wasm

WebAssembly 智能合约包装层

本目录包含用于开发基于WebAssembly的智能合约的包装层代码。该包装层提供了合约代码与主机环境（区块链虚拟机）之间的通信桥梁，使开发者能够方便地编写、测试和部署智能合约。

目录结构

wasm/
├── contract.go           # 核心包装层，提供与主机环境的通信接口
├── counter_contract.go   # 计数器合约示例
└── README.md             # 使用说明文档

包装层架构

包装层实现了区块链智能合约的标准接口，并提供了与主机环境通信的机制：

flowchart TD
    A[智能合约代码] --> B[合约包装层]
    B <--> C[主机环境]
    C <--> D[区块链状态]

    subgraph WASM合约
        A
        B
    end

    subgraph 区块链虚拟机
        C
        D
    end

核心组件

包装层的核心组件包括：

1. 基本类型定义：

   • Address: 区块链地址类型
   • ObjectID: 对象唯一标识符
   • ZeroAddress: 空地址常量

2. Context 接口实现：

   • Sender(): 获取调用合约的账户地址
   • BlockHeight(): 获取当前区块高度
   • BlockTime(): 获取当前区块时间戳
   • ContractAddress(): 获取当前合约地址
   • Balance(addr): 查询账户余额
   • Transfer(to, amount): 转账操作
   • Call(contract, function, args...): 跨合约调用
   • Log(event, keyValues...): 记录事件日志

3. Object 接口实现：

   • ID(): 获取对象ID
   • Owner(): 获取对象所有者
   • SetOwner(owner): 设置对象所有者
   • Get(field, value): 获取对象字段值
   • Set(field, value): 设置对象字段值
   • Contract(): 获取对象所属合约地址

4. 内存管理：

   • allocate(size): 分配内存
   • deallocate(ptr, size): 释放内存
   • readMemory(ptr, size): 读取内存数据
   • writeToMemory(data): 写入内存数据

5. 主机函数调用：

   • callHost(funcID, data): 与主机环境通信的核心函数
   • call_host_set/get_buffer: WebAssembly导入函数

智能合约开发指南

1. 创建新合约

合约代码必须使用 package main，并包含一个空的 main() 函数：

package main

import (
    "github.com/govm-net/vm/core"
)

// WebAssembly要求的main函数
func main() {
    // 此函数在WebAssembly中不会被执行
}

2. 定义导出函数

所有大写字母开头的函数将被自动导出，可以在区块链上调用：

// 初始化函数 - 需要用户主动调用以初始化合约状态
// 建议在部署合约后立即调用此函数
func Initialize(ctx core.Context) error {
    // 初始化合约状态
    return nil
}

// 公开的业务函数
func Transfer(ctx core.Context, to core.Address, amount uint64) error {
    // 实现转账逻辑
    return ctx.Transfer(to, amount)
}

3. 使用Context接口

所有合约函数都通过 Context 接口访问区块链环境：

func MyFunction(ctx core.Context) {
    // 获取区块链信息
    height := ctx.BlockHeight()
    sender := ctx.Sender()
    
    // 记录日志
    ctx.Log("my_event", "height", height, "sender", sender)
}

4. 管理状态对象

使用 Object 接口管理状态数据：

func StoreData(ctx core.Context, key string, value uint64) error {
    // 创建对象，默认 owner 为合约地址
    obj := ctx.CreateObject()
    
    // 存储数据
    return obj.Set(key, value)
}

5. 跨合约调用

使用 Call 方法调用其他合约的函数：

func CallOtherContract(ctx core.Context, contractAddr core.Address) error {
    // 调用其他合约的函数
    result, err := ctx.Call(contractAddr, "SomeFunction", arg1, arg2)
    if err != nil {
        return err
    }
    
    // 处理结果
    return nil
}

编译与部署

编译合约

使用TinyGo编译合约为WebAssembly模块：

tinygo build -o contract.wasm -target=wasi -opt=z -no-debug ./

编译选项说明：

• -target=wasi: 指定编译目标为WebAssembly系统接口
• -opt=z: 优化输出大小
• -no-debug: 移除调试信息

部署合约

通过区块链的接口部署编译好的WebAssembly合约。

示例合约

计数器合约

counter_contract.go 实现了一个简单的计数器合约，包括：

• 初始化计数器
• 增加计数器值
• 获取当前计数器值
• 重置计数器

其他示例

请参考examples/contracts里面的例子

最佳实践

1. 内存管理：

   • 避免过多的内存分配，尽量重用缓冲区

2. 错误处理：

   • 总是检查返回的错误
   • 提供有意义的错误信息
   • 使用 Log 记录重要操作

3. 安全检查：

   • 验证调用权限
   • 检查参数有效性
   • 验证对象所有权

4. 性能优化：

   • 使用缓存减少主机调用
   • 批量处理数据
   • 避免频繁的内存分配

5. 类型安全：

   • 使用明确的类型转换
   • 验证参数类型
   • 处理边界情况

参考资料

• WebAssembly官方文档
• TinyGo文档
• 智能合约设计模式