如何使用C++进行Ontology Wasm合约开发

Ontology Wasm 自从上线测试网以来便受到了社区开发人员的极大关注。Ontology Wasm 的上线将使得业务逻辑复杂的 dApp 合约上链成本降低，极大丰富 dApp 生态。在进行 Ontology Wasm 合约开发时，开发者不仅可以使用 Rust，还可以使用 C++ 作为合约开发语言。

一、Hello World

按照惯例，我们还是从一个 Hello world 开始

#include《ontiolib/ontio.hpp》#include《stdio.h》

using namespace ontio;class hello:public contract {

public：

using contract：：contract：

void sayHello（）{

printf（“hello world！”）;

}

};

ONTIO_DISPATCH（hello， （sayHello））;

1.1 合约入口

Ontology Wasm CDT 编译器已经对入口和参数解析进行了封装，所以开发者不需要重新定义入口方法。接下来是定义合约的对外接口，这是智能合约对外提供服务的方法。

ONTIO_DISPATCH（hello， （sayHello））;

在上面的例子中， 我们暂时只支持 sayHello 这个方法：

printf（“hello world！”）;

这个“Hello world！”会在节点的日志中以调试信息打印出来。在实际的应用中， printf 只能用作调试的目的， 一个实际的智能合约，需要实现更多更复杂的功能。

1.2 智能合约 API

Ontology Wasm 提供如下 API 与区块链的底层进行交互：

二、红包合约

下面我们通过一个更加复杂的例子来演示如何通过这些 API 来开发一个完整的 Wasm 智能合约。

很多情况下我们都会通过各种 App，如微信等聊天工具发红包。我们可以给朋友发送红包，也可以抢其他人发送的红包，收到的钱会记入到个人微信账户中。

类似于微信的流程，我们将尝试创建一个智能合约。用户使用该合约，可以发送 ONT，ONG 或者是标准的 OEP-4的 Token 资产红包给他的朋友们，而朋友们抢到的红包可以直接转入到他们的钱包账户中。

2.1 创建合约

首先，我们需要新建合约的源文件，暂且命名为 redEnvelope.cpp。这个合约我们需要三个接口：

· createRedEnvelope： 创建红包

· queryEnvelope： 查询红包信息

· claimEnvelope： 抢红包

#include《ontiolib/ontio.hpp》

using namespace ontio;

class redEnvelope： public contract{

}

ONTIO_DISPATCH（redEnvelope， （createRedEnvelope）（queryEnvelope）（claimEnvelope））;

我们需要在存储中保存一些关键的数据。在智能合约中， 数据以 KV 的形式保存在该合约的上下文空间中，这些数据的 KEY 需要设置前缀以便于后面的查询。下面定义了三个不同的前缀供使用：

std：：string rePrefix = “RE_PREFIX_”;

std：：string sentPrefix = “SENT_COUNT_”;

std：：string claimPrefix = “CLAIM_PREFIX_”;

因为我们的合约支持 ONT 和 ONG 这两种 Ontology 的原生资产， 我们可以预先定义好这两种资产的合约地址。不同于标准的智能合约， Ontology 原生合约（native contract）的合约地址是固定的，而不是根据合约代码的 hash 计算而来的。

address ONTAddress = {0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1};

address ONGAddress = {0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，2};

我们需要在合约中保存红包的信息， 如红包的资产信息（token 的合约地址， 红包的总金额， 红包的个数等等）。

struct receiveRecord{

address account; //用户地址

asset amount; //抢到的金额

ONTLIB_SERIALIZE（receiveRecord，（account）（amount））

};

struct EnvelopeStruct{

address tokenAddress; //资产token的地址

asset totalAmount; //红包总金额

asset totalPackageCount; //红包总数

asset remainAmount; //当前剩余的金额

asset remainPackageCount; //当前剩余的红包数

std：：vector《struct receiveRecord》 records; //已经抢完的记录

ONTLIB_SERIALIZE（ EnvelopeStruct， （tokenAddress）（totalAmount）（totalPackageCount）（remainAmount）（remainPackageCount）（records） ）

};

其中，

ONTLIB_SERIALIZE（receiveRecord，（account）（amount））

是由 Ontology Wasm CDT 定义的宏操作，用于在将 struct 存储前进行序列化的操作。

2.2 创建红包

准备工作差不多了，下面我们开始开发具体的接口逻辑。

1. 创建红包需要指定创建者地址， 红包数量， 红包金额和资产的合约地址：

bool createRedEnvelope（address owner，asset packcount， asset amount，address tokenAddr ）{

return true;

}

2. 检查是否有创建者的签名， 否则交易回滚退出：

ontio_assert（check_witness（owner），“checkwitness failed”）;

NOTE： ontio_assert（expr， errormsg）：当 expr 为 false 时， 抛出异常并退出。

3. 如果红包资产是 ONT，由于 ONT 的不可分割性（最小为1个 ONT）， 红包的金额要大于或等于红包的数量，保证每个红包最少有1个 ONT：

if （isONTToken（tokenAddr））{

ontio_assert（amount 》= packcount，“ont amount should greater than packcount”）;

}

4. 对于每个红包的创建者，我们需要记录一下他发送红包的总数量：

key sentkey = make_key（sentPrefix，owner.tohexstring（））;

asset sentcount = 0;

storage_get（sentkey，sentcount）;

sentcount += 1;

storage_put（sentkey，sentcount）;

5. 生成红包 hash， 这个 hash 就是之后标识这个红包的唯一 ID：

H256 hash ;

hash256（make_key（owner，sentcount），hash） ;

key rekey = make_key（rePrefix，hash256ToHexstring（hash））;

6. 根据 token 资产的类型，将资产转入合约中，self_address（）可以取得当前执行的合约地址， 我们根据用户输入的 token 类型，将指定数量的 token 转入合约：

address selfaddr = self_address（）;

if （isONTToken（tokenAddr））{

bool result = ont：：transfer（owner，selfaddr ，amount）;

ontio_assert（result，“transfer native token failed！”）;

}else if （isONGToken（tokenAddr））{

bool result = ong：：transfer（owner，selfaddr ，amount）;

ontio_assert（result，“transfer native token failed！”）;

}else{

std：：vector《char》 params = pack（std：：string（“transfer”），owner，selfaddr，amount）;

bool res;

call_contract（tokenAddr，params， res ）;

ontio_assert（res，“transfer oep4 token failed！”）;

}

NOTE 1：对于 ONT 和 ONG 这两种原生资产， Ontology Wasm CDT 提供了ont：：transfer API 进行转账操作；而 OEP-4类的资产，需要按照普通的跨合约调用方法来转账。

NOTE 2：和普通的钱包地址一样， 合约地址也可以接受任意类型的资产。但是合约地址是由合约编译后的二进制代码 hash 产生的，所以没有对应的私钥，也就无法随意操作合约中的资产，如果你没有在合约中设置对资产的操作，就意味着你将无法控制这部分资产。

7. 将合约的信息保存在存储中：

struct EnvelopeStruct es ;

es.tokenAddress = tokenAddr;

es.totalAmount = amount;

es.totalPackageCount = packcount;

es.remainAmount = amount;

es.remainPackageCount = packcount;

es.records = {};

storage_put（rekey， es）;

8. 发送创建红包的事件。对于智能合约的调用是一个异步的过程，合约会在执行成功后发送一个事件来通知客户端执行结果，这个事件的格式可以由合约的编写者来指定。

char buffer ［100］;

sprintf（buffer， “{”states“：［”%s“， ”%s“， ”%s“］}”，“createEnvelope”，owner.tohexstring（）.c_str（），hash256ToHexstring（hash）.c_str（））;

notify（buffer）;

return true;

一个简单的红包就创建完成了， 下一步我们需要实现如何查询这个红包的信息。

2.3 查询红包

查询红包的逻辑非常简单， 只需要将存储中的红包信息取出并格式化返回即可：

std：：string queryEnvelope（std：：string hash）{

key rekey = make_key（rePrefix， hash）;

struct EnvelopeStruct es;

storage_get（rekey， es）;

return formatEnvelope（es）;

}

NOTE：对于智能合约的只读操作（例如查询）， 可以通过预执行（pre-exec）来读取结果。不同于普通的合约调用，预执行不需要钱包的签名，同时也就无需花费 ONG。最后，其他用户可以根据 hash（红包的 ID）来领取（抢）这个红包了。

2.4 领取红包

我们已经把资产成功地转入到智能合约中了， 接下来就可以把这个红包的 ID 发送给你的朋友们让他们去抢红包了。

1. 领取红包需要输入领取人的账户和红包的hash：

bool claimEnvelope（address account， std：：string hash）{

return true;

}

2. 同样， 我们需要验证领取账户的签名， 不允许替其他人抢红包， 而且每个账户每个红包只能抢一次：

ontio_assert（check_witness（account），“checkwitness failed”）;

key claimkey = make_key（claimPrefix，hash，account）;

asset claimed = 0 ;

storage_get（claimkey，claimed）;

ontio_assert（claimed == 0，“you have claimed this Envelope！”）;

3. 按照 hash 从存储中取出红包的信息， 判断这个红包是否没有被抢完：

key rekey = make_key（rePrefix，hash）;

struct EnvelopeStruct es;

storage_get（rekey，es）;

ontio_assert（es.remainAmount 》 0， “the Envelope has been claimed over！”）;

ontio_assert（es.remainPackageCount 》 0， “the Envelope has been claimed over！”）;

4. 新建一条领取的记录：

struct receiveRecord record ;

record.account = account;

asset claimAmount = 0;

5. 计算本次领取红包的资产数量。如果是最后一个红包， 数量为剩余的金额， 否则根据当前区块 hash 计算随机数，确定本次领取的数量， 并更新红包信息：

if （es.remainPackageCount == 1）{

claimAmount = es.remainAmount;

record.amount = claimAmount;

}else{

H256 random = current_blockhash（） ;

char part［8］;

memcpy（part，&random，8）;

uint64_t random_num = *（uint64_t*）part;

uint32_t percent = random_num % 100 + 1;

claimAmount = es.remainAmount * percent / 100;

//ont case

if （claimAmount == 0）{

claimAmount = 1;

}else if（isONTToken（es.tokenAddress））{

if （ （es.remainAmount - claimAmount） 《 （es.remainPackageCount - 1））{

claimAmount = es.remainAmount - es.remainPackageCount + 1;

}

}

record.amount = claimAmount;

}

es.remainAmount -= claimAmount;

es.remainPackageCount -= 1;

es.records.push_back（record）;

6. 根据计算结果， 将对应资产从合约中转到领取的账户：

address selfaddr = self_address（）;

if （isONTToken（es.tokenAddress））{

bool result = ont：：transfer（selfaddr，account ，claimAmount）;

ontio_assert（result，“transfer ont token failed！”）;

} else if （isONGToken（es.tokenAddress））{

bool result = ong：：transfer（selfaddr，account ，claimAmount）;

ontio_assert（result，“transfer ong token failed！”）;

} else{

std：：vector《char》 params = pack（std：：string（“transfer”），selfaddr，account，claimAmount）;

bool res = false;

call_contract（es.tokenAddress，params， res ）;

ontio_assert（res，“transfer oep4 token failed！”）;

}

7. 记录领取的信息， 将更新后的红包信息写回存储并发送通知事件：

storage_put（claimkey，claimAmount）;

storage_put（rekey，es）;

char buffer ［100］;

std：：sprintf（buffer， “{”states“：［”%s“，”%s“，”%s“，”%lld“］}”，“claimEnvelope”，hash.c_str（），account.tohexstring（）.c_str（），claimAmount）;

notify（buffer）;

return true;

如前面所说，这个合约只能通过 claimEnvelope 这个接口将资产转出合约。所以，合约中的资产是安全的，任何人都无法随意的取走里面的资产。至此， 一个简单的红包合约逻辑完成， 完整的合约代码如下： https://github.com/JasonZhouPW/pubdocs/blob/master/redEnvelope.cpp

2.5 合约测试

合约测试可以有两种方法：

1. 使用 CLI

请参考：https://github.com/ontio/ontology-wasm-cdt-cpp/blob/master/How_To_Run_ontologywasm_node.md

2. 使用 Golang SDK

请参考：https://github.com/ontio/ontology-wasm-cdt-cpp/blob/master/example/other/main.go

三、总结

本示例只是为了展示如何编写一个完整的 Ontology Wasm 智能合约， 如何通过调用 API 和底层的区块链进行交互。如果要作为正式的产品， 还需要解决红包的隐私问题： 所有人都可以通过监控合约的事件来取得红包的 hash， 意味着每个人都可以抢这个红包。一种比较简单的解决方法，就是在创建红包时指定哪些账户能够领取。如果有兴趣， 您也可以尝试修改测试一下。

Ontology 作为领先公链，率先支持 Wasm 合约，为 Wasm 技术的成熟贡献自己的一份力量。我们欢迎更多的 Wasm 技术爱好者加入本体开发社区，共同打造技术生态。