区块链安全

区块链安全第 3 课——智能合约编程：Hello Solidity

by Snowming

@snowming

0x01 本课导言

在本文中，将从使用 Solidity 输出 Hello World 开始，逐步深入到对链上数据的读写操作，最终系统地学习一遍 Solidity 的基本语法。


你会发现在 Solidity 中输出 Hello World 并无需像 C 或者 Python 一样调用 printf/print，编译器已经帮我们实现了对于状态变量的 getter() 方法……你还会见到一些熟悉的老朋友比如 enum、struct、循环……语法基本类似于 C 但是比 C 更简单，也会有一些新朋友比如 function modifier、event、function selector……话不多说，快来一起领略 Solidity 的魅力！

0x02 Hello World

每一种语言的学习都是从 hello world 开始的。来看看如何用 Solidity 写 Hello World 吧！

pragma solidity ^0.4.9;
contract HelloWorld{
string public greet = "Hello World!";
}

编译、部署&&运行之后，使用 Remix 获取这个「状态变量」。状态变量是永久地存储在合约存储中的值。定义方式是：<类型> <属性> <变量名> = <值>。

状态变量有两个特征：

  • 在函数外声明
  • 存储在区块链上，也就是会上链

如上，点击 greet 按钮的提示语是：
CALL[call]from: 0x9746391f7B9DD17cf887D434F1aE44fb9Bd6D3e4to: HelloWorld.greet()data: 0xcfa...e3217Debug
这意味着刚刚我们调用了 HelloWorld.greet()，且返回值是 string: Hello World!

为什么明明是访问了状态变量，但是显示的是调用了同名方法呢？

这是因为 public 关键字的作用。
关键字 public 自动生成一个函数，允许在这个合约之外访问这个状态变量的当前值。如果没有这个关键字，其他的合约没有办法访问这个变量。所以这句代码：string public greet = "Hello World!"; 实际由编译器生成的函数的代码大致如下所示：
function greet() returns (string) { return greet; }

当然，加一个和上面完全一样的函数是行不通的，因为我们会有同名的一个函数和一个变量。这里，只是要解释为什么明明是变量但是是通过函数访问的 —— 因为编译器已经帮你实现了 get() 方法。

0x03 get() 和 set() 函数的上链问题

来看这个简单的合约：

pragma solidity ^0.4.19;

contract SimpleStorage {
    uint storedData;
    function set(uint x) public {
        storedData = x;
    }

    function get() public view returns (uint) {
        return storedData;
    }
}

代码非常简单，相信通过前两课的铺垫，可以很容易的看出：

  • set 方法是修改 storedData 的值的
  • get 方法是获取 storedData 的值的

部署此合约之后来尝试调用这两个方法：

我在操作的时候，先填写了 788 的参数，然后调用了 set 方法；然后在交易 pending 的期间调用了 get 方法。结果返回的值是 0。

但其实链上的交易顺序是基于 nonce 的。set 是第 n 币交易，则 get 是第 n+1 笔交易。理论上在区块链上只有第 n 笔交易完成后，才会执行第 n+1 笔交易。但是很显然在这里，get 函数被直接先于 set 函数调用了。

而且查看合约交易历史，只能看到 set 方法的调用，而看不到 get 方法的调用：

但是当 set 方法执行完毕后，再次执行 get 方法，就能得到被改变的 storedData 值，这说明 get 方法也是执行成功了的。但是区块链上却看不到交易历史。

这是为什么呢？
通俗一点来说：读不上链写上链。也就是对于合约数据的读取不会作为区块链中的交易，而写或者修改这些操作才会作为区块链中的交易。
因为声明了 storedData 变量之后默认初始化值为 0，所以 get 调用返回 0。而且不需要参与链上交易的排队。

另外可以说一下 get() 方法中的这个 view 关键字：
function get() public view returns (uint)

可以将函数声明为 view 类型，这种情况下要保证不修改状态。
下面的语句被认为是修改状态：

  1. 修改状态变量。
  2. 产生事件。
  3. 创建其它合约。
  4. 使用 selfdestruct（合约自毁）。
  5. 通过调用发送以太币。
  6. 调用任何没有标记为 view 或者 pure 的函数。
  7. 使用低级调用。
  8. 使用包含特定操作码的内联汇编。

注：constant 是 view 的别名。

0x04 What’s more

现在你已经零零散散的了解了一些关于智能合约编程的基本知识了，但是可能在上面的内容中有一些模糊不清的困惑。所以我仍认为你应该系统学习一下 Solidity 编程的基本语法。
这篇博客之所以跟第二篇之间隔了好几天的时间，是因为我把这部分语法刷完了才发出来。简单的说就是要阅读代码、理解概念，个人比较喜欢这种 learn by example 的形式。

下面是我刷过的知识点的列表：

希望你也刷一遍，然后再和我一起进行下一步的学习，有任何问题可以在评论中留言。

下次课我们将换换口味，暂时从大段代码中松口气。我将介绍以太坊客户端，进行以太坊客户端的下载、安装、区块链同步以及通过 JSON-RPC 接口向客户端发起请求、获取数据。