通过XCM远程调用EVM¶

概览¶

XCM-transactor pallet提供了一个能够通过XCM进行远程跨链调用的简易接口。然而，这并没有考虑对Moonbeam的EVM进行远程调用的可能性，而只是对Substrate特定的pallets（功能）进行调用。

Moonbeam的EVM仅能通过Ethereum pallet访问。在许多事情外，这个pallet在将交易放入交易池前处理交易的某些验证步骤。接着，它会在将池子中的交易插入区块之前执行其他的验证步骤。最后，它会通过transact函数提供接口以执行经过验证的交易。以上所有步骤在结构和签名机制方面都遵循与以太坊交易相同的步骤。

但是，您无法直接通过一个XCM Transact调用Ethereum pallet。主要因为远程EVM调用的调度者账户（在以太坊中为msg.sender）并不会在Moonbeam端签署XCM交易。XCM extrinsic会在其原始链中签名，接着XCM执行器会通过Transact指令，让与原链中的发送者链接的已知调用者调度调用的动作。在这种情况下，Ethereum pallet将会无法验证签名，及最终的验证交易步骤。

为解决此问题，引入了Ethereum-XCM pallet。它充当XCM Transact指令和Ethereum pallet之间的中间件，因为在通过XCM远程执行EVM调用时需要特别注意。Pallet将执行必要的检查并验证交易。接着，Pallet会调用Ethereum pallet将交易派遣给EVM。根据访问EVM的方式，常规和远程EVM的调用之间存在一些差异。

下列流程图描绘了通过XCM进行常规和远程EVM调用的路径：

Happy parth for regular and remote EVM calls through XCM

本教程将介绍常规和远程EVM调用之间的差异。此外将展示如何通过Ethereum-XCM pallet中函数执行远程EVM调用。

注意事项

远程EVM调用通过XCM-transactor pallet完成。因此，建议您在尝试通过XCM执行远程EVM调用之前熟悉XCM-transactor概念。

请注意，通过XCM对Moonbeam执行EVM的远程调用仍在积极开发中。此外，开发人员必须了解，发送不正确的XCM消息将导致资金损失。因此，在迁移到生产环境之前须在测试网上测试XCM功能。

通过XCM执行常规和远程EVM调用的差异¶

正如概览中所解释的，常规和远程EVM调用到达EVM的路径是完全不同的，其主要原因是交易的调度程序。

一个常规的EVM调用有一个明显的发送者使用其私钥签署以太坊交易。该签名，也就是ECDSA类型的签名，可以通过签名消息和签名算法生成的r-s值进行验证。而以太坊签名使用一个额外的变量，称为v，为恢复标识符。

通过远程EVM调用，签名者在另一条链中签署XCM交易。Moonbeam接收到后，必须使用以下指令构建的XCM消息如下：

第一条指令DescendOrigin将通过XCM相关定义部分中描述的Multilocation衍生账户机制在Moonbeam端转移XCM调用的源头。远程EVM调用是从该无密钥帐户（或相关的代理）派遣的。因此，由于交易并没有签署，它没有真正签名的v-r-s值，反而会是0x1。

由于远程EVM调用没有签名的实际v-r-s值，因此EVM交易哈希可能存在冲突问题，因为它被计算为已签名交易blob的keccak256哈希。如果两个具有相同随机数的账户提交相同的交易对象，它们最终会得到相同的EVM交易哈希。因此，所有远程EVM交易都使用附加到Ethereum-XCM pallet中的全网随机数。

另一个显着差异是在Gas价格方面。远程EVM调用的费用依照XCM的执行层收取。因此，EVM级别的Gas价格为零，EVM不会因执行本身收费。这也可以从远程EVM调用交易的接收收据中看出。因此，XCM消息必须被配置，以便让BuyExecution函数能够购买足够的权重来支付Gas的成本。

最后一个区别是Gas限制。以太坊使用Gas计量系统来调节可以在一个区块中完成的执行量。相反，Moonbeam使用的是基于权重系统，其中每个调用的特点是在一个区块中执行所花费的时间。每个重量单位对应于一皮秒的执行时间。

XCM队列的配置表明XCM消息应该设置为20,000,000,000权重单位（即0.02秒的区块执行时间）内可被执行。假设XCM消息因给定区块中的执行时间不足而无法执行，并且权重要求超过20,000,000,000。在这种情况下，XCM消息将被标记为overweight，并且只能通过民主的方式执行。

每条XCM消息的20,000,000,000权重限制设置了可用于通过XCM进行远程EVM调用的Gas限制。对于所有基于Moonbeam的网络，比率为25,000 Gas单位每单位权重。考虑到您需要一些XCM消息权重来自行执行XCM指令。因此，远程EVM调用可能还剩下大约18,000,000,000的重量，即720,000 Gas单位。因此，您可以为远程EVM调用提供的最大Gas限制约为720,000个Gas单位。请注意，此数值可能会在未来发生变化。

简单来说，以下为常规和远程EVM调用之间的主要区别：

远程EVM调用使用全网随机数（由Ethereum-XCM pallet拥有）而不是每个账户的随机数
远程EVM调用的签名的v-r-s值为0x1。无法通过一般函数从签名中检索发送者（例如，通过ECRECOVER）。然而，from被包含在交易收据和通过哈希获取交易数据时（使用以太坊 JSON RPC）
所有远程EVM调用的Gas为零。EVM执行在XCM执行层而非在EVM层收费
您可以为远程EVM调用设置的当前最大Gas限制为720,000Gas单位

Ethereum-XCM Pallet接口¶

Extrinsics¶

Ethereum-XCM pallet提供以下extrinsics（函数），可以通过Transact指令调用以通过XCM访问Moonbeam的EVM：

transact(xcmTransaction) — 通过XCM远程调用EVM的函数。只能通过执行XCM消息调用
transactThroughProxy(transactAs, xcmTransaction) — 类似于transact extrinsic，但此函数使用transactAs作为附加字段。此函数允许从具有已知密钥（msg.sender）的给定帐户派遣远程EVM调用。此帐户需要将multilocation衍生账户设置为Moonbeam上类型为any的代理账户。相反而言，远程EVM调用的调度将失败。交易费用仍由multilocation衍生账户支付

其中需要提供的输入可以被定义为如下：

xcmTransaction — 包含将被调度的调用的以太坊交易细节。这包括调用数据、msg.value和Gas限制
transactAs — 远程EVM调用将被派遣的帐户（msg.sender）。此部分设置的帐户需要将multilocation衍生账户设置为Moonbeam上类型为any的代理账户。交易费用仍将由multilocation衍生账户支付

通过XCM构建一个远程EVM调用¶

本教程涵盖使用从中继链到Moonbase Alpha的XCM pallet为远程EVM调用构建XCM消息。详细而言，它将使用transact函数。使用transactThroughProxy函数的步骤则是相同的。但是，您需要提供transactAs帐户并确保该帐户已将multilocation衍生账户设置为Moonbase Alpha上的any类型的代理账户。

注意事项

当在使用transactThroughProxy时，只要此帐户已将multilocation衍生账户设置为您正在使用的基于Moonbeam的网络中类型为any的代理，EVM调用将根据您提供的transactAs帐户调度，并作为msg.sender。但是，交易费用仍由multilocation衍生账户支付，因此您需要确保它有足够的资金来支付这些费用。

查看先决条件¶

为了能够从中继链在Polkadot.js应用程序中发送调用请求，您需要具备以下条件：

一个在中继链上拥有资金（UNIT）的账户以支付交易费用。您可以通过在Moonbeam-Swap上交换DEV Token（Moonbase Alpha的原生Token）来获得一些xcUNIT，此为先前在Moonbase Alpha演示的克隆Uniswap-V2。接着将它们发送到中继链。此外，您也可以联系我们直接获取一些UNIT Token
为multilocation衍生账户提供资金，您可以按照下一部分中的步骤获得该账户。该账户必须有足够的DEV Token（或Moonbeam/Moonriver网络中的GLMR/MOVR）来支付远程EVM调用的XCM执行成本。请注意，此衍生账户是将发送远程EVM调用的帐户（msg.sender）。因此，帐户必须满足正确执行EVM调用所需的任何条件。例如，如果您正在执行ERC-20转账，请确保拥有任何相关的ERC-20 Token

注意事项

假设您正在使用transactThroughProxy函数，在这种情况下，transactAs帐户必须满足正确执行EVM调用所需的任何条件，因为它将作为msg.sender。但是，multilocation衍生账户需要持有DEV Token（或Moonbeam/Moonriver网络中的GLMR/MOVR）以支付远程EVM调用的XCM执行成本的账户。

计算Multilocation衍生账户¶

如先前所述，远程EVM调用是从被称为multilocation衍生账户的帐户派遣的。这是使用DescendOrigin指令提供的信息计算的。因此，计算账户直接取决于指令的构造方式。

举例来说，从中继链中，DescendOrigin指令是由XCM Pallet本地输入的。在Moonbase Alpha的中继链（基于Westend）的情况下，具有以下格式（multilocation连接）：

{
  "descendOrigin":
    {
    "x1":
      {
        "accountId32":
        {
          "network":
          {
            "named":"0x57657374656e64"
          },
        "id":"decodedAddress"
        }  
      }
  }
}

其中named值对应十六进制的“Westend”（在本例中），而decodedAddress对应于在中继链上签署交易的账户地址（64字节格式）。当XCM指令在Moonbeam（本例中为Moonbase Alpha）中执行时，源头将被转化为以下multilocation：

{
  "descendOrigin":
    {
    "parents":1,
    "interior":
    {
      "x1":
      {
        "accountId32":
        {
          "network":
          {
            "named":"0x57657374656e64"
          },
         "id":"decodedAddress"
        }
      }
    }
  }
}

这是用于计算multilocation衍生账户的multilocation。您可以使用这个计算multilocation衍生账户脚本来帮助您获取它的值。本例中使用Alice的中继链账户，解码后的值为0x78914a4d7a946a0e4ed641f336b498736336e05096e342c799cc33c0f868d62f。因此，您可以通过运行以下指令来获取Moonbase Alpha中继链的multilocation衍生账户：

ts-node calculateMultilocationDerivative.ts \
--w wss://wss.api.moonbase.moonbeam.network \
--a 0x78914a4d7a946a0e4ed641f336b498736336e05096e342c799cc33c0f868d62f \
--n 0x57657374656e64

您将会获得以下结果：

{"parents":1,"interior":{"x1":{"accountId32":{"network":{"named":"0x57657374656e64"},"id":"0x78914a4d7a946a0e4ed641f336b498736336e05096e342c799cc33c0f868d62f"}}}}
32 byte address is 0x4e21340c3465ec0aa91542de3d4c5f4fc1def526222c7363e0f6f860ea4e503c
20 byte address is 0x4e21340c3465ec0aa91542de3d4c5f4fc1def526

在本示例中，Moonbase Alpha的multilocation衍生账户是0x4e21340c3465ec0aa91542de3d4c5f4fc1def526。请注意，只有Alice是唯一可以通过中继链的远程交易访问此帐户的人，因为她是其私钥的所有者，并且multilocation衍生帐户是无密钥的。

Ethereum-XCM处理调用数据¶

在将XCM消息从中继链发送到Moonbase Alpha之前，您需要获取将通过执行 Transact XCM指令调度的编码调用数据。在本示例中，您将为Ethereum-XCM pallet的transact函数构建编码调用数据{target=_blank}。

编码调用数据需要通过XCM执行的合约交互。在本范例中，您将与一个简单的增量合约进行交互。具体来说，是increment函数。此函数并没有输入参数，而会将number的值加一。此外，它会将执行函数的区块时间戳储存到timestamp变量中。

与increment函数交互的编码调用数据为0xd09de08a，即increment()的keccak256哈希的前8个十六进制字符（或4个字节）。如果函数有输入参数，它们也需要编码。获取编码调用数据最简单的方法是在Remix或Moonscan进行模拟交易。接下来，在MetaMask 中，在签名之前检查HEX标签下的HEX DATA: 4 BYTES选择器。您无需签署交易。

通过合约交互数据，您可以为Ethereum-XCM pallet调用构建编码调用数据。为此，请前往Polkadot.js Apps的extrinsics页面并跟随步骤设置以下选项（请注意，extrinsics页面仅将在您拥有帐户时显示）：

注意事项

Ethereum-XCM pallet当前实现不支持CREATE操作。因此，您无法通过远程EVM调用部署智能合约。

选择ethereumXcm pallet
选择transact函数
将XCM交易版本设置为V2。先前版本已被弃用并将在未来移除
根据需求设置Gas限制。建议您可以手动执行一个eth_estimateGas JSON RPC以了解需要多少Gas。在本示例中，Gas限制将被设置为71000
将动作设置为Call
输入您希望交互的合约地址。在本示例中，为增量合约，地址为0xa72f549a1a12b9b49f30a7f3aeb1f4e96389c5d8
将数值设置为0。请注意这是因为这个交互并不需要DEV Token（或是Moonbeam/Moonriver网络中的GLMR/MOVR）。您将需要根据需求修改此数值
输入与智能合约交互的编码调用数据。在本示例中为0xd09de08a
验证所有参数，并复制Ethereum-XCM pallet的编码调用数据

注意事项

以上调用配置的编码调用数据为0x260001581501000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a72f549a1a12b9b49f30a7f3aeb1f4e96389c5d8000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010d09de08a00。

Ethereum-XCM pallet encoded call data

为远程XCM执行构建XCM¶

在本示例中，您将构建一条XCM消息，通过Transact XCM指令和Ethereum-XCM pallet的transact函数从其中继链在Moonbase Alpha种执行远程EVM调用。

如果您已经检查了先决条件并且已有Ethereum-XCM pallet的编码调用数据，请导向至Polkadot.js Apps的extrinsics页面并设置以下选项：

选取您希望传送XCM的账户。确认账户符合所有先决条件
选取xcmPallet pallet
选取send函数
设置目标版本为V1

将目标设置为Moonbase Alpha：

{
  "parents":0,
  "interior":
    {
    "x1":
      {
      "Parachain": 1000
    }
  }
}

设置消息版本为V2

在消息中新增三个物件并通过以下方式进行配置（对于一些新增资产的指令，您可能需要Add item）：

{
  "WithdrawAsset":
    [
      {
        "id":
          {
            "Concrete":
              {
                "parents": 0,
                "interior": {
                  "X1": {
                    "PalletInstance": 3
                  }
                }
              }
            "Fungible": 100000000000000000
          }
    ],
  "BuyExecution":
    {
      "fees": {
        "id":
          {
            "Concrete":
              {
                "parents": 0,
                "interior": {
                  "X1": {
                    "PalletInstance": 3
                  }
                }
              }
            "Fungible": 100000000000000000
          }
      },
      "weightLimit": "Unlimited"
    },
  "Transact":
    {
      "originType": "SovereignAccount",
      "requiredWeightAtMost": "4000000000",
      "call": {
        "encoded": "0x260001581501000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a72f549a1a12b9b49f30a7f3aeb1f4e96389c5d8000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010d09de08a00"
      }

    }
}

点击Submit Transaction按钮并签署交易

注意事项

以上调用配置的编码调用数据为0x630001000100a10f020c00040000010403001300008a5d78456301130000010403001300008a5d784563010006010300286bee7901260001581501000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a72f549a1a12b9b49f30a7f3aeb1f4e96389c5d8000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010d09de08a00。

Remote XCM Call from Relay Chain

一旦交易处理完毕，您可以在中继链和Moonbase Alpha查看相关extrinsics和事件。

在中继链中，extrinsic为xcmPallet.send，关联事件为xcmPallet.Sent（其中与费用有关）。在Moonbase Alpha中，XCM执行在parachainSystem.setValidationData函数发生，并且可以注意多个关联事件：

parachainSystem.DownwardMessagesReceived — 表示接收到来自中继链的消息的事件。使用当前的XCM实现，来自其他平行链的消息将显示相同的事件
balances.Withdraw — 与提取Token以支付调用执行费用相关的事件。注意who地址是之前计算的multilocation衍生账户
ethereum.Executed — 与执行远程EVM调用相关的事件。它提供了from、 to、transactionHash（使用非标准签名和全网pallet随机数计算）和exitReason。目前，一些常见的EVM错误，例如Gas费用不足，会在退出原因中显示Reverted
polkadotXcm.AssetsTrapped — 当未使用从帐户中提取的部分用于费用的Token时发出的事件。通常，当您提供的权重超过要求或没有相关的XCM退款指令时，会发生这种情况。这些Token将被暂时销毁，并可以通过民主提案取回

要验证通过XCM的远程EVM调用是否成功，您可以前往Moonscan中的合约页面并验证新数值的数字及其时间戳。

通过哈希执行远程EVM调用交易¶

如先前所述，常规和远程XCM EVM调用之间存在一些差异。使用Ethereum JSON RPC通过其哈希检索交易时可以看到一些主要差异。

为此，您首先需要检索要查询的交易哈希。在本示例中，您可以使用先前部分教程的交易哈希，为0x85735a6be6aa0b3ad5f6ce877d8b9048137876517d9ca5b309bcd93ae997bf7a。接着打开终端，执行以下命令：

curl --location --request POST 'https://rpc.api.moonbase.moonbeam.network' \
--header 'Content-Type: application/json' \
--data-raw '{
    "jsonrpc":"2.0",
    "id":1,
    "method":"eth_getTransactionByHash",
    "params": ["0x85735a6be6aa0b3ad5f6ce877d8b9048137876517d9ca5b309bcd93ae997bf7a"]
  }
'

如果JSON RPC请求发送正确，应获得以下结果：

{
    "jsonrpc": "2.0",
    "result": {
        "hash": "0x85735a6be6aa0b3ad5f6ce877d8b9048137876517d9ca5b309bcd93ae997bf7a",
        "nonce": "0x1",
        "blockHash": "0xc4b573da6943cc94e55c2fb429160c5b24d91a9da6798102a28dd611c3b76cc0",
        "blockNumber": "0x2e7cf1",
        "transactionIndex": "0x0",
        "from": "0x4e21340c3465ec0aa91542de3d4c5f4fc1def526",
        "to": "0xa72f549a1a12b9b49f30a7f3aeb1f4e96389c5d8",
        "value": "0x0",
        "gasPrice": "0x0",
        "maxFeePerGas": "0x0",
        "maxPriorityFeePerGas": "0x0",
        "gas": "0x11558",
        "input": "0xd09de08a",
        "creates": null,
        "raw": "0xa902e7800180808301155894a72f549a1a12b9b49f30a7f3aeb1f4e96389c5d88084d09de08ac0010101",
        "publicKey": "0x3a9b57bdedea5ddd864355487de6285e032eb8798316da6848587c7f67d71a7a7592a1094ba2123f95659827f40a7096ab4fc278fdde688e3a90ee16eed5f720",
        "chainId": "0x507",
        "standardV": "0x1",
        "v": "0x1",
        "r": "0x1",
        "s": "0x1",
        "accessList": [],
        "type": "0x2"
    },
    "id": 1
}

请注意，v-r-s值设置为0x1，Gas价格相关部分设置为0x0。另外，nonce字段对应Ethereum-XCM pallet的全网随机数，而不是调度者帐户的交易数量。

注意事项

您可能会在Moonbase Alpha测试网中找到一些交易哈希冲突，因为通过XCM进行远程EVM调用的早期版本没有使用Ethereum-XCM pallet的全网随机数。

Last update: March 17, 2023
| Created: November 9, 2022

通过XCM远程调用EVM¶

概览¶

相关XCM定义¶

通过XCM执行常规和远程EVM调用的差异¶

Ethereum-XCM Pallet接口¶

Extrinsics¶

通过XCM构建一个远程EVM调用¶

查看先决条件¶

计算Multilocation衍生账户¶

Ethereum-XCM处理调用数据¶

为远程XCM执行构建XCM¶

通过哈希执行远程EVM调用交易¶