TypeScript viedie līgumi: Līguma loģikas tipa ieviešana

Blokķēžu tehnoloģijas attīstība ir palielinājusi pieprasījumu pēc drošiem un uzticamiem viedajiem līgumiem. Lai gan Solidity joprojām ir dominējošā valoda Ethereum viedo līgumu izstrādē, TypeScript piedāvā pārliecinošas priekšrocības izstrādātājiem, kuri meklē uzlabotu tipu drošību, labāku koda uzturēšanu un pazīstamāku izstrādes pieredzi. Šis raksts pēta, kā efektīvi ieviest viedo līgumu loģiku, izmantojot TypeScript, koncentrējoties uz tā tipu sistēmas izmantošanu, lai veidotu stabilas un drošas decentralizētas lietojumprogrammas globālai auditorijai.

Kāpēc TypeScript viedajiem līgumiem?

Tradicionāli viedie līgumi ir rakstīti tādās valodās kā Solidity, kurai ir savas īpatnības un mācīšanās līkne. TypeScript, kas ir JavaScript superset, viedo līgumu izstrādei sniedz vairākas galvenās priekšrocības:

• Uzlabota tipu drošība: TypeScript statiskā tipizācija palīdz noteikt kļūdas izstrādes laikā, samazinot dārgu kļūdu risku ražošanā. Tas ir īpaši svarīgi viedo līgumu augsta riska vidē, kur pat nelielas nepilnības var radīt ievērojamus finansiālus zaudējumus. Piemēri ietver tipu nesaderības novēršanu funkciju argumentu gadījumā vai pārliecināšanos, ka stāvokļa mainīgie tiek sasniegti ar pareizajiem tipiem.
• Uzlabota koda uzturēšana: TypeScript tipu sistēma padara kodu vieglāk saprotamu un uzturējamu, īpaši lielos un sarežģītos projektos. Skaidras tipu definīcijas nodrošina vērtīgu dokumentāciju, atvieglojot izstrādātāju sadarbību un līguma modificēšanu laika gaitā.
• Pazīstama izstrādes pieredze: Daudzi izstrādātāji jau ir pazīstami ar JavaScript un tās ekosistēmu. TypeScript balstās uz šo pamatu, nodrošinot pieejamāku sākumpunktu viedo līgumu izstrādei. Bagātīgie rīki, kas pieejami JavaScript, piemēram, IDE atbalsts un atkļadošanas rīki, var tikt viegli izmantoti TypeScript viedo līgumu projektos.
• Samazinātas izpildlaika kļūdas: Pārliecinoties par tipu pārbaudi kompilācijas laikā, TypeScript palīdz novērst izpildlaika kļūdas, kuras var būt grūti atkļatot tradicionālās viedo līgumu izstrādes vidēs.

Tilts starp TypeScript un Solidity kompilāciju

Lai gan TypeScript piedāvā daudzas priekšrocības, tas nevar tieši izpildīties Ethereum virtuālajā mašīnā (EVM). Tāpēc ir nepieciešams kompilācijas solis, lai tulkotu TypeScript kodu Solidity — valodā, ko EVM saprot. Vairāki rīki un bibliotēkas atvieglo šo procesu:

• ts-solidity: Šis rīks ļauj rakstīt viedos līgumus TypeScript un automātiski tos pārvērst par Solidity. Tas izmanto TypeScript tipu informāciju, lai ģenerētu efektīvu un salasāmu Solidity kodu.
• Trešo pušu bibliotēkas: Dažādas bibliotēkas nodrošina utilītas Solidity koda ģenerēšanai no TypeScript, ieskaitot funkcijas datu tipu, aritmētisko operāciju un notikumu emisijas apstrādei.
• Pielāgoti kompilatori: Sarežģītākiem lietošanas gadījumiem izstrādātāji var izveidot pielāgotus kompilatorus vai transpilatorus, lai pielāgotu koda ģenerēšanas procesu savām īpašajām vajadzībām.

Kompilācijas process parasti ietver šādus soļus:

1. Rakstiet viedo līgumu loģiku TypeScript: Definējiet līguma stāvokļa mainīgos, funkcijas un notikumus, izmantojot TypeScript sintaksi un tipus.
2. Kompilējiet TypeScript uz Solidity: Izmantojiet rīku, piemēram, `ts-solidity`, lai tulkotu TypeScript kodu atbilstošā Solidity kodā.
3. Kompilējiet Solidity uz baitkodu: Izmantojiet Solidity kompilatoru (`solc`), lai kompilētu ģenerēto Solidity kodu EVM baitkodā.
4. Ievietojiet baitkodu blokķēdē: Ievietojiet kompilēto baitkodu vēlamajā blokķēdes tīklā.

Līguma loģikas ieviešana ar TypeScript tipiem

TypeScript tipu sistēma ir spēcīgs rīks ierobežojumu noteikšanai un kļūdu novēršanai viedo līgumu loģikā. Šeit ir daži galvenie paņēmieni tipu izmantošanai savos viedajos līgumos:

1. Datu struktūru definēšana ar interfeisiem un tipiem

Izmantojiet interfeisus un tipus, lai definētu datu struktūru, kas tiek izmantota jūsu viedajos līgumos. Tas palīdz nodrošināt konsekvenci un novērst negaidītas kļūdas, piekļūstot vai modificējot datus.

Piemērs:

            
interface User {
  id: number;
  name: string;
  balance: number;
  countryCode: string; // ISO 3166-1 alpha-2 country code
}

type Product = {
  productId: string;
  name: string;
  price: number;
  description: string;
  manufacturer: string;
  originCountry: string; // ISO 3166-1 alpha-2 country code
};

            

              
                Copy
              
            
          

Šajā piemērā mēs definējam interfeisus `User` un `Product` objektiem. `countryCode` rekvizīts nodrošina standarta (ISO 3166-1 alpha-2) ievērošanu, lai nodrošinātu datu konsekvenci dažādos reģionos un lietotājiem.

2. Funkciju argumentu un atgriezto vērtību tipu norādīšana

Skaidri definējiet funkciju argumentu un atgriezto vērtību tipus. Tas palīdz nodrošināt, ka funkcijas tiek izsauktas ar pareizajiem datiem un ka atgrieztās vērtības tiek apstrādātas atbilstoši.

Piemērs:

            
function transferFunds(from: string, to: string, amount: number): boolean {
  // Implementation
  return true; // Or false based on success
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šis piemērs definē `transferFunds` funkciju, kas pieņem divus string argumentus (`from` un `to` adreses) un vienu skaitļa argumentu (`amount`). Funkcija atgriež boolean vērtību, norādot, vai pārskaitījums bija veiksmīgs. Validācijas pievienošana (piemēram, adrešu derīguma pārbaude, izmantojot regulāros izteicienus) šajā funkcijā var arī uzlabot drošību. Globālai auditorijai ir izdevīgi izmantot standartizētu valūtas attēlojumu, piemēram, ISO 4217 valūtu kodus.

3. Enumu izmantošana stāvokļa pārvaldībai

Enumi nodrošina veidu, kā definēt nosauktu konstantu kopumu, ko var izmantot, lai attēlotu dažādus viedo līgumu stāvokļus.

Piemērs:

            
enum ContractState {
  Pending,
  Active,
  Paused,
  Completed,
  Cancelled,
}

let currentState: ContractState = ContractState.Pending;

function activateContract(): void {
  if (currentState === ContractState.Pending) {
    currentState = ContractState.Active;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šis piemērs definē `ContractState` enum ar piecām iespējamām vērtībām. `currentState` mainīgais tiek inicializēts uz `ContractState.Pending` un var tikt atjaunināts uz citiem stāvokļiem, pamatojoties uz līguma loģiku.

4. Dziļuma tipu izmantošana atkārtoti lietojamai loģikai

Dziļuma tipi ļauj rakstīt funkcijas un klases, kas var darboties ar dažādiem datu tipiem, nezaudējot tipu drošību.

Piemērs:

            
function wrapInArray<T>(item: T): T[] {
  return [item];
}

const numberArray = wrapInArray(123); // numberArray ir tipa number[]
const stringArray = wrapInArray("hello"); // stringArray ir tipa string[]

            

              
                Copy
              
            
          

Šis piemērs definē dziļuma funkciju `wrapInArray`, kas pieņem jebkura tipa `T` vienumu un atgriež masīvu, kas satur šo vienumu. TypeScript kompilators nosaka atgrieztā masīva tipu, pamatojoties uz ievades vienuma tipu.

5. Savienojuma tipu izmantošana elastīgai datu apstrādei

Savienojuma tipi ļauj mainīgajam glabāt dažādu tipu vērtības. Tas ir noderīgi, ja funkcija vai mainīgais var pieņemt vairākus tipu ievades.

Piemērs:

            
type StringOrNumber = string | number;

function printValue(value: StringOrNumber): void {
  console.log(value);
}

printValue("Hello"); // Valid
printValue(123); // Valid

            

              
                Copy
              
            
          

Šeit `StringOrNumber` ir tips, kas var būt gan `string`, gan `number`. `printValue` funkcija pieņem jebkuru no šiem tipiem kā ievadi.

6. Pārklājumu (Mappings) ieviešana ar tipu drošību

Sazinoties ar Solidity pārklājumiem (atslēgu-vērtību krātuvēm), nodrošiniet tipu drošību TypeScript, definējot atbilstošus tipus atslēgām un vērtībām.

Piemērs (simulēts pārklājums):

            
interface UserProfile {
    username: string;
    email: string;
    country: string; // ISO 3166-1 alpha-2 code
}

const userProfiles: { [address: string]: UserProfile } = {};

function createUserProfile(address: string, profile: UserProfile): void {
    userProfiles[address] = profile;
}

function getUserProfile(address: string): UserProfile | undefined {
    return userProfiles[address];
}

// Usage
createUserProfile("0x123abc", { username: "johndoe", email: "john@example.com", country: "US" });
const profile = getUserProfile("0x123abc");
if (profile) {
    console.log(profile.username);
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šis piemērs simulē pārklājumu, kur atslēgas ir Ethereum adreses (virknes), bet vērtības ir `UserProfile` objekti. Tipu drošība tiek uzturēta, piekļūstot un modificējot pārklājumu.

Dizaina modeļi TypeScript viedajiem līgumiem

Ieviešot izveidotus dizaina modeļus, var uzlabot jūsu TypeScript viedo līgumu struktūru, uzturēšanu un drošību. Šeit ir daži atbilstoši modeļi:

1. Piekļuves kontroles modelis

Ieviesiet piekļuves kontroles mehānismus, lai ierobežotu piekļuvi sensitīvām funkcijām un datiem. Izmantojiet modifikatorus, lai definētu lomas un atļaujas. Projektējot piekļuves kontroli, apsveriet globālu perspektīvu, ļaujot dažādus piekļuves līmeņus lietotājiem dažādos reģionos vai ar dažādām piederībām. Piemēram, līgumam var būt dažādas administratīvās lomas lietotājiem Eiropā un Ziemeļamerikā, pamatojoties uz juridiskām vai regulatīvām prasībām.

Piemērs:

            
enum UserRole {
  Admin,
  AuthorizedUser,
  ReadOnly
}

let userRoles: { [address: string]: UserRole } = {};

function requireRole(role: UserRole, address: string): void {
  if (userRoles[address] !== role) {
    throw new Error("Insufficient permissions");
  }
}

function setPrice(newPrice: number, sender: string): void {
  requireRole(UserRole.Admin, sender);
  // Implementation
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Drošinātāju pārtraucēja modelis

Ieviesiet drošinātāju pārtraucēja modeli, lai automātiski atspējotu noteiktas funkcijas kļūdu vai uzbrukumu gadījumā. Tas var palīdzēt novērst kaskādes kļūmes un aizsargāt līguma stāvokli.

Piemērs:

            
let circuitBreakerEnabled: boolean = false;

function toggleCircuitBreaker(sender: string): void {
  requireRole(UserRole.Admin, sender);
  circuitBreakerEnabled = !circuitBreakerEnabled;
}

function sensitiveFunction(): void {
  if (circuitBreakerEnabled) {
    throw new Error("Circuit breaker is enabled");
  }
  // Implementation
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Pull pār Push modeli

Dodiet priekšroku pull pār push modelim līdzekļu vai datu pārsūtīšanai. Tā vietā, lai automātiski nosūtītu līdzekļus lietotājiem, ļaujiet viņiem izņemt savus līdzekļus pēc pieprasījuma. Tas samazina neizdevušos darījumu risku, ko izraisa gāzes ierobežojumi vai citas problēmas.

Piemērs:

            
let balances: { [address: string]: number } = {};

function deposit(sender: string, amount: number): void {
  balances[sender] = (balances[sender] || 0) + amount;
}

function withdraw(recipient: string, amount: number): void {
  if (balances[recipient] === undefined || balances[recipient] < amount) {
    throw new Error("Insufficient balance");
  }
  balances[recipient] -= amount;
  // Transfer funds to recipient (implementation depends on the specific blockchain)
  console.log(`Transferred ${amount} to ${recipient}`);
}

            

              
                Copy
              
            
          

4. Uzlabojamības modelis

Projektējiet savus viedos līgumus tā, lai tos varētu uzlabot, lai novērstu iespējamās kļūdas vai pievienotu jaunas funkcijas. Apsveriet starpniekprof līgumu vai citu uzlabojamības modeļu izmantošanu, lai nodrošinātu turpmākas izmaiņas. Projektējot uzlabojamībai, apsveriet, kā jaunās līguma versijas mijiedarbosies ar esošajiem datiem un lietotāju kontiem, īpaši globālā kontekstā, kur lietotāji var atrasties dažādās laika joslās vai viņiem ir atšķirīgas tehniskās zināšanas.

(Ieviešanas detaļas ir sarežģītas un atkarīgas no izvēlētās uzlabojamības stratēģijas.)

Drošības apsvērumi

Drošība ir vissvarīgākā viedo līgumu izstrādē. Šeit ir daži galvenie drošības apsvērumi, izmantojot TypeScript:

• Ievades validācija: Rūpīgi validējiet visas lietotāju ievades, lai novērstu ievades uzbrukumus un citas nepilnības. Izmantojiet regulāros izteicienus vai citus validācijas paņēmienus, lai nodrošinātu, ka ievades atbilst paredzētajam formātam un diapazonam.
• Pārpildījuma un nepietiekamības aizsardzība: Izmantojiet bibliotēkas vai paņēmienus, lai novērstu veselo skaitļu pārplūdumus un nepietiekamību, kas var radīt negaidītu uzvedību un potenciālas izmantošanas.
• Atkārtotas piekļuves uzbrukumi: Aizsargājieties pret atkārtotas piekļuves uzbrukumiem, izmantojot Pārbaudes-Efektus-Interakcijas modeli un izvairoties no ārējiem zvaniem sensitīvās funkcijās.
• Pakalpojuma atteikuma (DoS) uzbrukumi: Projektējiet savus līgumus tā, lai tie būtu izturīgi pret DoS uzbrukumiem. Izvairieties no neierobežotām cilpām vai citām operācijām, kas var patērēt pārmērīgu gāzes daudzumu.
• Koda auditi: Veiciet sava koda auditus pieredzējušiem drošības profesionāļiem, lai identificētu iespējamās nepilnības.
• Formāla verifikācija: Apsveriet formālas verifikācijas paņēmienus, lai matemātiski pierādītu jūsu viedo līgumu koda pareizību.
• Regulāri atjauninājumi: Sekojiet līdzi jaunākajām drošības paraugpraksēm un nepilnībām blokķēžu ekosistēmā.

Globālie apsvērumi viedo līgumu izstrādei

Izstrādājot viedos līgumus globālai auditorijai, ir svarīgi ņemt vērā sekojošo:

• Lokalizācija: Atbalstiet vairākas valodas un valūtas. Izmantojiet bibliotēkas vai API, lai apstrādātu tulkojumus un valūtu konvertēšanu.
• Datu privātums: Ievērojiet datu privātuma noteikumus, piemēram, GDPR un CCPA. Nodrošiniet, ka lietotāju dati tiek glabāti droši un apstrādāti saskaņā ar piemērojamiem likumiem.
• Regulējošo prasību ievērošana: Apzinieties juridiskās un regulatīvās prasības dažādās jurisdikcijās. Viedie līgumi var tikt pakļauti dažādiem noteikumiem atkarībā no to funkcionalitātes un lietotāju atrašanās vietas.
• Pieejamība: Projektējiet savus viedos līgumus tā, lai tie būtu pieejami lietotājiem ar invaliditāti. Ievērojiet pieejamības vadlīnijas, piemēram, WCAG, lai nodrošinātu, ka jūsu līgumus var izmantot ikviens.
• Kultūras jutīgums: Ņemiet vērā kultūras atšķirības un izvairieties lietot valodu vai attēlus, kas varētu būt aizskaroši pret noteiktām grupām.
• Laika joslas: Attiecībā uz laika ziņā sensitīvām operācijām ņemiet vērā laika joslu atšķirības un izmantojiet konsekventu laika standartu, piemēram, UTC.

Piemērs: Vienkāršs globāls tirgus līgums

Apskatīsim vienkāršotu globālu tirgus līguma piemēru, kas ieviests, izmantojot TypeScript. Šis piemērs koncentrējas uz galveno loģiku un īsumam izlaiž noteiktas sarežģītības.

            
interface Product {
    id: string; // Unique product ID
    name: string;
    description: string;
    price: number; // Price in USD (for simplicity)
    sellerAddress: string;
    availableQuantity: number;
    originCountry: string; // ISO 3166-1 alpha-2
}

let products: { [id: string]: Product } = {};

function addProduct(product: Product, sender: string): void {
    // Access control: Only seller can add the product
    if (product.sellerAddress !== sender) {
        throw new Error("Only the seller can add this product.");
    }
    if (products[product.id]) {
      throw new Error("Product with this ID already exists");
    }
    products[product.id] = product;
}

function purchaseProduct(productId: string, quantity: number, buyerAddress: string): void {
    const product = products[productId];
    if (!product) {
        throw new Error("Product not found.");
    }
    if (product.availableQuantity < quantity) {
        throw new Error("Insufficient stock.");
    }

    // Simulate payment (replace with actual payment gateway integration)
    console.log(`Payment of ${product.price * quantity} USD received from ${buyerAddress}.`);

    product.availableQuantity -= quantity;

    // Handle transfer of ownership, shipping, etc.
    console.log(`Product ${productId} purchased by ${buyerAddress}. Origin: ${product.originCountry}`);
}

function getProductDetails(productId: string): Product | undefined {
  return products[productId];
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šis piemērs demonstrē, kā TypeScript var izmantot datu struktūru definēšanai (Product interfeiss), biznesa loģikas ieviešanai (addProduct, purchaseProduct) un tipu drošības nodrošināšanai. `originCountry` lauks ļauj filtrēt pēc izcelsmes, kas ir ļoti svarīgi globālā tirgū.

Secinājumi

TypeScript piedāvā spēcīgu un tipu drošu pieeju viedo līgumu izstrādei. Izmantojot tā tipu sistēmu, izstrādātāji var veidot stabilākas, uzturējamas un drošākas decentralizētas lietojumprogrammas globālai auditorijai. Lai gan Solidity joprojām ir standarts, TypeScript nodrošina reālu alternatīvu, īpaši izstrādātājiem, kuri jau ir pazīstami ar JavaScript un tās ekosistēmu. Tā kā blokķēžu vide turpina attīstīties, TypeScript ir gatavs ieņemt arvien svarīgāku lomu viedo līgumu izstrādē.

Rūpīgi apsverot šajā rakstā aplūkotās dizaina modeļus un drošības apsvērumus, izstrādātāji var izmantot visu TypeScript potenciālu, lai veidotu viedos līgumus, kas ir gan uzticami, gan droši, sniedzot labumu lietotājiem visā pasaulē.