CKB中的Cell驗(yàn)證模型介紹

Xuejie 是 CKB-VM 的核心開發(fā)者，他在自己的博客「Less is More」中，創(chuàng)作了一系列介紹 CKB 腳本編程的文章，用于補(bǔ)充白皮書中編寫 CKB 腳本所需的所有缺失的細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)。本文是該系列的第一篇，介紹了 CKB 的全新驗(yàn)證模型，據(jù)說這是 Xuejie 最后一篇沒有實(shí)際代碼示例的帖子，快來查收吧：P

截至目前，CKB 中的 Cell 驗(yàn)證模型或多或少已經(jīng)趨于穩(wěn)定，因此我將開始寫一系列文章來介紹 CKB 腳本編程。我的目標(biāo)是補(bǔ)充白皮書中編寫 CKB 腳本所需的所有缺失的細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)，這樣您就可以開始探索 CKB 呈現(xiàn)的這個(gè)美麗的仙境。

您可能會(huì)注意到我將在 CKB 上運(yùn)行的代碼稱為腳本，而不是智能合約。這是因?yàn)橹悄芎霞s對(duì)我來說是一個(gè)令人困惑的術(shù)語，在這里，我想用另一個(gè)詞來表示 CKB 獨(dú)特的可編程性。CKB 中的腳本不一定只是我們?cè)谀_本語言中看到的腳本，例如 Ruby，JS，它實(shí)際上是指在 CKB-VM 上運(yùn)行的 RISC-V 格式的二進(jìn)制文件。

這個(gè)系列的第一篇文章將專門介紹 CKB v0.14.0 中引入的全新驗(yàn)證模型（https://github.com/nervosnetwork/ckb/pull/913）。雖然這聽起來很無聊，但我保證這是最后一篇沒有實(shí)際示例的帖子：P

請(qǐng)注意，盡管我認(rèn)為 CKB 的編程模型現(xiàn)在非常穩(wěn)定，但目前仍然在開發(fā)過程中，因此可能會(huì)有變化。我會(huì)盡力確保更新這篇文章的內(nèi)容，但如果您有感到困惑的話，那是因?yàn)檫@篇文章現(xiàn)在正在描述的是 CKB 的這次提交：

概 述

這張圖中有很多內(nèi)容，我們將在稍后的文章中再次提到此圖。今天，我們將只關(guān)注 Cell 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的 2 個(gè)實(shí)體：lock 和 type。

pub struct CellOutput {

pub capacity： Capacity，

pub data： Bytes，

pub lock： Script，

#［serde（rename = “type”）］

pub type_： Option《Script》，

}

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中我們可以看到 lock 和 type 共享相同的結(jié)構(gòu)，稍后我們可以證明它們也是在同一個(gè)環(huán)境中執(zhí)行的，它們之間的差異只是體現(xiàn)在幾個(gè)小細(xì)節(jié)中：

· lock 是必選項(xiàng)，而 type 是可選項(xiàng)

· 通常，他們被用于不同的場(chǎng)景

我們首先從 type 腳本開始。

type 腳本

請(qǐng)注意，這里的名字只是一個(gè)幸運(yùn)的意外，它與受歡迎的程語言無關(guān)（https://www.typescriptlang.org/）。

我們仔細(xì)思考一下，其實(shí) CKB（或大多數(shù)基于 UTXO 的區(qū)塊鏈）上的交易只會(huì)將一組 Cell（或 UTXO ）轉(zhuǎn)換為另一組 Cell。這其中最有趣的是這里的實(shí)際轉(zhuǎn)換過程，這也是我們開始設(shè)計(jì) CKB 驗(yàn)證模型的著手點(diǎn)：我們?nèi)绾螛?gòu)建模型以更好地驗(yàn)證 Cell 轉(zhuǎn)換？

type 腳本的用武之地就體現(xiàn)在這里：type 腳本用于驗(yàn)證 Cell 轉(zhuǎn)換階段的某些規(guī)則。這里的一些例子包括：

· 驗(yàn)證 UDT（用戶自定義的 Token）余額以確保不會(huì)無效地發(fā)出新 Token；

· 確保每一個(gè)可能發(fā)生變化的 Cell 都擁有一個(gè)獨(dú)一無二的名字。注意一下，這是非常有趣的一點(diǎn)，未來的文章很多都將和這一話題息息相關(guān)，敬請(qǐng)期待。

· 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)模型結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，NervosDAO 完全是作為一個(gè)type腳本實(shí)現(xiàn)的，而不需要共識(shí)層的支持。

· 比特幣的虛擬機(jī)可以編譯成基于 RISC-V 的二進(jìn)制文件，這意味著可以將 CKB 轉(zhuǎn)換成另一種替代比特幣的實(shí)現(xiàn)。

· 請(qǐng)記住，除了數(shù)據(jù)之外，Cell 還可以用于存儲(chǔ)代碼，因此type腳本也可以被用作對(duì) Cell 中代碼的測(cè)試，確保代碼正確。

簡(jiǎn)而言之，type 腳本可以用于存儲(chǔ) Cell 轉(zhuǎn)換中所需要的任何驗(yàn)證邏輯，結(jié)合 CKB 靈活的虛擬機(jī)，我相信它將能提供無限的開發(fā)潛能。

lock 腳本

type 腳本用于存儲(chǔ) Cell 的邏輯轉(zhuǎn)換，但是還缺少一件事情：如何保護(hù)自己的 Cell 不受其他人的攻擊呢？換句話說，在這個(gè)瞬息萬變的世界里，我如何才能確保我的 token 永遠(yuǎn)屬于我呢？

這就是為什么我們需要設(shè)計(jì) lock 腳本的原因。只有當(dāng) lock 腳本能夠成功執(zhí)行時(shí)，才可以使用該 Cell。與 type 腳本不同，type 腳本是可選的，用戶可以完全不填，而 lock 腳本總是需要被用于保護(hù) Cell 的安全性。

通常，您會(huì)期望一個(gè) lock 腳本包含一個(gè)簽名驗(yàn)證，就像所有其他區(qū)塊鏈所做的那樣，當(dāng)然除此之外，CKB 還將提供一些全新的解鎖用例：

· 實(shí)際的簽名算法完全由 lock 腳本來決定，而您可以自由使用任何 lock 腳本。這意味著您可以自由地選擇任何符合您需求的簽名算法。在官方發(fā)行的 CKB 版本中，我們將 secp256k1 作為默認(rèn)的 lock 腳本（https://github.com/nervosnetwork/ckb-system-scripts/blob/66d7da8ec72dffaa7e9c55904833951eca2422a9/c/secp256k1_blake160_sighash_all.c）。但您也可以不必使用它，如果有人用 schnorr 簽名實(shí)現(xiàn)了一個(gè) lock 腳本，那么我們非常歡迎您使用這個(gè)腳本。

· 除了簽名驗(yàn)證之外，lock 腳本還可以包含其他用于解鎖 Cell 的規(guī)則。比如，如果一筆交易包含了一個(gè)使用了我的 lock 腳本的 Output Cell，但是它的容量大于我可以使用的 Cell，那么我可以通過配置我的 lock 腳本來進(jìn)行容量傳遞。這樣的話，當(dāng)有人向我發(fā)送 CKB Token 時(shí)，他們可以利用我現(xiàn)有的 Cell 來完成 CKB 轉(zhuǎn)賬，而不需要像比特幣那樣為我再重新創(chuàng)建一個(gè)新的 Cell。

在我看來，CKB 最好的一點(diǎn)就是，社區(qū)創(chuàng)建的 lock 腳本與官方默認(rèn)腳本的處理方式完全相同，官方腳本沒有任何特權(quán)。與其他一些區(qū)塊鏈項(xiàng)目不同，CKB 為社區(qū)開發(fā) CKB 腳本提供了完全的自由。

運(yùn)行模型

現(xiàn)在讓我們看看是什么時(shí)候執(zhí)行 lock 和 type 腳本的。

回到之前的例子

這是我們之前看到的交易：

圖中的執(zhí)行流程如下：

Lock Script 1 執(zhí)行一次。

Lock Script 2 執(zhí)行一次。

Type Script 1 執(zhí)行一次。

Type Script 2 執(zhí)行一次。

在后面的文章中，我們可以看到 lock 和 type 腳本都在相同的環(huán)境中執(zhí)行，并且都可以訪問整個(gè)交易。如果任何一個(gè)腳本失敗，整個(gè)交易就會(huì)失敗。只有當(dāng)所有腳本都成功時(shí)，交易才被認(rèn)為是有效的。

有幾點(diǎn)值得一提：

· 盡管這里有 2 個(gè)帶有 Lock Script 1 的 Input Cell，但它只執(zhí)行一次，由實(shí)際的 lock 腳本來定位具有相同 lock 腳本的所有 Input Cell，并驗(yàn)證兩個(gè)簽名。

· 在這個(gè)交易中只執(zhí)行 Input Cell 中的 lock 腳本，例如：這里不執(zhí)行 Lock Script 3。

· 即使 Input Cell 和 Output Cell 都包含 Type Script 1，也只執(zhí)行一次。

· 在 Input 和 Output Cell 中都會(huì)執(zhí)行 type 腳本，其中包括 Type Script 1 和 Type Script 2。

· 有些 Cell 沒有 type 腳本，在本例中我們只是省略了執(zhí)行。

規(guī)則

現(xiàn)在我們總結(jié)一下規(guī)則：

· 在 Input Cell 中的 lock 腳本會(huì)被收集和去重，每個(gè)單獨(dú)的 lock 腳本會(huì)被執(zhí)行一次，并且只執(zhí)行一次。

· Input 和 Output Cell 中的 type 腳本（如果存在的話）會(huì)被收集在一起并去重，每個(gè)單獨(dú)的 type 腳本都會(huì)被執(zhí)行一次，并且只執(zhí)行一次。

· 任何腳本失敗，則整個(gè)交易驗(yàn)證失敗。