第八章：介紹 SHA3 (Keccak-256) 和環境指令

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# Sha3
#
SHA3 = 0x20

#
# Environment Information
#
ADDRESS = 0x30
BALANCE = 0x31
ORIGIN = 0x32
CALLER = 0x33
CALLVALUE = 0x34
CALLDATALOAD = 0x35
CALLDATASIZE = 0x36
CALLDATACOPY = 0x37
CODESIZE = 0x38
CODECOPY = 0x39
GASPRICE = 0x3A
EXTCODESIZE = 0x3B
EXTCODECOPY = 0x3C
RETURNDATASIZE = 0x3D
RETURNDATACOPY = 0x3E
EXTCODEHASH = 0x3F

SHA3 指令概述

SHA3 指令用於計算給定資料的 SHA3 雜湊（hash），通常使用 Keccak-256 演算法。這個雜湊可以用來識別資料，通常用於加密和安全相關的操作。

def sha3(self):
    data_start = self.evm.stack.pop()
    data_length = self.evm.stack.pop()
    data = self.evm.memory[data_start:data_start + data_length]
    result = keccak256(data)
    self.evm.stack.append(result)

SHA3 指令實現

在實現 SHA3 指令時，我們首先從堆疊中取出資料的起始位置和長度。然後，從記憶體中提取相應的資料，並對其進行 SHA3 雜湊運算。最後，將計算結果推送回堆疊。

請注意，為了實現 SHA3 指令，你需要使用適當的 SHA3（Keccak-256）演算法。這裡，我們假設有一個名為 keccak256 的函數，用於計算給定資料的 SHA3 雜湊。

範例

假設有資料 "hello, world!" 要計算 SHA3 雜湊，可以使用 SHA3 指令：

sha3(data_start_position, data_length)

這將計算 "hello, world!" 的 SHA3 雜湊並將結果推送到堆疊上。

環境資訊指令概述

環境資訊指令允許合約在執行過程中獲取與執行環境相關的資訊。

ADDRESS 指令：將當前合約的地址推送到堆疊。

def address(self):
    self.evm.stack.append(self.evm.address)

BALANCE 指令：將指定地址的餘額推送到堆疊。

def balance(self):
    address = self.evm.stack.pop()
    # 假設有一個函數 get_balance(address) 可以取得地址的餘額
    balance = get_balance(address)
    self.evm.stack.append(balance)

ORIGIN 指令：將交易的原始發送者地址推送到堆疊。

def origin(self):
    self.evm.stack.append(self.evm.origin)

CALLER 指令：將調用合約的地址推送到堆疊。

def caller(self):
    self.evm.stack.append(self.evm.caller)

CALLVALUE 指令：將交易的值（以 wei 為單位）推送到堆疊。

def callvalue(self):
    self.evm.stack.append(self.evm.callvalue)

CALLDATALOAD 指令：從調用數據中加載一個字。

def calldataload(self):
    position = self.evm.stack.pop()
    data_word = self.evm.calldata[position:position+32]
    self.evm.stack.append(data_word)

CALLDATASIZE 指令：獲取調用數據的大小。

def calldatasize(self):
    size = len(self.evm.calldata)
    self.evm.stack.append(size)

CALLDATACOPY 指令：將調用數據複製到記憶體中。

def calldatacopy(self):
    mem_start = self.evm.stack.pop()
    data_start = self.evm.stack.pop()
    length = self.evm.stack.pop()
    data = self.evm.calldata[data_start:data_start+length]
    self.evm.memory[mem_start:mem_start+length] = data

CODESIZE 指令：獲取合約代碼的大小。

def codesize(self):
    size = len(self.evm.code)
    self.evm.stack.append(size)

CODECOPY 指令：將合約代碼複製到記憶體中。

def codecopy(self):
    mem_start = self.evm.stack.pop()
    code_start = self.evm.stack.pop()
    length = self.evm.stack.pop()
    code_data = self.evm.code[code_start:code_start+length]
    self.evm.memory[mem_start:mem_start+length] = code_data

GASPRICE 指令：獲取當前交易的 gas 價格。

def gasprice(self):
    self.evm.stack.append(self.evm.gasprice)

EXTCODESIZE 指令：獲取指定地址的合約代碼大小。

def extcodesize(self):
    address = self.evm.stack.pop()
    size = len(get_code_at_address(address))
    self.evm.stack.append(size)

EXTCODECOPY 指令：將指定地址的合約代碼複製到記憶體中。

def extcodecopy(self):
    address = self.evm.stack.pop()
    mem_start = self.evm.stack.pop()
    code_start = self.evm.stack.pop()
    length = self.evm.stack.pop()
    code_data = get_code_at_address(address)[code_start:code_start+length]
    self.evm.memory[mem_start:mem_start+length] = code_data

RETURNDATASIZE 指令：獲取返回數據的大小。

def returndatasize(self):
    size = len(self.evm.returndata)
    self.evm.stack.append(size)

RETURNDATACOPY 指令：將返回數據複製到記憶體中。

def returndatacopy(self):
    mem_start = self.evm.stack.pop()
    data_start = self.evm.stack.pop()
    length = self.evm.stack.pop()
    data = self.evm.returndata[data_start:data_start+length]
    self.evm.memory[mem_start:mem_start+length] = data

EXTCODEHASH 指令：獲取指定地址的合約代碼的 Keccak-256 雜湊。

def extcodehash(self):
    address = self.evm.stack.pop()
    code = get_code_at_address(address)
    code_hash = keccak256(code)
    self.evm.stack.append(code_hash)

這些指令提供了合約在執行過程中所需的環境資訊。請注意，某些函數（如 get_code_at_address 和 keccak256）在此示例中被假設為已存在，但在實際應用中可能需要實現或從其他庫中導入。