So verwenden Sie Golang zur Implementierung von EVM

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Blockchain-Technologie verfügt Ethereum als repräsentativste Smart-Contract-Plattform bereits über gute Unterstützung und ein riesiges Ökosystem für Entwickler. Da die Softwarearchitektur der Ethereum Virtual Machine (EVM) jedoch auf der Entwicklung der Solidity-Sprache basiert, implementiert die EVM zur Verbesserung der Leistung zusätzlich einen JIT-Compiler (Just In Time) zur Codeoptimierung Dies schränkt in gewisser Weise die Entwicklungseffizienz des Ethereum-Ökosystems ein.

Aufgrund dieser Probleme versuchen viele Entwickler, andere Programmiersprachen zur Entwicklung von EVM zu verwenden, in der Hoffnung, eine effizientere Ausführung von Smart-Contract-Code zu erreichen. Golang ist eine von Google entwickelte Programmiersprache, die eine sehr praktische Möglichkeit zur Low-Level-Programmierung bietet. Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie Golang zur Implementierung von EVM verwenden.

EVM-Übersicht

Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist eine stapelbasierte virtuelle Maschine, die Ethereum-Smart-Verträge ausführt. EVM bietet eine einheitliche Ausführungsumgebung im gesamten Ethereum-Netzwerk und stellt sicher, dass Smart Contracts wie erwartet auf verschiedenen Knoten ausgeführt werden können. Das EVM definiert eine Reihe von Anweisungen, die während bestimmter Vorgänge ihren Status ändern. Zu diesen Zuständen gehören Speicher, Speicher und Stapel.

EVM mit Golang implementieren

Um Golang zur Implementierung von EVM zu verwenden, müssen wir zuerst go-ethereum installieren. go-ethereum ist eine offizielle Golang-Implementierung von Ethereum, die einige sehr nützliche Bibliotheken und Funktionen bereitstellt. Es kann als Ethereum-Knoten zum Erstellen von Ethereum-dApps (dezentralen Anwendungen) verwendet werden.

Vorausgesetzt, wir haben Go-Ethereum- und Solidity-Compiler installiert, können wir mit der Implementierung von EVM mit den folgenden Schritten beginnen:

Schritt 1: Definieren Sie den Befehlssatz von EVM

In Golang können wir Aufzählungstypen verwenden, um den Befehlssatz des EVM zu definieren , zum Beispiel:

type OpCode byte

const (
  STOP OpCode = iota
  ADD
  MUL
  SUB
  DIV
  SDIV
  MOD
  SMOD
  ADDMOD
  MULMOD
  EXP
  SIGNEXTEND
  ...
)

Diese Anweisungen finden Sie im Yellow Paper von Ethereum oder können dem Quellcode im go-ethereum-Paket entnommen werden. Wir müssen für jede Anweisung eine Methode definieren, die die Logik der Anweisung ausführt. Für die ADD-Anweisung können wir beispielsweise die folgende Methode definieren:

func (evm *EVM) add() {
  x, y := evm.stack.Pop(), evm.stack.Pop()
  result := x.Add(y)
  evm.stack.Push(result)
}

Schritt 2: Solidity-Bytecode analysieren

Wenn wir einen Smart Contract mit Solidity schreiben, kompiliert der Compiler ihn in Bytecode-Form und stellt ihn dann auf dem Ethereum bereit Netzwerk. In unserem Golang EVM müssen wir zuerst den Solidity-Bytecode analysieren und ihn dann in EVM-Anweisungen konvertieren. Wir können dies mit dem Parser aus dem Paket go-ethereum tun. Beispiel:

import (
  "github.com/ethereum/go-ethereum/common"
  "github.com/ethereum/go-ethereum/core/vm"
)

func (evm *EVM) execute(code []byte) {
  vm := vm.NewEVM(evm.context, evm.stateDB, evm.vmConfig)
  contract := vm.NewContract(&vm.ContractConfig{
    Code:      common.CopyBytes(code),
    GasLimit:  1000000,
    Value:     big.NewInt(0),
  })
  contract.SetCallCodeFn(evm.callCode)
  contract.SetStaticCallFn(evm.staticCall)
  contract.SetDelegateCallFn(evm.delegateCall)
  vm.Execute(evm.context, contract)
}

Der obige Code analysiert den Solidity-Bytecode in ein Vertragsobjekt und ruft dann die Execute()-Methode des EVM auf, um den Code auszuführen.

Schritt 3: Speicher, Speicher und Stapel implementieren

EVM hat drei Zustände: Speicher, Speicher und Stapel. In Golang EVM müssen wir diese Zustände implementieren. Wir können Golangs Slice als Speicher, Map als Speicher und Golangs Stack als Stack verwenden.

type EVM struct {
  context  *core.ExecutionContext
  stateDB  *state.StateDB
  vmConfig vm.Config

  memory []byte
  storage map[common.Hash] common.Hash
  stack *stack
}

Schritt 4: Implementieren Sie die Logik des Befehlssatzes

Nachdem wir den Befehlssatz definiert haben, müssen wir die Logik jeder Anweisung implementieren. Jede Anweisung ändert den Status des Stapels. Im Fall der ADD-Anweisung werden beispielsweise zwei Werte vom Stapel entfernt, hinzugefügt und das Ergebnis schließlich wieder auf den Stapel verschoben. Wir können die folgende Methode definieren, um die Logik der ADD-Anweisung zu implementieren:

func (evm *EVM) add() {
  x, y := evm.stack.Pop(), evm.stack.Pop()
  result := x.Add(y)
  evm.stack.Push(result)
}

Schritt 5: Verschiedene Ausnahmebehandlungen implementieren

Bei der Implementierung der Logik der Anweisung müssen wir verschiedene Ausnahmen behandeln, z. B. Stapelüberlauf und übermäßige Aufruftiefe , Speicherüberlauf usw. Unter der Annahme, dass es sich bei unserem Golang EVM um eine vollständige Ethereum-Implementierung handelt, müssen wir eine Reihe anderer Ausnahmen behandeln, z. B. das Konto existiert nicht, das Konto ist gesperrt, das Mining wurde nicht abgeschlossen usw.

Fazit

Die Verwendung von Golang zur Implementierung von EVM kann die Leistung und Entwicklungseffizienz intelligenter Verträge verbessern. Es bietet Entwicklern mehr Flexibilität und Freiheit, sich besser an verschiedene Anwendungsszenarien anzupassen. Obwohl die Implementierung von Golang EVM komplizierter sein wird als die Implementierung von Solidity EVM, bietet sie einen neuen und effizienten Weg für die Entwicklung von EVM.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo verwenden Sie Golang zur Implementierung von EVM. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!