हास्केल के साथ फ़नसी को फ़नकशनल में बदलना: कैसे सेरोकेल ने टेलीग्राम ब्लॉकचेन प्रतियोगिता जीती

आपने शायद टेलीग्राम के बारे में सुना होगा टन ब्लॉकचेन प्लेटफॉर्म लॉन्च करने वाला है. लेकिन हो सकता है कि आप कुछ समय पहले की टेलीग्राम की खबर से चूक गए हों एक प्रतियोगिता की घोषणा की इस प्लेटफ़ॉर्म के लिए एक या अधिक स्मार्ट अनुबंधों के कार्यान्वयन के लिए।

बड़ी ब्लॉकचेन परियोजनाओं को विकसित करने में व्यापक अनुभव के साथ सेरोकेल टीम अलग नहीं रह सकती थी। हमने प्रतियोगिता में पांच कर्मचारियों को नियुक्त किया, और दो सप्ताह बाद उन्होंने (इन) मामूली यादृच्छिक उपनाम सेक्सी गिरगिट के तहत इसमें पहला स्थान हासिल किया। इस लेख में मैं बात करूंगा कि उन्होंने यह कैसे किया। हम आशा करते हैं कि अगले दस मिनट में आप कम से कम एक दिलचस्प कहानी पढ़ेंगे, और अधिक से अधिक आपको इसमें कुछ उपयोगी मिलेगा जिसे आप अपने काम में लागू कर सकते हैं।

लेकिन आइए एक छोटे संदर्भ से शुरुआत करें।

प्रतियोगिता और उसकी शर्तें

इसलिए, प्रतिभागियों का मुख्य कार्य प्रस्तावित स्मार्ट अनुबंधों में से एक या अधिक का कार्यान्वयन करना था, साथ ही TON पारिस्थितिकी तंत्र में सुधार के लिए प्रस्ताव बनाना था। प्रतियोगिता 24 सितंबर से 15 अक्टूबर तक चली और परिणाम 15 नवंबर को घोषित किए गए। काफी लंबा समय, यह देखते हुए कि इस दौरान टेलीग्राम टेलीग्राम में वीओआईपी कॉल की गुणवत्ता के परीक्षण और मूल्यांकन के लिए सी ++ में अनुप्रयोगों के डिजाइन और विकास पर प्रतियोगिताओं के परिणामों को आयोजित करने और घोषित करने में कामयाब रहा।

हमने आयोजकों द्वारा प्रस्तावित सूची से दो स्मार्ट अनुबंधों का चयन किया। उनमें से एक के लिए, हमने TON के साथ वितरित टूल का उपयोग किया, और दूसरे को हमारे इंजीनियरों द्वारा विशेष रूप से TON के लिए विकसित और हास्केल में निर्मित एक नई भाषा में लागू किया गया था।

कार्यात्मक प्रोग्रामिंग भाषा का चुनाव आकस्मिक नहीं है। हमारे में कॉर्पोरेट ब्लॉग हम अक्सर इस बारे में बात करते हैं कि हमें क्यों लगता है कि कार्यात्मक भाषाओं की जटिलता एक बहुत बड़ी अतिशयोक्ति है और हम आम तौर पर उन्हें ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड भाषाओं की तुलना में क्यों पसंद करते हैं। वैसे, इसमें यह भी शामिल है इस लेख का मूल.

हमने भी भाग लेने का निर्णय क्यों लिया?

संक्षेप में, क्योंकि हमारी विशेषज्ञता गैर-मानक और जटिल परियोजनाएं हैं जिनके लिए विशेष कौशल की आवश्यकता होती है और अक्सर आईटी समुदाय के लिए वैज्ञानिक मूल्य होते हैं। हम ओपन-सोर्स विकास का पुरजोर समर्थन करते हैं और इसे लोकप्रिय बनाने में लगे हुए हैं, और कंप्यूटर विज्ञान और गणित के क्षेत्र में अग्रणी रूसी विश्वविद्यालयों के साथ भी सहयोग करते हैं।

प्रतियोगिता के दिलचस्प कार्य और हमारे प्रिय टेलीग्राम प्रोजेक्ट में शामिल होना अपने आप में एक उत्कृष्ट प्रेरणा थी, लेकिन पुरस्कार राशि एक अतिरिक्त प्रोत्साहन बन गई। 🙂

TON ब्लॉकचेन अनुसंधान

हम ब्लॉकचेन, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और मशीन लर्निंग में नए विकास की बारीकी से निगरानी करते हैं और जिन क्षेत्रों में हम काम करते हैं उनमें से प्रत्येक में एक भी महत्वपूर्ण रिलीज को न चूकने का प्रयास करते हैं। इसलिए, जब प्रतियोगिता शुरू हुई, तब तक हमारी टीम पहले से ही विचारों से परिचित थी टन श्वेत पत्र. हालाँकि, TON के साथ काम शुरू करने से पहले, हमने तकनीकी दस्तावेज़ीकरण और प्लेटफ़ॉर्म के वास्तविक स्रोत कोड का विश्लेषण नहीं किया था, इसलिए पहला कदम काफी स्पष्ट था - आधिकारिक दस्तावेज़ीकरण का गहन अध्ययन ऑनलाइन और परियोजना भंडार.

जब प्रतियोगिता शुरू हुई, तब तक कोड प्रकाशित हो चुका था, इसलिए समय बचाने के लिए, हमने इनके द्वारा लिखित एक गाइड या सारांश खोजने का निर्णय लिया उपयोगकर्ताओं द्वारा. दुर्भाग्य से, इससे कोई परिणाम नहीं मिला - उबंटू पर प्लेटफ़ॉर्म को असेंबल करने के निर्देशों के अलावा, हमें कोई अन्य सामग्री नहीं मिली।

दस्तावेज़ीकरण पर अच्छी तरह से शोध किया गया था, लेकिन कुछ क्षेत्रों में इसे पढ़ना मुश्किल था। अक्सर हमें कुछ बिंदुओं पर लौटना पड़ता था और अमूर्त विचारों के उच्च-स्तरीय विवरणों से निम्न-स्तरीय कार्यान्वयन विवरणों पर स्विच करना पड़ता था।

यह आसान होगा यदि विनिर्देश में कार्यान्वयन का विस्तृत विवरण शामिल न हो। एक वर्चुअल मशीन अपने स्टैक का प्रतिनिधित्व कैसे करती है, इसके बारे में जानकारी TON प्लेटफ़ॉर्म के लिए स्मार्ट अनुबंध बनाने वाले डेवलपर्स की मदद करने की बजाय उनका ध्यान भटकाने की अधिक संभावना है।

निक्स: प्रोजेक्ट को एक साथ रखना

सेरोकेल में हम बड़े प्रशंसक हैं सिफ़र. हम इसके साथ अपनी परियोजनाएं एकत्र करते हैं और उनका उपयोग करके तैनात करते हैं निक्सऑप्स, और हमारे सभी सर्वर पर इंस्टॉल किया गया निक्सोस. इसके लिए धन्यवाद, हमारे सभी बिल्ड प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हैं और किसी भी ऑपरेटिंग सिस्टम पर काम करते हैं जिस पर निक्स स्थापित किया जा सकता है।

इसलिए हमने बनाना शुरू किया TON असेंबली के लिए अभिव्यक्ति के साथ निक्स ओवरले. इसकी सहायता से, TON को संकलित करना यथासंभव सरल है:

$ cd ~/.config/nixpkgs/overlays && git clone https://github.com/serokell/ton.nix
$ cd /path/to/ton/repo && nix-shell
[nix-shell]$ cmakeConfigurePhase && make

ध्यान दें कि आपको कोई निर्भरता स्थापित करने की आवश्यकता नहीं है। निक्स जादुई ढंग से आपके लिए सब कुछ करेगा, चाहे आप निक्सओएस, उबंटू या मैकओएस का उपयोग कर रहे हों।

TON के लिए प्रोग्रामिंग

TON नेटवर्क में स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट कोड TON वर्चुअल मशीन (TVM) पर चलता है। टीवीएम अधिकांश अन्य वर्चुअल मशीनों की तुलना में अधिक जटिल है, और इसकी कार्यक्षमता बहुत दिलचस्प है, उदाहरण के लिए, इसके साथ काम किया जा सकता है निरंतरता и डेटा से लिंक.

इसके अलावा, TON के लोगों ने तीन नई प्रोग्रामिंग भाषाएँ बनाईं:

पाँचवाँ एक सार्वभौमिक स्टैक प्रोग्रामिंग भाषा है जो मिलती-जुलती है आगे. उनकी उत्कृष्ट क्षमता टीवीएम के साथ बातचीत करने की क्षमता है।

समारोह एक स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट प्रोग्रामिंग भाषा है जो के समान है C और इसे दूसरी भाषा - फिफ्ट असेंबलर में संकलित किया गया है।

पांचवां असेंबलर - टीवीएम के लिए बाइनरी निष्पादन योग्य कोड उत्पन्न करने के लिए पांचवीं लाइब्रेरी। पांचवें असेंबलर में कंपाइलर नहीं है। यह एंबेडेड डोमेन विशिष्ट भाषा (ईडीएसएल).

हमारी प्रतिस्पर्धा काम करती है

अंततः, अब हमारे प्रयासों के परिणामों को देखने का समय आ गया है।

अतुल्यकालिक भुगतान चैनल

भुगतान चैनल एक स्मार्ट अनुबंध है जो दो उपयोगकर्ताओं को ब्लॉकचेन के बाहर भुगतान भेजने की अनुमति देता है। परिणामस्वरूप, आप न केवल पैसे बचाते हैं (कोई कमीशन नहीं है), बल्कि समय भी बचाते हैं (आपको अगले ब्लॉक के संसाधित होने तक इंतजार नहीं करना पड़ता है)। भुगतान इच्छानुसार छोटा और आवश्यकतानुसार बार-बार हो सकता है। इस मामले में, पार्टियों को एक-दूसरे पर भरोसा करने की ज़रूरत नहीं है, क्योंकि अंतिम निपटान की निष्पक्षता की गारंटी स्मार्ट अनुबंध द्वारा दी जाती है।

हमें समस्या का काफी सरल समाधान मिल गया। दो पक्ष हस्ताक्षरित संदेशों का आदान-प्रदान कर सकते हैं, प्रत्येक में दो नंबर होते हैं - प्रत्येक पक्ष द्वारा भुगतान की गई पूरी राशि। ये दोनों नंबर ऐसे काम करते हैं वेक्टर घड़ी पारंपरिक वितरित प्रणालियों में और लेनदेन पर "पहले हुआ" क्रम निर्धारित करें। इस डेटा का उपयोग करके, अनुबंध किसी भी संभावित संघर्ष को हल करने में सक्षम होगा।

वास्तव में, इस विचार को लागू करने के लिए एक संख्या पर्याप्त है, लेकिन हमने दोनों को छोड़ दिया क्योंकि इस तरह हम अधिक सुविधाजनक उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस बना सकते थे। इसके अलावा, हमने प्रत्येक संदेश में भुगतान राशि शामिल करने का निर्णय लिया। इसके बिना, यदि किसी कारण से संदेश खो जाता है, तो, हालांकि सभी राशियां और अंतिम गणना सही होगी, उपयोगकर्ता को नुकसान की सूचना नहीं मिल सकती है।

अपने विचार का परीक्षण करने के लिए, हमने ऐसे सरल और संक्षिप्त भुगतान चैनल प्रोटोकॉल का उपयोग करने के उदाहरणों की तलाश की। आश्चर्यजनक रूप से, हमें केवल दो ही मिले:

1. विवरण एक समान दृष्टिकोण, केवल यूनिडायरेक्शनल चैनल के मामले में।
2. ट्यूटोरियल, जो हमारे जैसे ही विचार का वर्णन करता है, लेकिन सामान्य शुद्धता और संघर्ष समाधान प्रक्रियाओं जैसे कई महत्वपूर्ण विवरण बताए बिना।

यह स्पष्ट हो गया कि हमारे प्रोटोकॉल का विस्तार से वर्णन करना, उसकी शुद्धता पर विशेष ध्यान देना समझ में आता है। कई पुनरावृत्तियों के बाद, विनिर्देश तैयार था, और अब आप भी कर सकते हैं। उसे देखो.

हमने अनुबंध को फ़नसी में लागू किया, और हमने आयोजकों की अनुशंसा के अनुसार, अपने अनुबंध के साथ पूरी तरह से फ़िफ्ट में बातचीत करने के लिए कमांड लाइन उपयोगिता लिखी। हम अपनी सीएलआई के लिए कोई अन्य भाषा चुन सकते थे, लेकिन हम फिट को आज़माने में रुचि रखते थे ताकि यह देख सकें कि यह व्यवहार में कैसा प्रदर्शन करता है।

ईमानदारी से कहें तो, फिफ्ट के साथ काम करने के बाद, हमें विकसित टूल और लाइब्रेरी के साथ लोकप्रिय और सक्रिय रूप से उपयोग की जाने वाली भाषाओं की तुलना में इस भाषा को प्राथमिकता देने का कोई अनिवार्य कारण नहीं मिला। स्टैक-आधारित भाषा में प्रोग्रामिंग काफी अप्रिय है, क्योंकि आपको लगातार अपने दिमाग में यह रखना होता है कि स्टैक पर क्या है, और कंपाइलर इसमें मदद नहीं करता है।

इसलिए, हमारी राय में, फिफ्ट के अस्तित्व का एकमात्र औचित्य फिफ्ट असेंबलर के लिए मेजबान भाषा के रूप में इसकी भूमिका है। लेकिन क्या इस अनिवार्य रूप से एकमात्र उद्देश्य के लिए एक नई भाषा का आविष्कार करने के बजाय, टीवीएम असेंबलर को किसी मौजूदा भाषा में एम्बेड करना बेहतर नहीं होगा?

टीवीएम हास्केल ईडीएसएल

अब हमारे दूसरे स्मार्ट अनुबंध के बारे में बात करने का समय आ गया है। हमने एक बहु-हस्ताक्षर वॉलेट विकसित करने का निर्णय लिया, लेकिन फ़नसी में एक और स्मार्ट अनुबंध लिखना बहुत उबाऊ होगा। हम कुछ स्वाद जोड़ना चाहते थे, और वह टीवीएम के लिए हमारी अपनी असेंबली भाषा थी।

फिफ्ट असेंबलर की तरह, हमारी नई भाषा एम्बेडेड है, लेकिन हमने फिफ्ट के बजाय हास्केल को होस्ट के रूप में चुना, जिससे हमें इसके उन्नत प्रकार के सिस्टम का पूरा लाभ उठाने की अनुमति मिली। स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट के साथ काम करते समय, जहां एक छोटी सी त्रुटि की कीमत भी बहुत अधिक हो सकती है, हमारी राय में, स्थिर टाइपिंग एक बड़ा फायदा है।

यह प्रदर्शित करने के लिए कि हास्केल में एम्बेडेड टीवीएम असेंबलर कैसा दिखता है, हमने उस पर एक मानक वॉलेट लागू किया। यहां ध्यान देने योग्य कुछ बातें दी गई हैं:

• इस अनुबंध में एक फ़ंक्शन शामिल है, लेकिन आप जितनी चाहें उतनी संख्या का उपयोग कर सकते हैं। जब आप होस्ट भाषा (यानी हास्केल) में एक नया फ़ंक्शन परिभाषित करते हैं, तो हमारा ईडीएसएल आपको यह चुनने की अनुमति देता है कि क्या आप इसे टीवीएम में एक अलग रूटीन बनाना चाहते हैं या बस कॉल के बिंदु पर इनलाइन करना चाहते हैं।
• हास्केल की तरह, फ़ंक्शंस में ऐसे प्रकार होते हैं जिन्हें संकलन समय पर जांचा जाता है। हमारे ईडीएसएल में, किसी फ़ंक्शन का इनपुट प्रकार स्टैक का वह प्रकार होता है जिसकी फ़ंक्शन अपेक्षा करता है, और परिणाम प्रकार स्टैक का प्रकार होता है जो कॉल के बाद उत्पन्न किया जाएगा।
• कोड में एनोटेशन हैं stacktype, कॉल बिंदु पर अपेक्षित स्टैक प्रकार का वर्णन करता है। मूल वॉलेट अनुबंध में ये केवल टिप्पणियाँ थीं, लेकिन हमारे ईडीएसएल में वे वास्तव में कोड का हिस्सा हैं और संकलन समय पर जाँच की जाती हैं। वे दस्तावेज़ीकरण या कथन के रूप में काम कर सकते हैं जो कोड बदलने और स्टैक प्रकार बदलने पर डेवलपर को समस्या ढूंढने में मदद करते हैं। बेशक, ऐसे एनोटेशन रनटाइम प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करते हैं, क्योंकि उनके लिए कोई टीवीएम कोड उत्पन्न नहीं होता है।
• यह अभी भी दो सप्ताह में लिखा गया एक प्रोटोटाइप है, इसलिए परियोजना पर अभी भी बहुत काम किया जाना बाकी है। उदाहरण के लिए, नीचे दिए गए कोड में आपके द्वारा देखे जाने वाले वर्गों के सभी उदाहरण स्वचालित रूप से उत्पन्न होने चाहिए।

हमारे ईडीएसएल पर मल्टीसिग वॉलेट का कार्यान्वयन इस तरह दिखता है:

main :: IO ()
main = putText $ pretty $ declProgram procedures methods
  where
    procedures =
      [ ("recv_external", decl recvExternal)
      , ("recv_internal", decl recvInternal)
      ]
    methods =
      [ ("seqno", declMethod getSeqno)
      ]

data Storage = Storage
  { sCnt :: Word32
  , sPubKey :: PublicKey
  }

instance DecodeSlice Storage where
  type DecodeSliceFields Storage = [PublicKey, Word32]
  decodeFromSliceImpl = do
    decodeFromSliceImpl @Word32
    decodeFromSliceImpl @PublicKey

instance EncodeBuilder Storage where
  encodeToBuilder = do
    encodeToBuilder @Word32
    encodeToBuilder @PublicKey

data WalletError
  = SeqNoMismatch
  | SignatureMismatch
  deriving (Eq, Ord, Show, Generic)

instance Exception WalletError

instance Enum WalletError where
  toEnum 33 = SeqNoMismatch
  toEnum 34 = SignatureMismatch
  toEnum _ = error "Uknown MultiSigError id"

  fromEnum SeqNoMismatch = 33
  fromEnum SignatureMismatch = 34

recvInternal :: '[Slice] :-> '[]
recvInternal = drop

recvExternal :: '[Slice] :-> '[]
recvExternal = do
  decodeFromSlice @Signature
  dup
  preloadFromSlice @Word32
  stacktype @[Word32, Slice, Signature]
  -- cnt cs sign

  pushRoot
  decodeFromCell @Storage
  stacktype @[PublicKey, Word32, Word32, Slice, Signature]
  -- pk cnt' cnt cs sign

  xcpu @1 @2
  stacktype @[Word32, Word32, PublicKey, Word32, Slice, Signature]
  -- cnt cnt' pk cnt cs sign

  equalInt >> throwIfNot SeqNoMismatch

  push @2
  sliceHash
  stacktype @[Hash Slice, PublicKey, Word32, Slice, Signature]
  -- hash pk cnt cs sign

  xc2pu @0 @4 @4
  stacktype @[PublicKey, Signature, Hash Slice, Word32, Slice, PublicKey]
  -- pubk sign hash cnt cs pubk

  chkSignU
  stacktype @[Bool, Word32, Slice, PublicKey]
  -- ? cnt cs pubk

  throwIfNot SignatureMismatch
  accept

  swap
  decodeFromSlice @Word32
  nip

  dup
  srefs @Word8

  pushInt 0
  if IsEq
  then ignore
  else do
    decodeFromSlice @Word8
    decodeFromSlice @(Cell MessageObject)
    stacktype @[Slice, Cell MessageObject, Word8, Word32, PublicKey]
    xchg @2
    sendRawMsg
    stacktype @[Slice, Word32, PublicKey]

  endS
  inc

  encodeToCell @Storage
  popRoot

getSeqno :: '[] :-> '[Word32]
getSeqno = do
  pushRoot
  cToS
  preloadFromSlice @Word32

हमारे ईडीएसएल और मल्टी-सिग्नेचर वॉलेट अनुबंध का पूरा स्रोत कोड यहां पाया जा सकता है यह भंडार. और अधिक विस्तार से बताया अंतर्निर्मित भाषाओं के बारे में, हमारे सहयोगी जॉर्जी अगापोव।

प्रतियोगिता और TON के बारे में निष्कर्ष

कुल मिलाकर, हमारे काम में 380 घंटे लगे (दस्तावेज़ीकरण, बैठकों और वास्तविक विकास से परिचित होने सहित)। प्रतियोगिता परियोजना में पांच डेवलपर्स ने भाग लिया: सीटीओ, टीम लीड, ब्लॉकचेन प्लेटफ़ॉर्म विशेषज्ञ और हास्केल सॉफ्टवेयर डेवलपर्स।

हमें बिना किसी कठिनाई के प्रतियोगिता में भाग लेने के लिए संसाधन मिल गए, क्योंकि हैकथॉन की भावना, करीबी टीम वर्क और नई प्रौद्योगिकियों के पहलुओं में खुद को जल्दी से डुबोने की आवश्यकता हमेशा रोमांचक होती है। सीमित संसाधनों की स्थिति में अधिकतम परिणाम प्राप्त करने के लिए कई रातों की नींद हराम करने की भरपाई अमूल्य अनुभव और उत्कृष्ट यादों से होती है। इसके अलावा, ऐसे कार्यों पर काम करना हमेशा कंपनी की प्रक्रियाओं का एक अच्छा परीक्षण होता है, क्योंकि अच्छी तरह से काम करने वाली आंतरिक बातचीत के बिना वास्तव में अच्छे परिणाम प्राप्त करना बेहद मुश्किल है।

गीत के बोल एक तरफ: हम TON टीम द्वारा किए गए काम की मात्रा से प्रभावित थे। वे एक जटिल, सुंदर और सबसे महत्वपूर्ण कार्य प्रणाली बनाने में कामयाब रहे। TON ने खुद को बड़ी संभावनाओं वाला एक मंच साबित किया है। हालाँकि, इस पारिस्थितिकी तंत्र को विकसित करने के लिए, ब्लॉकचेन परियोजनाओं में इसके उपयोग और विकास उपकरणों में सुधार के संदर्भ में, बहुत कुछ करने की आवश्यकता है। अब हमें इस प्रक्रिया का हिस्सा बनने पर गर्व है।

यदि इस लेख को पढ़ने के बाद भी आपके पास अपनी समस्याओं को हल करने के लिए TON का उपयोग करने के बारे में कोई प्रश्न या विचार हैं, हमें लिखें - हमें अपना अनुभव साझा करने में खुशी होगी।

स्रोत: www.habr.com