作者:Tiny熊;来源:登链社区

Starknet 是以太坊的二层 ZKRollup 扩容方案 ,与兼容 EVM 的二层扩容方案上的开发不同, Starknet 上开发有自己的模式。

这篇文章介绍如何开发Starknet [1] 上的合约以及如何部署到Starknet测试网上,为了让 Solidity 智能开发者更快速理解 Starknet 开发,文章中也加入了一些概念的对比。

最近在跟着 Starknet Foundation 的Basecamp [2] 和登链社区 与 Openbuild一起发起的Bootcamp [3] 学习 Starknet 开发, 这篇是我的学习笔记。

来我们的 Bootcamp学习,完成作业还有奖励哦。在一月份还将有一场 Starknet 黑客马拉松。感兴趣的朋友可以联系晓娜(微信:upchainedu)先学习起来。

开发语言 Cairo vs Solidity

Solidity [4] 是一个为 EVM 设计的语言,语法类似 Python 与 JavaScript ,以太坊执行客户端为了验证一致性,所有的调用合约的交易会在各个节点上重新执行,以检查时候运行的结果一样。

Starknet 使用开发语言 Cairo , Cairo 是一种写可证明的程序语言, 用Cairo编写的程序,会生成 证明 (不需要用户了解ZK知识 ),可证明结果是由特定的程序和特定的输入得到,而不用重复运行程序(从而可以节约大量重复运营的开销,达到扩容效果)。

Cairo 是一个通用的可证明的程序语言,除在 Starknet 中使用之外,可广泛使用在其他的场景中。

Cairo 运行于 CairoVM 之上,是类 Rust 语言,和 Rust 有类似的所有权模型,入门门槛有点高,Cairo 语言学习中文用户可参考 StarknetAstro翻译的Cairo 之书 [6] 。

账户

在EVM [7] 中,有两类账户:EOA(外部账号) 和 合约账户 ,用户通常使用 MetaMask 等钱包来管理外部账户。

在 Starknet 中,原生支持账户抽象(AA),所有的账户是智能合约,使用合约验证交易,支持多种验签方式,以及支持社交恢复、批量交易等。使用的钱包主要是 Braavos [8] 、ArgentX [9] 。

项目管理工具

Solidity 项目通常使用 Foundry 或 Hardhat 开发。

Cairo 使用 scarb:Scarb是Cairo语言的项目管理工具。集成包管理器和编译器,Scarb 可管理依赖项,编译 Cairo 项目。

scarb 安装:

第一个 Cairo 合约

scarb 安装后,可以创建项目了, 我们第一个 Cairo 合约为 Ownable :

其结构如下:

Scarb.toml

Scarb.toml 是项目的清单文件(Manifest),包含了编译该项目的元数据,将以下内容复制到 Scarb.toml 文件:

Scarb.toml 中的第一部分是 [package] ,定义项目软件包,包含字段 name 和 version 。

dependencies 定义库依赖项,我们的合约需要依赖官方库: starknet 。

target 定义编译目标,使用 .starknet-contract ,这里目标中间语言 sierra 。

Scarb.toml 更多键值定义可参考:

Cairo 合约代码

Starknet 合约实际上是一个 Cairo module ,我们用以下代码替换掉 lib.cairo 中的代码(见Github [10] ):

在这段合约代码中使用了一些宏( # 开头)来定义合约、定义存储、定义构成函数及外部函数

宏是一个稍微复杂一点的概念,我们只要知道,其是在编译阶段用来对代码进行扩展。

编译

使用命令:

如果代码没有问题,将有以下类似的输出:

编译会在 target/dev/ 下生成一个编译后的文件: ownable.starknet_artifacts.json 及 ownable_ownable.contract_class.json

在这里,合约就准备好了。

接下来看看如何部署到 Starknet 网络中去。

安装 Starkli

Starkli 是用来和 Starknet 网络 (包括本地网络) 进行交互的命令行工具。

Starkli 提供了一个名为 starkliup 的软件包管理器,允许获取并安装最新发布的二进制文件。类似于 Rust,其中 rustup 用于安装、管理和升级 rustc。

安装 starkliup:

按安装提示将 starkliup 加入到环境变量中(),使用 starkliup 安装 starkli , 命令如下:

稍等一会后,starkli 就可以在我们的终端中使用。

准备钱包

在链上部署合约,我们需要钱包账号来支付 Gas 费,因此需要我们有一个可使用的账户。

大家可以选择 Braavos [11] 、ArgentX [12] , 他们都有浏览器插件版本,操作方法和 MetaMask 类似,按提示创建钱包即可。并从官方水龙头 [13] 获取一些 ETH 。

在 Starknet 上的钱包账户都是智能合约,刚在钱包创建好后,我们看到的地址还是一个反事情地址(没有在链上实际存在),在发起第一次发起交易时将自动部署钱包合约。

在 Starknet 中,对于每个智能钱包,有两个部分来控制: 一个签名者(signer)一个帐户描述

和以太坊上大家常用的 EOA 钱包不同, EOA 钱包由节点中验证签名,只支持一个私钥(或助记词、Keystore 文件)签名来管理账户。

智能钱包在合约中验签,可以支持多种签名方式(签名者),帐户描述则是用来描述签名与智能钱包账户的关系。

创建 signer

先创建一个名为 . wallets 的新文件夹来存储智能钱包所需的文件。

签名者( signer )可以是一个私钥或者是一个加密的 keystore ,为避免明文暴露私钥,通常选择后者。

我们可以从 Braavos 或 ArgentX 导出的私钥来创建 keystore :

该命令让我们输入私钥已经密码,私钥可以从钱包导出,如下图:

之后就会生成 .wallets/keystore.json , 使用 Starkli 发起交易时,Starkli 就可以使用 keystore 来签名交易了。

创建帐户描述

如果在Starknet 上已经存在该账户,可以使用 starkli account fetch 获取账户信息来创建帐户描述文件:

--output 指定输出帐户描述文件位置。

--rpc 指定节点 RPC ,这里使用的是Alchemy [14] 的节点 RPC 。

如果账户没有在链上部署,你会遇到如下错误:

可以在钱包上执行一笔转账交易,这时会自动创建好该钱包账户。

声明合约( declare )

在以太坊上,可以直接把 Solidity 合约部署到网络上,Starknet 分成了两个部分,先发布合约代码(编译生成的中间表示),再用合约代码创建合约实例。

第一部分称为:声明( declare )合约, 第二部分成为部署合约。

声明合约需要发起交易,方便起见,先把发起交易需要的账号及 RPC 写入到环境变量中:

创建文件: envsh :

请在环境变量中使用你的 RPC key 及 账号文件。命令行中使用 source envsh 应用上环境变量。

使用 starkli declare 命令声明合约(将自动使用以上环境变量):

命令中的 ownable_ownable.contract_class.json 是 scarb build 生成的文件。

声明合约成功后,会获取到一个 class hash 。

部署合约

部署合约使用命令: starkli deploy class_hash [参数] , 因此:

若无错误,会有类似以下返回:

也可以在 starkscan 浏览器上查看到该合约:

调用合约

与合约交互有两个方法:call 和 invoke.

call 用于读方法,invoke 用于向合约写入数据。

现在,我们调用一下合约的 get_owner 方法:

返回:

也可以在浏览器中调用合约。

小结

相信你对在 Starknet 开发合约有所了解,与 EVM 开发的不同点,这里整理了一个表格,方便大家对比:


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