CKB 指令碼程式設計簡介[1]: 驗證模型

本文作者：Xuejie 原文連結：Introduction to CKB Script Programming 1: Validation Model 本文譯者：Jason，Orange 譯文連結：https://talk.nervos.org/t/ckb-1/3462

截至目前，CKB 中的 Cell 驗證模型或多或少已經趨於穩定，因此我將在這裡開始寫一系列文章來介紹 CKB 指令碼程式設計。我的目標是補充在閱讀白皮書後編寫 CKB 指令碼所需的所有缺失的細節實現，這樣您就可以開始探索 CKB 呈現的這個美麗的仙境。

您可能會注意到我將在CKB上執行的程式碼稱為指令碼

這第一篇文章將專門介紹 CKB v0.14.0 中引入的全新驗證模型。這可能聽起來很無聊，但我保證這是最後一篇沒有實際例子的帖子 :P

請注意，儘管我認為 CKB 的程式設計模型現在非常穩定，但目前仍然在進行開發，因此可能會有變化。我會盡力確保這篇文章更新，但如果有什麼讓你感到困惑的話，這篇文章現在正在描述 CKB 的這次提交

概述

下面一張圖片說明了 CKB 的真實交易過程：

這張圖中有很多內容，我們將在稍後的文章中再次回到此圖。今天，我們將只關注 Cell 資料結構中的 2 個實體：lock 和 type。

pub struct CellOutput {
    pub capacity: Capacity,
    pub data: Bytes,
    pub lock: Script,
    #[serde(rename = "type")]
    pub type_: Option<Script>,
}

從資料結構中我們可以看到 lock 和 type 共享相同的結構，稍後我們可以證明它們也是在同一個環境中執行的，它們之間的差異只是在幾個小細節中：

• lock 是必選項， while type 是可選項
• 通常，他們用於不同的例項

我們首先從 type 指令碼開始。

type 指令碼

請注意，注意這裡的名字只是一個幸運的意外，它與心愛的程式語言無關.

如果你考慮一下，CKB（或大多數基於 UTXO 的區塊鏈）上的交易只會將一組 Cell（或 UTXO ）轉換為另一組 Cell。有趣的是，這裡的實際轉換過程。這就是我們開始設計CKB驗證模型的地方：我們如何構建模型以更好地驗證 Cell 轉換？

這就是 type 指令碼的用武之地：type 指令碼用於驗證 Cell 轉換階段的某些規則。這裡的一些例子包括：

• 驗證 UDT（使用者定義的Token）餘額以確保不會無效地發出新 Token。

• 確保每一個可能發生變化的 Cell 都擁有一個獨一無二的名字，注意一下，這是非常有趣的，未來的文章很多都將和這一點息息相關，敬請期待。

• 實現經濟結構。事實上，NervosDAO 完全是作為一個 type 指令碼實現的，而不需要共識層的支援。

• 比特幣的虛擬機器可以編譯成基於 RISC-V 二進位制檔案，這意味可以將 CKB 轉換成另一種實現形式的比特幣。

• 請記住，除了資料之外，Cell 還可以用來儲存程式碼，因此 type 指令碼也可以用來對 Cell 中的程式碼進行測試，確保程式碼正確。

簡而言之，type 指令碼可以用來儲存 Cell 轉換中所需要的任何驗證邏輯，結合 CKB 虛擬機器的靈活性，我相信它將提供無限的開發潛能。

lock 指令碼

type 指令碼用來儲存 Cell 的邏輯轉換，但是還缺少一件事情：如何保護自己的 Cell 不受其他人的攻擊呢？換句話說，在這個瞬息萬變的世界裡，我如何才能確保我的 token 永遠屬於我呢？

這就是為什麼我們需要設計 lock 指令碼。只有當 lock 指令碼能夠成功執行時，才可以使用該 Cell。這與 type 指令碼不同，type 指令碼可能完全是可選的。而 lock 指令碼總是需要用來保護 Cell 的安全性的。

通常，你會期望一個 lock 指令碼包含一個簽名驗證，就像所有其他區塊鏈所做的那樣，當然 CKB 還將提供一些全新的解鎖用例：

• 實際的簽名演算法完全由 lock 指令碼來決定，而您可以自由使用任何 lock 指令碼。這意味著您可以自由地選擇任何您需要的適合的簽名演算法。在官方發行的 CKB 版本中，我們將 secp256k1 作為預設的 lock 指令碼。如果您想使用這個，並且有人用 schnorr 簽名實現了一個 lock 指令碼，那麼我們非常歡迎您使用這個指令碼。

• 除了簽名驗證之外，lock 指令碼還可以包含其他用於解鎖 Cell 的規則。比如，如果一筆交易包含了一個使用了我的 lock 指令碼的 output cell，但是它的容量大於我可以使用的 Cell，那麼我可以通過配置我的 lock 指令碼來進行容量傳遞。這樣的話，當有人向我傳送容量時，他們可以使用我現有的 Cell 為我建立一個新的 Cell。他們不需要像比特幣那樣為我再重新建立一個新的 Cell。

在我看來，CKB 最好的部分就是，社群建立的 lock 指令碼與官方預設指令碼的處理方式完全相同。官方指令碼沒有任何特權。與其他一些區塊鏈專案不同，CKB 為整個社群提供了開發 CKB 指令碼的完全自由。

執行模型

現在讓我們看看是什麼時候執行 lock 和 type 指令碼的。

回到例子

這是我們之前看到的交易：

在圖中，執行流程如下:

1. Lock Script 1 執行一次。
2. Lock Script 2 執行一次。
3. Type Script 1 執行一次。
4. Type Script 2 執行一次。

在後面的文章中，我們可以看到 lock 和 type 指令碼都在相同的環境中執行，並且都可以訪問整個交易。如果任何一個指令碼失敗，整個交易就會失敗。只有當所有指令碼都成功時，交易才被認為是有效的。

有幾點值得一提:

• 儘管有 2 個帶有 Lock Script 1 的 input cell，但它只執行一次，由實際的 lock 指令碼來定位具有相同 lock 指令碼的所有 input cell，並驗證兩個簽名。

• 在這個交易中只執行 input cell 中的 lock 指令碼，例如：這裡不執行 Lock Script 3。

• 即使 input cell 和 output cell 都包含 Type Script 1，也只執行一次。

• 在 input 和 output cell 中都會執行 type 指令碼，其中包括 Type Script 1 和 Type Script 2。

• 有些 cell 沒有 type 指令碼，在本例中我們只是省略了執行。

規則

現在我們總結一下規則:

• 在 input cell 中的 lock 指令碼會被收集和解壓，每個單獨的 lock 指令碼會被執行一次，並且只執行一次。

• input 和 output cell 中的 type 指令碼（如果存在的話）會被收集在一起並解碼，每個單獨的 type 指令碼都會被執行一次，並且只執行一次。

• 任何指令碼失敗，則整個交易驗證失敗。

下期預告

現在已經介紹了 cell 模型，我們將在下一篇文章中研究如何實際編寫 CKB VM 指令碼。將驗證預設的 secp256k1 lock 指令碼，來演示 CKB VM 指令碼的使用週期。

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