StarkNet开发入门：从零到部署智能合约

什么是 StarkNet

StarkNet 是一个基于零知识证明技术的第二层扩展解决方案，它建立在以太坊之上。它旨在通过提高交易吞吐量和降低交易费用来解决以太坊的可扩展性问题。

与以太坊的账户模型不同，StarkNet 采用了账本模型。这意味着所有状态更新都是在链下进行的，只有最终的状态根哈希会被提交到以太坊主链上。这种方式可以显著提高交易处理速度和降低交易费用。

开发环境搭建

要开始在 StarkNet 上开发智能合约，你需要先设置好开发环境。以下是一个简单的步骤指南:

安装 Python 3.7 或更高版本。
安装 Cairo 编程语言，这是 StarkNet 使用的智能合约语言。
安装 StarkNet Python 客户端库，这将使你能够与 StarkNet 节点进行交互。
选择一个IDE (例如 VS Code 或 PyCharm)，并安装 Cairo 语言支持插件。

下面是一个简单的 Mermaid 图表，展示了开发环境的设置流程:

flowchart TD
    A[安装 Python 3.7+] --> B[安装 Cairo 编程语言]
    B --> C[安装 StarkNet Python 客户端库]
    C --> D[选择 IDE 并安装 Cairo 语言支持插件]

编写智能合约

在 StarkNet 上编写智能合约需要使用 Cairo 编程语言。以下是一个简单的 ERC20 代币合约示例:

# ERC20.cairo
from starkware.cairo.common.cairo_builtins import HashBuiltin
from starkware.cairo.common.uint256 import Uint256, uint256_add, uint256_sub

# 定义 ERC20 合约
@contract_interface
class IERC20:
    def name() -> (name: felt):
        pass

    def symbol() -> (symbol: felt):
        pass

    def decimals() -> (decimals: felt):
        pass

    def totalSupply() -> (totalSupply: Uint256):
        pass

    def balanceOf(account: felt) -> (balance: Uint256):
        pass

    def transfer(recipient: felt, amount: Uint256) -> (success: felt):
        pass

    def allowance(owner: felt, spender: felt) -> (remaining: Uint256):
        pass

    def approve(spender: felt, amount: Uint256) -> (success: felt):
        pass

    def transferFrom(sender: felt, recipient: felt, amount: Uint256) -> (success: felt):
        pass

# 实现 ERC20 合约
@contract
class ERC20:
    # 合约构造函数
    @constructor
    def constructor(
        name: felt,
        symbol: felt,
        decimals: felt,
        initial_supply: Uint256,
        recipient: felt,
    ):
        alloc_local_storage()
        self.name = name
        self.symbol = symbol
        self.decimals = decimals
        self.totalSupply = initial_supply
        self.balances[recipient] = initial_supply

    # 其他合约函数实现
    # ...

上述代码定义了一个简单的 ERC20 代币合约。它包含了标准的 ERC20 接口方法，如 name()、symbol()、decimals()、totalSupply()、balanceOf()、transfer()、approve()和transferFrom()。

部署智能合约

部署智能合约到 StarkNet 主网或测试网需要通过 StarkNet Python 客户端库进行交互。以下是一个示例:

from starkware.starknet.business_logic.state.state import BlockInfo
from starkware.starknet.definitions.general_config import StarknetChainId
from starkware.starknet.services.api.contract_definition import ContractDefinition
from starknet_py.net.gateway_client import GatewayClient
from starknet_py.net.signer.stark_curve_signer import StarkCurveSigner

# 连接 StarkNet 测试网
client = GatewayClient(net='testnet')

# 定义部署参数
contract_definition = ContractDefinition.from_file('ERC20.cairo')
constructor_calldata = [
    'MyToken',
    'MTK',
    18,
    uint256(1000, 0),
    account_address,
]

# 部署合约
deploy_execution = client.deploy_contract(
    contract_definition=contract_definition,
    constructor_calldata=constructor_calldata,
    chain=StarknetChainId.TESTNET,
    sender_address=signer.stark_address,
)

# 等待部署交易确认
deploy_receipt = deploy_execution.wait_for_acceptance()
contract_address = deploy_receipt.contract_address

上述代码首先连接到 StarkNet 测试网，然后定义了部署 ERC20 合约所需的参数。最后，它使用 client.deploy_contract() 方法部署合约并等待交易确认。部署完成后，你就可以在测试网上使用这个合约了。

FAQ

什么是 StarkNet? StarkNet 是一个基于零知识证明技术的第二层扩展解决方案，建立在以太坊之上。它旨在通过提高交易吞吐量和降低交易费用来解决以太坊的可扩展性问题。
为什么要使用 Cairo 编程语言? Cairo 是一种专门为 StarkNet 设计的编程语言。它利用了零知识证明技术来提高交易处理速度和降低交易费用。与以太坊的 Solidity 不同，Cairo 是一种专门为区块链应用设计的语言。
如何在本地开发和测试 StarkNet 智能合约? 你可以使用 StarkNet Python 客户端库在本地环境中开发和测试 StarkNet 智能合约。这包括设置开发环境、编写合约代码、部署合约以及与合约进行交互。
部署智能合约到 StarkNet 主网需要注意哪些事项? 部署到 StarkNet 主网需要更加谨慎和周密的测试。你需要确保合约代码的正确性和安全性,并且要考虑 gas 成本和交易确认时间等因素。此外,你还需要确保你的私钥和账户安全。
StarkNet 与以太坊的关系是什么? StarkNet 是建立在以太坊之上的第二层扩展解决方案。它利用了以太坊的安全性和可靠性,同时提供了更高的交易吞吐量和更低的交易费用。StarkNet 与以太坊之间通过 Rollup 技术进行交互和数据交换。

总之, StarkNet 为以太坊生态系统带来了新的发展方向,为开发者提供了一种更高效和经济的智能合约部署和运行方式。通过学习和掌握 StarkNet 开发,开发者可以进一步拓展其在区块链领域的技能和应用。

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