簡單的介紹以太方智能合約撰寫的基礎及注意事項，使用Solidity語言撰寫

1. ethereum
smart contract
林修平

2. 線上即時編譯
• online compiler :
https://ethereum.github.io/browser-solidity/

3. 手動編譯(using geth)
• connect to console
• set up a chain
• connect to main chain：go-ethereum/build/bin/geth console
• connect to testnet：go-ethereum/build/bin/geth --testnet console
• build a private net：go-ethereum/build/bin/geth --datadir
“your_directory" --rpc --rpcport port --rpccorsdomain "*" --port
"30303" --nodiscover --ipcapi
"admin,db,eth,debug,miner,net,shh,txpool,personal,web3" --rpcapi
"db,eth,net,web3" --autodag --networkid number --nat "any"
console

4. 手動編譯(using geth)
• in console
• var contractABI = web3.eth.contract([{contractABI}]);
• var contract123 = contractABI.new(
parameters,
{from: address,
data: bytecode,
gas: gas
}, callback_function)

5. 快速介紹

6. 快速介紹
• 貨幣單位：ether
• address：代表一個account，可提錢存錢。分為兩種
• 使用者
• 合約：
• 會有一份code和這個address綁在一起。
• 同一份code在不同address上就是不同合約。
• transaction：
• 可為單純的送錢
• 或用來執行合約（同時也可附錢）

7. 快速介紹
• 合約：分為狀態（state）和動作（function）
• state：可永久保留，使用者用來記錄合約的相關資訊
• function：對這合約狀態產生影響的動作
• 註：Ethereum的設計機制是不鼓勵儲存state的，用到state耗費的gas特別高。
• 因為每個節點都要儲存一份一樣的資料，如果大家都用到大量的儲存，會造成所維護
的鏈非常笨重。
• gas
• 每一個函式都是由許多單元運算所組成，每個運算都有固定的算力消耗，因此每執行一次
函式都要付出相對應該付的費用，而這個費用是用ether來付。
• 當函式寫好，gas耗費就已經固定，唯一可變的是每單位gas所價值的ether。你每單位gas
給越多ether，礦工更願意收入你的transaction，也就更快被放進鏈裡。

8. 快速介紹
• 如果是公鏈，每分錢每分貨，每個狀態都要花成本，所以會斤斤計較
• 如果使用的是私鏈呢？
• gas好像就沒有這麼重要了？
• 因為要有多少ether有多少ether
• 但是狀態的儲存就可以想存多少就存多少嗎？
• 沒錯，但同樣的，最後儲存的成本還是會轉嫁到每個節點身
上。

9. 運作過程

10. • 狀態
• 函式（動作）：操作資料
• 邏輯：用函式達成目的
運作過程

11. 運作過程
contract Count123{
uint counts(0);
function incre(){
counts = count + 1;
}
}
Transaction(Deploy)

12. 運作過程
contract Count123{
uint counts(0);
function incre(){
counts = count + 1;
}
}

13. 運作過程
Transaction(Invoke)
Count123.incre()
contract Count123{
uint counts(0);
function incre(){
counts = count + 1;
}
}

14. 以slock.it為例，寫個簡單的租車合約
slock.it
運作過程

15. 狀態宣告

16. 狀態宣告
contract bikeRenting {
address public owner;
address public currentRenter;
uint public expireTime;
…
}

17. • 型態 能見度 變數名稱 ( type visibility variable_name)
• type : bool, int, uint, address, mapping, bytes, string, struct
• visibility : public, private(default)
• public : 外界可以直接讀取其值
(in contract) uint public totalCount = 3;
(in console) mycontract.totalCount(); //3
(in other contract) thecontract.totalCount() //3
• variable_name
狀態宣告

18. • Array in solidity :
• address[] owners; address[3] threeOwners;
• 支援push： owners.push(address)
• delete—將該位置的值變成0： delete owners[2]
• 缺點：長度不變，只將該位置變0
• 每刪一個就將該位置後面的都往前移
• 在某些情況下改用mapping
狀態宣告

19. • mapping :
• mapping(typeA => typeB) map123;
• mapping(address => uint) deposits;
• deposits[0x123456789abcdef] = 10;
• 初始值、未指定過的，皆為零
狀態宣告

20. • 專有變數：
• 單位：ether、finney、wei
• 時間：seconds、weeks、years、now
• now：目前時間
• 更精確來說，是這一個區塊的時間，小心使用
狀態宣告

21. • 專有變數：
• msg：這個transaction相關的資訊
• msg.sender：該transaction的發起人
• msg.value：該transaction附帶的錢
• address相關
• address.balance：得知該address的餘額
• address.send(amount)：送錢到該address
狀態宣告

22. • 特殊函式：
• throw
• 將該transaction做的改變還原，並沒收其附上的所有的gas
狀態宣告

23. 初始化

24. 初始化
contract bikeRenting {
address public owner;
address public currentRenter;
uint public expireTime;
uint public unitPrice;
function bikeRenting(uint _unitPrice){
owner = msg.sender;
currentRenter = 0x0;
expireTime = now;
unitPrice = _unitPrice;
}
}

25. • constructor：
• 和contract名稱同名
• 只會執行一次
• 用來做合約剛跑起來所需要做的一次性工作
• 非必需
初始化

26. 函式

27. contract bikeRenting {
address public owner;
address public currentRenter;
uint public expireTime;
uint public unitPrice;
function bikeRenting(uint _unitPrice){
…
}
function rent() payable returns(bool){
if(currentRenter != 0x0) return false;
else{
if( (msg.value/1 ether) / unitPrice < 1) return false;
else {
expireTime = now + 15 minutes * (msg.value/1 ether)/unitPrice;
currentRenter = msg.sender;
rentingRecord(msg.sender, now, (msg.value/1 ether)/unitPrice);
}
}
}
}
目前是否有人租借
一單位多少時間
檢查是否有給滿一單位的錢
函式

28. function functionName(parameter1, parameter2, …) returns(type) {
…
}
• parameters： bool a, uint b, address c, …
• returns：
• 非必需
• function foo() returns(uint, address, bool) {…}
• return (1, 0x0, true);
函式

29. • 函式的能見度（visibility）：
• public(default)
• private：只有這個contract
• internal：這個contract和繼承這個contract的contract
• external：除了這個contract和繼承這個contract的contract之外，
即internal的相反
• payable：函式是否可以收錢
函式

30. contract bikeRenting {
address public owner;
address public currentRenter;
uint public expireTime;
uint public unitPrice;
function bikeRenting(uint _unitPrice){…}
function rent() payable returns(bool){…}
function isInUse(bool ifWantToRent) payable returns(bool){
if( expireTime > now ) return true;
else{
currentRenter = 0x0;
if( ifWantToRent == true) rent();
}
}
}
檢查是否有人租借
ifWantToRent由函式呼叫者給定，
給true表示要順便租借，
則繼續執行rent()函式
如果過期時間在未來，表示有人租借
函式

31. 函式
• 要確保 isInUse 這個函式的呼叫人有直接租借的權利，因為他付出成本來確認是否
還在租借
• 為什麼需要別人來確認？
• 因為智慧合約並不是活的，它只有在收到呼叫的時候才會動起來。
• 所以即便有寫明expireTime，智慧合約也沒辦法在expireTime到的時候自動執
行，需要外界觸發。
• 但靠外界觸發，如果同時有一個人以上呼叫租借的函式，區塊鏈沒辦法
保證誰的transaction會先被執行。
• 所以呼叫isInUse函式來檢查的人付出了成本，我們要確保檢查的人
如果剛好要租借可以有最優先的順序。

32. contract bikeRenting {
address public owner;
address public currentRenter;
uint public expireTime;
uint public unitPrice;
function bikeRenting(uint _unitPrice){…}
function rent() payable returns(bool){…}
function isInUse(bool ifWantToRent) payable returns(bool){…}
function collectMoney() {
if( msg.sender == owner){
owner.send(this.balance) ;
}
}
}
確認只有owner可以領錢
函式

33. 執行的權限

34. 執行的權限
• 合約並沒有原生的限制函式呼叫者的設計，任何人都可以送transaction
到合約，所以必須在函式內做權限的控制。
• 用msg.sender和有權限的address進行比對
function foo() {
if(msg.sender == owner){
…
}
}

35. 重複性的動作

36. • modifier
• _;
• 填補code
• 如果要使用modifier： function bar() foo1() {…}
• 使用多個modifier：function bar() foo1() foo2() foo3(){…}
重複性的動作
modifier foo1 {
do_something
_;
or_do_something_here
}

37. contract foo1 {
…
modifier ownerCheck { if(msg.sender == owner ) _;}
function collectMoney() ownerCheck {
owner.send(this.balance) ;
}
…
}
重複性的動作

38. contract modifierTest{
modifier foo1(){
foo1before;
_;
foo1after;
}
modifier foo2(){
foo2before;
_;
foo2after;
}
function bar() foo1() foo2() {
bar;
}
}
重複性的動作
呼叫bar執行順序：
foo1before
foo2before
bar
foo2after
foo1after

39. 由合約產生合約

40. 由合約產生合約
contract foo{ … }
address newFooAddr = new foo();
• 回傳的是一個address
• foo foo1 = foo(newFooAddr); ，回傳的是一個contract
• 注意：產生contract的gas通常很多，而這些gas都算在該次的
transaction上，所以當函式會產生新合約，記得給夠多的gas

41. fallback 函式

42. fallback 函式
• 如果沒有執行任何一個合約裡的函式，則執行fallback函式
• 函式名給錯、單純送錢
• 存在弱點
• 執行的邏輯是由該合約的人決定
function () {
…
}

43. 可能危險

44. 可能危險
• throw when address.send() fails
• 所有目前執行完的結果都會被還原
for(uint i=0; i<investorsCount; i++) {
if( inverstors[i].send(100) == false )
throw;
}

45. 可能危險
• throw when address.send() fails
• why address.send() fail?
• 1. out of gas
• supply enough gas
• 2. callstack
• 1024 layer

46. 可能危險
• throw when address.send() fails
• use a withdraw pattern
• still, this solution leaves the problems mentioned to the msg
sender
function withdraw(amount) {
if( balances[msg.sender] >= amount ) {
msg.sender.send(amount);
balances[msg.sender] -= amount;
}
}

47. 可能危險
• shared state between external call and external callable functions
function extCall() {
…
external_call();
…
if(shared_state) {
…
}
…
}
function extCallable(){
do_something_on_shared_state…
}

48. 可能危險
• state corruption
• 1. sum of sizes of 1st and 2nd state variables are less than 256
bytes
• 2. first variable is not a signed interger or bytesXX type
function extCall() {
uint32 a;
uint32 b;
function run() returns(uint32){
a--;
return b;
}
}
fixed after compiler version 0.4.4

49. Misc
• selfdestruct(recipient)
• 終結合約，將資料和程式碼清空，並將餘額轉給recipient（address）。
• event : 將資料寫入transaction receipt，可用做紀錄或搜尋
• event paymentRecord(address indexed buyer, uint value)
• indexed屬性：寫入topics中
• 如果寫入的資料超過32 byte，則會改存資料的雜湊值
• transaction receipt：
• data
• topics：搜尋時可以用此區域的值來當篩選條件

50. Misc

51. • contract inheritance : contract Final is most-base-like, …, most-
derived {…}
Misc

52. TIPS
• use delete on array to delete all elements
• --vmdebug, --verbosity
• --targetgaslimit