CellScript v0.1 — 为 Cell 模型而生的 DSL (早期测试版发布)

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想和大家分享一个我一直在做的项目,也坦诚地说说它现在处在什么阶段。

Cell 模型是我在区块链架构中见过的最优雅的设计之一。CKB 证明了 UTXO 风格的状态管理,配合通用虚拟机,能给你账户模型永远做不到的东西:显式的所有权、没有隐式突变、在交易级别真正的可组合性。

但手写 Cell 脚本有点难。你要手动解析 witness 字节,追踪索引,把状态编码进原始数组,用数字调用系统调用。它很强大,但它无法扩展到一个生态系统。

所以我做了 CellScript。

CellScript 是一个领域特定语言,把 .cell 源码编译成 RISC-V ELF 二进制文件——就是 ckb-vm 已经在运行的那种。它不引入新的虚拟机。不修改交易的容器/信封。它在现有的执行栈上,叠加了一个类型安全、线性强制执行(linearity-enforced)的编程模型。

它给你什么

类型化的资源 (Typed Resources)

  • resource: 线性的 Cell 支持资产,编译器跟踪它的生命周期。不能静默丢弃,不能意外复制
  • shared: 共享状态 Cell,用于池、注册表、配置。读写对元数据和工具可见
  • receipt: 一次性证明 Cell,用于存款、归属授权、投票、流动性头寸

显式的生命周期操作

  • consume: 消费一个 Cell,线性值不再可用
  • create: 创建新的输出 Cell 和类型化的输出数据
  • transfer: 转移资源所有权
  • destroy: 销毁资源
  • claim: 认领 receipt
  • settle: 结算状态

这些不是隐喻。它们 1:1 映射到 Cell 交易的形状。

编译器能力 gates
声明像 has store, transfer, destroy 这样让资产权限显式化,而不是隐藏在实现里。

生命周期状态机
#[lifecycle(...)] 让 Cell 支持的值描述状态机,比如 Granted -> Claimable -> FullyClaimed。

效果推断 (Effect Inference)
编译器知道你的代码是读取、写入、创建还是销毁。action 体被分类为 Pure、ReadOnly、Mutating、Creating 或 Destroying。

调度器元数据
对于 DAG 并行执行,编译器发出访问摘要和共享触达域,让区块构建者和执行管线能推理独立工作。

策略门控 (Policy Gates)
生产构建可以在部署前拒绝不完整或有风险的路径。checked-runtime、fail-closed、runtime-required——所有语义状态都是显式的。

类型化的 schema 元数据
Cell 数据布局、类型身份、输出字段溯源、源码哈希、运行时访问和验证者义务,都作为机器可读的元数据发出。

包管理
Cell.toml 清单,本地模块,配置的源码根目录,本地路径依赖。

它还不做什么

坦诚地说:

  • 完整的 CKB 合约兼容性——v1 只支持受限的子集。CKB profile 是有意边界的
  • 通用的 AMM/池语义——原语存在,但经济学还在完善
  • 包注册表——目前只有本地路径依赖
  • Wasm 后端——只有 RISC-V
  • launch 作为一等公民——还在规划中
  • 用户定义的泛型——后续版本

这是一个早期测试版本。编译器能工作。类型检查器能捕获真正的错误。代码生成产生有效的 ELF。但有状态的协议语义还在成熟中,我在寻找愿意把它弄坏的人。

工具链

# 安装
cd cellscript
cargo install --path .

# 编译单个文件
cellc examples/token.cell
cellc examples/token.cell --target riscv64-elf
cellc examples/token.cell --target riscv64-elf --target-profile ckb

# 编译或检查包
cellc check --target-profile ckb
cellc check --target-profile portable-cell

# 发出元数据
cellc metadata examples/token.cell --target riscv64-elf --target-profile ckb

# 验证产物
cellc verify-artifact examples/token.elf --metadata examples/token.elf.meta.json

# 运行测试
cellc test

# 生成文档
cellc doc

# 格式化代码
cellc fmt

# 初始化新包
cellc init my_token

# REPL 交互式环境
cellc repl

目标配置 (Target Profiles)

配置 用途 产物形状
ckb CKB 产物(受限纯子集) CKB 主网系统调用配置,CKB Molecule/BLAKE2b 约定,CKB 头 ABI

示例

仓库包含完整的示例,展示语言如何映射到真实的 Cell 模式:

token.cell — 可替代代币

  • 铸造授权 (MintAuthority)
  • 限额检查
  • 转账和销毁
  • 能力 gates: store, transfer, destroy

nft.cell — 不可替代代币

  • 唯一标识符
  • 所有权转移
  • 不可复制语义

vesting.cell — 归属计划

  • 生命周期状态机: Granted -> Claimable -> FullyClaimed
  • 时间锁检查
  • 部分认领支持
  • Receipt 作为状态化证明

timelock.cell — 时间锁

  • 基于 since 的解锁条件
  • 紧急恢复路径

multisig.cell — 多重签名

  • M-of-N 签名验证
  • 提案和批准流程

amm_pool.cell — 自动做市商池

  • 共享状态 Cell (shared)
  • 流动性添加和移除
  • 恒定乘积不变量
  • 交换费用计算
  • 流动性凭证 (receipt)

这些不是生产合约。它们是证明语言能映射到真实 Cell 模式的示例。

VS Code 扩展

仓库包含一个 VS Code 扩展 (editors/vscode-cellscript):

  • .cell 语法高亮
  • 代码片段
  • 格式化集成
  • 诊断信息
  • 悬停提示
  • 跳转到定义
  • 查找引用
  • 面向元数据的代码操作

和其他语言的对比

维度 CellScript Solidity Move Sway
执行目标 ckb-vm 上的 RISC-V ELF 或汇编 EVM 字节码 Move 字节码 FuelVM 字节码
状态模型 类型化 Cells,显式 inputs/deps/outputs 账户存储槽 全局存储中的 resources UTXO 加原生资产
资产模型 原生 resource、生命周期、receipt 和 shared Cell 模式 手写 token 合约 原生 resources 原生资产,但 type-script 概念较少
线性所有权 对 Cell-backed 值做编译器强制 无 通过 abilities 支持 无通用用户定义线性 resource
共享状态 显式 shared Cells 隐式 contract storage 部分 Move 链中的 shared objects 无通用 shared Cell 对应物
重入形态 没有账户存储 callback 风格重入 常见风险面 设计上较低 predicate 风险较低
调度 metadata target 原生支持 无 非 GhostDAG 导向 predicate 级独立性
CKB 兼容性 对受支持 Cell 子集提供有边界的 ckb-vm artifact profile 需要不同 VM 需要不同 VM 需要 FuelVM

与手写 CKB 脚本相比,CellScript 保留同一个运行时底层,但用类型化 Cell 操作、线性检查、schema 元数据和可被策略验证的产物取代原始字节/系统调用编程。

快速开始

# 克隆仓库
git clone https://github.com/tsukifune-kosei/CellScript
cd CellScript

# 安装编译器
cargo install --path .

# 编译示例
cellc examples/token.cell --target riscv64-elf

# 检查包
cellc check --target-profile ckb

# 运行所有测试
cellc test

# 查看元数据
cellc metadata examples/token.cell --json

项目布局

cellscript/
├── src/                 # 编译器、解析器、类型检查器、IR 降级、代码生成、CLI
├── examples/            # 示例合约和协议模式
├── tests/               # 编译器和 CLI 测试
└── editors/
    └── vscode-cellscript/  # VS Code 扩展

如果你在用 CKB

CellScript 的 CKB profile 是 v1 中有边界的。它是为通过 CKB 可移植性门的源码准备的产物配置;它不承诺任意有状态的 CellScript 程序或任意手写的 CKB 合约能完全互换。

不支持的 CKB/运行时/有状态形状会被策略拒绝,或保留为 v1 后的工作。

状态

这不是生产就绪的语言。这是:

  • :white_check_mark: 工作的编译器 (解析 → 类型检查 → IR 降级 → 代码生成)
  • :white_check_mark: 类型安全的资源操作
  • :white_check_mark: 线性强制执行
  • :white_check_mark: 有效的 RISC-V ELF 输出
  • :white_check_mark: CKB profile (受限子集)
  • :white_check_mark: 元数据策略门控
  • :warning: 有状态协议语义还在成熟
  • :warning: AMM/池经济学未完全形式化
  • :warning: 包注册表不存在
  • :cross_mark: Wasm 后端
  • :cross_mark: 泛型

我在寻找愿意:

  • 写合约,发现边界情况
  • 报告编译器应该拒绝但接受的东西
  • 报告抽象泄漏的地方
  • 测试 CKB profile 的边界
  • 贡献示例和文档

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仓库: GitHub - CellScript
问题和建议: 直接开 issue

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CellScript - A DSL for Cell-Based Contracts