Rust NEAR协议虚拟机运行库near-vm-runner解析

概述

near-vm-runner是NEAR协议的核心组件之一，负责在NEAR区块链上高效执行智能合约。它提供了一个安全的WASM(WebAssembly)运行时环境，专门为区块链场景优化，支持NEAR协议的智能合约执行。

主要特性

1. 高性能WASM执行：针对区块链环境优化的WASM运行时
2. 安全沙箱：完全隔离的合约执行环境
3. 确定性执行：确保合约在不同节点上执行结果一致
4. 资源计量：精确计算和限制gas消耗
5. NEAR协议集成：深度集成NEAR区块链核心功能

使用方法

基本使用

首先在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
near-vm-runner = "0.0.0"  # 使用最新版本

初始化VM运行器

use near_vm_runner::VMContext;
use near_vm_runner::run_vm;

let context = VMContext {
    current_account_id: "alice.near".to_string(),
    signer_account_id: "bob.near".to_string(),
    signer_account_pk: vec![0; 32],
    predecessor_account_id: "carol.near".to_string(),
    input: vec![],
    block_index: 0,
    block_timestamp: 0,
    account_balance: 100,
    account_locked_balance: 0,
    storage_usage: 0,
    attached_deposit: 0,
    prepaid_gas: 10u64.pow(18),
    random_seed: vec![0; 32],
    output_data_receivers: vec![],
    epoch_height: 0,
};

// 加载WASM合约代码
let wasm_code = std::fs::read("contract.wasm").unwrap();

// 执行合约
let outcome = run_vm(
    &context,
    &wasm_code,
    "method_name",
    &[],
    None,
    None,
).unwrap();

合约调用示例

use near_vm_runner::{VMContext, run_vm};
use borsh::{BorshSerialize, BorshDeserialize};

#[derive(BorshSerialize, BorshDeserialize)]
struct InputArgs {
    a: u64,
    b: u64,
}

let context = VMContext { /* 同上 */ };

let args = InputArgs { a: 5, b: 7 };
let input = args.try_to_vec().unwrap();

let outcome = run_vm(
    &context,
    &wasm_code,
    "add_numbers",
    &input,
    None,
    None,
).unwrap();

println!("Result: {:?}", outcome.return_data);

高级功能

配置VM运行器

use near_vm_runner::{Config, VMKind};

let config = Config {
    wasm_config: Default::default(),
    vm_kind: VMKind::NearVm,  // 或 Wasmer, Wasmtime等
    max_gas_burnt: 200_000_000_000_000,
    ext_costs: Default::default(),
};

let outcome = run_vm_with_config(
    &config,
    &context,
    &wasm_code,
    "method_name",
    &[],
    None,
    None,
).unwrap();

处理合约存储

use near_vm_runner::internal::MemoryLike;
use std::collections::HashMap;

struct MockMemory {
    storage: HashMap<Vec<u8>, Vec<u8>>,
}

impl MemoryLike for MockMemory {
    // 实现MemoryLike trait的方法
}

let mut memory = MockMemory {
    storage: HashMap::new(),
};

let outcome = run_vm(
    &context,
    &wasm_code,
    "write_storage",
    &[],
    Some(&mut memory),
    None,
).unwrap();

完整示例

下面是一个完整的near-vm-runner使用示例，展示了如何初始化、调用合约并处理结果：

use near_vm_runner::{VMContext, run_vm, Config, VMKind};
use borsh::{BorshSerialize, BorshDeserialize};
use std::fs;

// 合约输入参数结构体
#[derive(BorshSerialize, BorshDeserialize)]
struct ContractInput {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // 初始化VM上下文
    let context = VMContext {
        current_account_id: "test.near".to_string(),
        signer_account_id: "user.near".to_string(),
        signer_account_pk: vec![0; 32],
        predecessor_account_id: "user.near".to_string(),
        input: vec![],
        block_index: 1,
        block_timestamp: 1_624_000_000_000_000,
        account_balance: 100,
        account_locked_balance: 0,
        storage_usage: 0,
        attached_deposit: 0,
        prepaid_gas: 10u64.pow(18),
        random_seed: vec![0; 32],
        output_data_receivers: vec![],
        epoch_height: 0,
    };

    // 加载WASM合约
    let wasm_code = fs::read("contract.wasm")?;

    // 准备调用参数
    let args = ContractInput { x: 10, y: 20 };
    let input = args.try_to_vec()?;

    // 配置VM运行器
    let config = Config {
        wasm_config: Default::default(),
        vm_kind: VMKind::NearVm,
        max_gas_burnt: 200_000_000_000_000,
        ext_costs: Default::default(),
    };

    // 执行合约方法
    let outcome = run_vm(
        &context,
        &wasm_code,
        "add",  // 合约方法名
        &input,
        None,
        None,
    )?;

    // 处理执行结果
    println!("执行结果: {:?}", outcome.return_data);
    println!("消耗的Gas: {}", outcome.gas_burnt);
    println!("执行日志: {:?}", outcome.logs);

    Ok(())
}

性能优化建议

1. 使用VMKind::NearVm获取最佳性能
2. 合理设置gas限制
3. 避免在合约中执行复杂计算
4. 使用borsh进行高效数据序列化

注意事项

1. 确保WASM合约符合NEAR协议规范
2. 合约执行是确定性的，不能包含随机性
3. 所有外部调用必须通过NEAR提供的导入函数
4. 注意gas消耗，避免合约执行失败

near-vm-runner是NEAR区块链智能合约执行的核心，通过合理使用可以构建高效、安全的去中心化应用。