Solidity闪电贷实现方式与Move以及Rust闪电贷实现方式有何不同？

作者：Beosin安全研究专家Sivan

闪电贷是一种无抵押借款的服务，由于其拥有无需抵押便能借出资金的特性，使得资金利用率大大提高。在常见的以太坊闪电贷中，是通过以太坊交易机制来保证可以进行无抵押借出资金，以太坊中一个交易可以包含很多步骤，如：借款、兑换、使用、还款等，所有的步骤相辅相成，若其中某一个或多个步骤出现错误，都将导致本次的整个交易被回滚。

随着区块链生态发展，出现了大量公链以及合约编程语言，例如：除了Solidity之外最常见的Move和Rust，这些合约编程语言有本质上的区别，框架与编程理念也有所不同，本篇文章我们来对比一下Solidity闪电贷实现方式与Move以及Rust闪电贷实现方式有何不同，同时可以初步了解一下各种语言的编程理念。

Solidity相关闪电贷：

Solidity的闪电贷是基于Solidity支持动态调用这一特性来设计的，何为动态调用，也就是solidity支持在调用一个函数的过程中，动态传入需要调用的地址，如下例代码。每次调用都可以传入不同的地址，根据这个特点，便出现了solidity闪电贷的实现逻辑。

functioncallfun(addressaddr)public{addr.call();}

如下代码，将闪电贷抽象成了3个核心功能，

1、首先直接将资金发送给调用者；

2、再调用调用者合约，从而让调用者使用这些资金；

3、调用者使用结束，检查是否归还资金以及手续费，如果检查失败则回滚交易。（此处也可以直接使用transferfrom函数将调用则资金转移回来）

functionflashloan(uintamount,addressto){transfer(to,amount);//发送资金给调用者to.call();//调用调用者的合约函数check();//检查是否归还资金}

如下图，为Solidity语言中闪电贷的实现流程：

下列代码为真实项目Uniswap闪电贷逻辑。代码示例：

function swap(uint amount0Out, uint amount1Out, address to, bytes calldata data) external lock { require(amount0Out > 0 || amount1Out > 0, 'UniswapV2: INSUFFICIENT_OUTPUT_AMOUNT'); (uint112 _reserve0, uint112 _reserve1,) = getReserves(); require(amount0Out < _reserve0 && amount1Out < _reserve1, 'UniswapV2: INSUFFICIENT_LIQUIDITY'); uint balance0; uint balance1; { address _token0 = token0; address _token1 = token1; require(to != _token0 && to != _token1, 'UniswapV2: INVALID_TO'); /**将资金转给用户**/ if (amount0Out > 0) _safeTransfer(_token0, to, amount0Out); if (amount1Out > 0) _safeTransfer(_token1, to, amount1Out); /**调用用户指定的目标函数**/ if (data.length > 0) IUniswapV2Callee(to).uniswapV2Call(msg.sender, amount0Out, amount1Out, data); balance0 = IERC20(_token0).balanceOf(address(this)); balance1 = IERC20(_token1).balanceOf(address(this)); } uint amount0In = balance0 > _reserve0 - amount0Out ? balance0 - (_reserve0 - amount0Out) : 0; uint amount1In = balance1 > _reserve1 - amount1Out ? balance1 - (_reserve1 - amount1Out) : 0; require(amount0In > 0 || amount1In > 0, 'UniswapV2: INSUFFICIENT_INPUT_AMOUNT'); { uint balance0Adjusted = balance0.mul(1000).sub(amount0In.mul(3)); uint balance1Adjusted = balance1.mul(1000).sub(amount1In.mul(3)); /**检查用户是否归还资金以及手续费**/ require(balance0Adjusted.mul(balance1Adjusted)>=uint(_reserve0).mul(_reserve1).mul(1000**2), 'UniswapV2: K'); } _update(balance0, balance1, _reserve0, _reserve1); emit Swap(msg.sender, amount0In, amount1In, amount0Out, amount1Out, to);}

Move相关闪电贷：

Move闪电贷和solidity设计思想不同，move中没有动态调用这一个特性，在所有函数调用过程之前，都必须确定调用流程，明确调用合约地址是什么，所以无法像solidity里面那样动态传入地址再进行调用。

那么move能实现闪电贷功能吗？当然可以，move的特性使得人们设计出与solidity实现方式不同的闪电贷。

在Move中，将数据和执行代码分离，造就了Move VM独特的资源-模块模型。在这种模型中，不允许资源在交易结束时未被销毁或者保存在全局存储中，因此Move 中的资源存在一种特殊的结构体——烫手山芋（Hot Potato），它是一个没有任何能力修饰符的结构体，因此它只能在其模块中被打包和解包。

*Move 能力详情：

https://move-book.com/advanced-topics/types-with-abilities.html

因此在move语言中的闪电贷实现，巧妙地利用了这种模式，将闪贷和还款操作抽象为两个函数进行处理，中间产生借贷资源记录借贷情况，该资源并没任何能力，只能够在还款函数中通过解包的方式将借贷资源给消耗掉，因此借贷操作必须和还款操作绑定在同一个操作中，否则闪电贷交易就会失败。

如下图，为move语言中闪电贷的实现流程。

如下代码，loan与repay两个函数相结合便可以实现闪电贷。需要使用闪电贷服务的用户，先调用loan函数申请借款。函数会首先判断是否有足够的资金提供借款，随后将资金发送给调用者，计算好费用后，创建一个没有任何能力的资源”receipt ”并返回给调用者。调用者在自己的合约中使用借贷的资金，最后需要将”receipt”返还到repay函数，并且附带归还的资金。在repay函数中，首先将”receipt”资源解构，以确保交易成功执行，随后判断用户归还资金是否与之前计算好的资金数量相同，最后完成整个交易。

代码示例：

structReceipt<phantomT>{flash_lender_id:ID,repay_amount:u64}publicfunloan<T>(self:&mutFlashLender<T>,amount:u64,ctx:&mutTxContext):(Coin<T>,Receipt<T>){letto_lend=&mutself.to_lend;assert!(balance::value(to_lend)>=amount,ELoanTooLarge);letloan=coin::take(to_lend,amount,ctx);letrepay_amount=amount+self.fee;letreceipt=Receipt{flash_lender_id:object::id(self),repay_amount};(loan,receipt)}publicfunrepay<T>(self:&mutFlashLender<T>,payment:Coin<T>,receipt:Receipt<T>){letReceipt{flash_lender_id,repay_amount}=receipt;assert!(object::id(self)==flash_lender_id,ERepayToWrongLender);assert!(coin::value(&payment)==repay_amount,EInvalidRepaymentAmount);coin::put(&mutself.to_lend,payment)}

Rust相关闪电贷：

Rust由于其提供内存安全、并发安全和零成本抽象等特性。也被用在了区块链智能合约语言开发中，接下来我们以Solana智能合约（Program）为例讲解使用Rust开发实现的闪电贷。

Solana VM 亦将数据和执行代码进行了分离，使得一份执行代码可以处理多份数据副本，但与Move不同的是，数组账户是通过程序派生的方式完成的，并且没有类似于Move特性的限制。因此Solana Rust不能够使用Move的方式实现闪电贷，并且Solana Rust动态调用指令（等同于理解为合约的函数）递归深度限制为4，使用Solidity动态调用的方式同样不可取。但在Solana中每个指令（instruction）调用在交易中是原子类型的，因此在一笔交易中可以在一个指令中检查是否存在另一个指令。而Solana中的闪电贷依赖此了特性，Solana闪电贷在闪贷的指令中将检查闪电贷交易中是否存在还款的指令，并检查还款的数量是否正确。

如下图，为Rust语言中闪电贷的实现流程：

代码示例：

pub fn borrow(ctx: Context<Borrow>, amount: u64) -> ProgramResult { msg!("adobe borrow"); if ctx.accounts.pool.borrowing { return Err(AdobeError::Borrowing.into()); } let ixns = ctx.accounts.instructions.to_account_info(); // make sure this isnt a cpi call let current_index = solana::sysvar::instructions::load_current_index_checked(&ixns)? as usize; let current_ixn = solana::sysvar::instructions::load_instruction_at_checked(current_index, &ixns)?; if current_ixn.program_id != *ctx.program_id { return Err(AdobeError::CpiBorrow.into()); } let mut i = current_index + 1; loop { // 遍历交易序列中的指令， if let Ok(ixn) = solana::sysvar::instructions::load_instruction_at_checked(i, &ixns) { // 查找是否同时调用了该程序的中还款指令（repay） if ixn.program_id == *ctx.program_id // 检查invoke data 中函数签名 && u64::from_be_bytes(ixn.data[..8].try_into().unwrap()) == REPAY_OPCODE && ixn.accounts[2].pubkey == ctx.accounts.pool.key() { // 检查函数 invoke data 中amount数量是否正确 if u64::from_le_bytes(ixn.data[8..16].try_into().unwrap()) == amount { break; } else { return Err(AdobeError::IncorrectRepay.into()); } } else { i += 1; } }else { return Err(AdobeError::NoRepay.into()); } } let state_seed: &[&[&[u8]]] = &[&[ &State::discriminator()[..], &[ctx.accounts.state.bump], ]]; let transfer_ctx = CpiContext::new_with_signer( ctx.accounts.token_program.to_account_info(), Transfer { from: ctx.accounts.pool_token.to_account_info(), to: ctx.accounts.user_token.to_account_info(), authority: ctx.accounts.state.to_account_info(), }, state_seed, ); // cpi 转账 token::transfer(transfer_ctx, amount)?; ctx.accounts.pool.borrowing = true; Ok(())}// REPAY// receives tokenspub fn repay(ctx: Context<Repay>, amount: u64) -> ProgramResult { msg!("adobe repay"); let ixns = ctx.accounts.instructions.to_account_info(); // make sure this isnt a cpi call let current_index = solana::sysvar::instructions::load_current_index_checked(&ixns)? as usize; let current_ixn = solana::sysvar::instructions::load_instruction_at_checked(current_index, &ixns)?; if current_ixn.program_id != *ctx.program_id { return Err(AdobeError::CpiRepay.into()); } let state_seed: &[&[&[u8]]] = &[&[ &State::discriminator()[..], &[ctx.accounts.state.bump], ]]; let transfer_ctx = CpiContext::new_with_signer( ctx.accounts.token_program.to_account_info(), Transfer { from: ctx.accounts.user_token.to_account_info(), to: ctx.accounts.pool_token.to_account_info(), authority: ctx.accounts.user.to_account_info(), }, state_seed, ); // 还款 token::transfer(transfer_ctx, amount)?; // 更新账本状态 ctx.accounts.pool.borrowing = false; Ok(())}