字符串，长度32 byte）

• 选择“自定义”，需要配置目标链环境的一个节点（host和端口），目前Cloud IDE仅支持通过http协议和链通信，同时填写一个部署、调用合约的账户信息，此账户必须已在目标合约链上创建完成。

编译合约

• 字节码
  • 合约代码的编译结果，通过SDK可以将字节码部署到目标生产链
• 合约接口说明（ABI）
  • 应用程序二进制接口（Application Binary Interface，ABI）可以理解为合约的接口说明

参数	说明
name	函数名称
type	方法类型，包括function、constructor、fallback（缺省方法），默认为function
constant	布尔值，如果为true，则表示方法不会修改合约字段的状态变量
payable	布尔值，表示方法是否可以接收系统转账
stateMutability	状态类型，包括pure（不读取区块链状态）、view（和constant类型一样，只能查看，不会修改合约字段）、nonpayable（和payable含义一样）、payable（和payable含义一样）
inputs	数组，描述参数的名称和类型。
name	参数名称
type	参数类型
outputs	和inputs一样，如果没有返回值，缺省是一个空数组

部署合约

1. 单击“部署合约”将合约部署到目标链
2. 如果合约定义了constructor方法，需要给定constructor方法的参数
3. 部署成功后，可以看到合约的方法列表

调用合约

单击目标方法右侧的“调用合约”进行调用

状态变量的调用返回状态变量的值

合约方法返回如下字段：

参数	说明
Input	合约方法的输入数据，通常为合约方法的参数。
Output	合约方法的返回值，可能是多个值，根据返回值具体类型转码显示
log	如果在合约中使用了Event事件，并且事件被触发，则会在log中展示

日志调试合约

通过Event事件触发日志对合约内部逻辑进行调试

合约单步调试

合约调试模块可以通过一个内置的EVM虚拟机模拟器来模拟执行Solidity合约，并给出执行结果，以此达到调试合约的目的。

调试过程如下：

1. 编译/部署
2. 调用目标合约生成执行的交易hash
3. 调试详情单击“调试”
4. 单步调试

合约安全检测

合约安全检测平台通过Cloud IDE的插件方式集成到IDE功能中

1. 创建任务
2. 查看检测报告
   1. 合约统计信息
   2. 安全问题

开发C++合约

蚂蚁区块链平台在支持Solidity的同时，也支持C++合约语言

不同合约语言运行的虚拟机环境不同

Cloud IDE环境下solidity和C++的功能对比：

开发TEE硬件隐私合约链

目标合约链选择TEE硬件隐私合约链

目前TEE硬件隐私合约链的加密交易仅支持solidity合约语言

对于TEE硬件隐私合约链，Cloud IDE会显示TEE加密配置

通过“TEE加密配置”可选择是否“启用TEE加密”

选择自定义AES密钥，或单击“生成密钥”随机生成密钥

如果一个合约是在“启用TEE加密”情况下部署，只有AES密钥才能成功调用此合约

进而只有AES密钥才能解密调用合约的结果

12-2 本地开发

12-2-1 本地开发环境搭建

申请区块链证书

连接到区块链平台，需要以下三个相关文件和一个密码

按照本节操作说明生成证书文件，引导过程中记录相关密码，并下载自动生成的文件。

文件	说明	来源
ca.crt	合约链的认证CA	BaaS平台下载
client.key	RSA密钥	通过BaaS申请证书引导在线生成
client.crt	RSA证书，与client.key是一对	通过BaaS申请证书引导在线生成
密码	client.key文件的解密密码	证书生成过程中输入

可以为联盟内的链或合约体验链申请证书，本节以合约体验链为例讲解操作步骤。

首先登录BaaS平台控制台，如果目标是联盟链，选择目标联盟，左侧导航栏点击联盟内的链，右侧选择区块链

如果是合约体验链，进入区块链实验室，单击合约体验链上的 开发组件及证书 > 创建证书 按钮

生成证书和密钥。BaaS平台提供“自动生成密钥和证书（密钥非托管）”和“手动生成密钥和证书”两种方式。推荐使用安全、便捷的自动生成方式。

若选择 自动生成密钥和证书（密钥非托管），需完成以下步骤：

若选择 手动生成密钥和证书，需要上传证书请求文件（如何生成“证书请求文件”见第3节）

证书创建之后，进入区块链实验室界面可以下载证书和签名证书

不再有下载私钥client.key选项

创建账户

在合约链上提交交易，需要使用一个已经在链上存在的账户。账户可以通过BaaS平台申请创建

单击合约体验链上的 更多 > 创建账户 按钮

BaaS平台提供 自动生成密钥和证书 和手动生成密钥和证书 两种方式创建账户。推荐使用安全、便捷的自动生成方式。

若选择 自动生成密钥和证书（密钥非托管），需完成以下步骤：

若选择 手动生成密钥和证书，需要填写账户名称、公钥及恢复公钥（如何生成公钥见第3节）

单击 创建账户

账户私钥文件的三种使用场景：

	区块链开发工具
场景一	ChainStack Myfish	直接使用user.key
场景二	JS SDK	user.pem
场景三	Cloud IDE 设置目标链，使用创建的账户和私钥	解密之后的HEX字符串，长度32字节

账户私钥文件user.key转换成user.pem需要执行以下openssl命令

账户私钥文件user.key为加密格式，不能用于Cloud IDE切换账户时的私钥，需要转换成32字节的解密私钥。解密方法可以使用openssl命令，或者采用蚂蚁区块链提供的JS SDK去解析user.pem

本地生成证书请求和公私钥对

“证书请求文件”生成方法一：使用OpenSSL

• 前往OpenSSL下载页面，找到1.0.2o版本并下载安装包
• 使用OpenSSL制作私钥和证书请求文件
  • openssl req -newkey rsa:2048 -keyout client.key -out client.csr

在该命令执行过程中，系统会要求您填写如下信息：

• Country Name（2 letter code）：使用国际标准组织（ISO）国码格式，填写2个字母的国家代号，如中国填写CN。
• State or Province Name（full name）：省份，例如填写Zhejiang。
• Locality Name（eg，city）：城市，例如填写Hangzhou。
• Organization Name（eg，company）：组织单位，例如填写公司名的拼音。
• Organizational UnitName（eg，section）：部门名称，例如填写IT Dept。
• Common Name（eg，your websites domain name）：进行SSL加密的网站域名。
• Email Address：邮箱地址，选填。
• A Challenge password：选填。
• An optional company name：选填。

“证书请求文件”生成方法二：使用本地密钥服务

• 准备Java运行环境，1.7版本以上
• 下载密钥生成工具，https://baas-public.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/baas-crypto-tool-1.0.0.jar
• 运行命令启动密钥服务
  • java -jar baas-crypto-tool-1.0.0.jar --server.port=8080
• 在浏览器中访问 http://localhost:8080/api/crypto/generateTlsKey?algo=rsa&isPkcs8=true&password=${password}，生成tlskey.zip文件包
• 解压该zip包后得到client.key和client.csr（证书请求文件）

账户公钥、恢复公钥生成方法：使用本地密钥服务

• 同“证书请求文件”生成方法二，运行本地密钥服务
• 在浏览器中访问http://localhost:8080/api/crypto/generateUserKey?algo=ec&isPkcs8=true&password=${password}，生成userkey.zip文件包
• 解压该.zip包后得到user.key和pub.txt。其中，user.key为账户私钥，pub.txt为账户公钥。
• 使用不同密码在浏览器中再次访问上述URL
• 解压新zip包后得到user.key和pub.txt。其中，user.key为账户恢复私钥，pub.txt为账户恢复公钥。

查看区块链节点信息

为了与合约链交互，需要获取节点的IP地址和端口号。

在BaaS平台，通过查看目标合约链详情，在区块浏览器中查看节点详情可获取链节点的IP地址和端口号。

12-2-2 本地开发

Solidity合约开发

蚂蚁链合约平台支持Solidity语言来实现合约的编写和编译

蚂蚁链提供在线工具Cloud IDE和本地solc-js编译工具

本地开发步骤：

1. 下载/安装solc-js
2. 合约开发
3. 合约编译

合约编译工具

下载solc-js

从蚂蚁链网站获取合约编译工具solc-js安装包：alipay-solc-0.1.12.tgz

蚂蚁链对Solidity语言的支持和原生的Solidity不同，不能使用外部社区的solc-js编译工具

安装solc-js

下载并安装Node.js（推荐版本：v10.11.0）

全局安装solc-js。执行命令 npm i -g alipay-solc-0.1.12.tgz

使用solc-js

命令行语法：Usage:solcjs[options]<FILENAME>

命令选项	说明	类型
--version	显示版本号	布尔
--optimize	启用字节码优化器	布尔
--bin	十六进制合约的二进制	布尔
--abi	合约接口说明	布尔
--standard-json	打开标准JSON输入或输出模式	布尔
--output-dir, -o	合约输出的目录	字符串
--help	显示帮助信息	布尔

编译示例

• 创建名为hello.sol的solidity合约示例

• 运行以下命令行，编译hello.sol合约并得到编译字节码结果
  • solcjs --bin hello.sol

• 运行以下命令行，编译hello.sol合约并得到合约接口说明（ABI）
  • solcjs -- abi hello.sol

JS代码中编译合约

• 创建目录solcjs-test，执行npm init，将alipay-solc-0.1.12.tgz文件放到solc-test目录
• 运行以下命令行，在solc-test目录中安装solc-js
  • npm i alipay-solc-0.1.12.tgz -save
• 代码中编译合约，创建index.js文件。内容如下：

示例

合约部署、升级、调用

在JS代码中编译Solidity合约后，得到编译字节码和合约接口说明（ABI），进而可直接使用JS SDK来部署、调用合约

solc-js工具在JS代码中默认也使用 --bin 参数编译合约得到字节码，此字节码不能直接用于合约升级，但是通过一次“本地合约部署”之后即可得到 runtime 字节码，用于合约升级使用

二进制solc编译工具同时支持 --bin -runtime 和 --bin 参数，这两个参数在编译结果上的主要差异在于，--bin参数编译字节码除了包含--bin-runtime参数的编译字节码结果之外，还包含合约初始化方法constructor的相关字节码等内容

C++合约开发

蚂蚁区块链智能合约平台提供一套基于C99/C++14标准的C++语言子集作为合约语言。

通过编译工具（mychain.mycdt）将合约代码编译成wasm字节码，由合约平台区块链节点解释执行。

开发步骤：

1. 准备环境
2. 编写普通C++合约
3. 编译合约
4. 构建静态库
5. 合约部署
6. 合约调用
7. 合约测试

准备环境

蚂蚁区块链平台提供C++编译工具mychain.mycdt

• mychain.mycdt将合约代码编译成wasm代码
• Linux平台，下载安装包MYCDT-2.24.2-Linux-x86_64.tar.gz
• 执行tar命令解压
• 修改PATH环境变量
• 执行my++ -version命令，验证是否安装成功

普通wasm合约

编辑hello.cpp，引入需要的头文件<mychainlib/contract.h>

编写简单测试合约

my++

执行命令 my++ -o hello.wasm hello.cpp

如果编译成功，可以得到以下三个文件

• hello.wasm：合约的wasm字节码文件
• hello.abi：合约的abi定义文件
• hello.wasc：合并字节码和ABI的文件

构建静态库

静态库会链接进目标文件

使用MYCDT提供的工具，将一组源文件编译打包成一个wasm静态库，供合约使用

如果编写两个C++源文件foo.cc和bar.cc，分别定义一些工具函数，函数接口统一声明在头文件foobar.h

用以下命令编译，打包成静态库foobar.a

• my++ -c foo.cc bar.cc
• llvm -ar rcs foobar.a foo.o bar.o

如果要使用该静态库，只需包含头文件foobar.h，然后编译时指定静态库即可

• my++ main.cc foobar.a -o contract.wasm

12-3 ChainStack框架开发

ChainStack简介

基于蚂蚁链的区块链应用技术图谱，ChainStack从框架与服务角度出发，打造服务于区块链应用的框架

特点

• 一套智能合约框架
• 一套可复用的应用组件
• 一套完整的DApp应用工具链

ChainStack环境申请

开发者体验链可以通过BaaS Rest交易网关进行访问

访问BaaS Rest有相应的权限验证机制

访问之前，需要在开发者实验室完成以下申请

• Access Key
• Access Secret
• 链上账户

步骤一

登录开发者实验室，进入 开发者实验室 -> 应用开发工具 页面

通过立即申请或重置可以获得Access-id和Access.key

步骤二

创建发送链上交易所需的区块链账户

填写账户名称、私钥密码和恢复私钥密码

创建完成后下载账户的公私钥对以及恢复公私钥对

可以通过再次点击“立刻申请”创建新的账户

安装依赖软件

JDK版本 >= 1.8，（下载地址：https://openjdk.java.net/install/）

Maven版本 >= 3.2.5 (下载地址：https://maven.apache.org/download.cgi）

安装cstack工具

cstack是智能合约研发命令行工具，通过该工具可以完成cstack工程的创建、编译、测试、三方包管理、标准组件导出等功能。

• 下载ChainStack安装包，解压安装包
• 进入安装包目录，执行bash install_nix.sh && source ~/.chainstack/env
• 执行成功后检查安装

一键创建简单wasm合约工程

执行命令 cstack quickinit Demo 创建名为Demo的合约项目

网络环境配置

打开project-setting.yaml，填入“环境申请”得到的账户信息和BaaS Rest访问信息

一键运行合约

运行测试用例

执行命令 cstack test 运行测试用例

编译合约

执行命令 cstack build，合约模块会编译出智能合约字节码

字节码需要部署到区块链上，通过交易触发才能执行

DApp工程结构

cstack quickinit 会生成一个DApp工程，包含两个模块

• 合约模块：contract目录为合约模块，含有一个智能合约
• Java集成测试模块：test/ittest目录为Java测试模块，这是一个标准Maven工程，里面自动生成一个测试用例