了解区块链技术的童鞋都知道以太坊的智能合约都是在沙箱（Sandbox）中运行的，那到底什么是沙箱呢？为什么要在沙箱中进行呢？下面本文就为大家一一介绍。% x; g* o- V5 q$ B
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    1.为什么需要沙箱机制？
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    默认情况下，一个应用程序是可以访问机器上的所有资源的，比如CPU、内存、文件系统、网络等等。# w# J8 w& e/ `- e0 h, d

) {0 }7 x% U* V# F    但是这是不安全的，如果随意操作资源，有可能破坏其他应用程序正在使用的资源，或者造成数据泄漏。为了解决这个问题，一般有下面两种解决方案：% U" ^" ?3 T: B0 N- p
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    (1)为程序分配一个限定权限的账号：利用操作系统的权限管理机制进行限制
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5 E" w% a: M% r& Y" Y    (2)为程序提供一个受限的运行环境：这就是沙箱机制. P5 x' Q, e: r2 p8 q, M7 e
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    2.什么是沙箱机制？; k/ i0 f1 ]0 P2 k+ E

, z9 c; [5 g) [# U$ J1 \6 C3 D9 _    如上所述，沙箱就是一个限制应用程序对系统资源的访问的运行环境。
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  X$ m2 X. x8 z7 W7 w6 u+ E    沙箱很多情况下都是实现在虚拟机（VM）中，比如Java的虚拟机JVM、Javascript的虚拟机V8引擎、Android中的虚拟机Dalvik/ART，以及以太坊的虚拟机EVM等等。具体的实现方式各有不同，本文重点分析一下JVM和EVM的沙箱机制实现。" w! t4 U1 |& Z/ V7 d

2 I3 U! X& v! f5 O5 e    3.JVM的沙箱机制+ A* [% B+ C) f  z

+ C+ B5 z; E7 F6 v) V. t    第二层：字节码校验器
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    类字节码被加载后，需要在字节码层面进行检验，具体包括以下内容：
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    (1)变量要在使用之前进行初始化5 n# i; j5 \% n" a3 j# u: R1 D
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    (2)方法调用与对象引用类型之前要匹配
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    (3)访问私有数据和方法的规则没有被违背
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    (4)对本地变量的访问落在运行时堆栈内
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$ m  h* A+ m2 @6 l7 O' u    (5)运行时堆栈没有溢出通过这一机制，可以确保字节码符合Java语言规范，避免访问无效访问或越界访问。
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    第二层：字节码校验器9 s" ^/ }6 t8 N/ V  T8 m+ q# F2 c. E/ U
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    类字节码被加载后，需要在字节码层面进行检验，具体包括以下内容：
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" ~2 J" Q! |. C/ F    (1)变量要在使用之前进行初始化' G% a: x( y$ B0 l" u

3 C1 p3 v' k' j3 a- {' J    (2)方法调用与对象引用类型之前要匹配6 ?" Q9 P7 j$ ]* K: m
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    (3)访问私有数据和方法的规则没有被违背
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    (4)对本地变量的访问落在运行时堆栈内
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* W3 w4 U& @& @: W% V3 P4 _2 @, f    (5)运行时堆栈没有溢出通过这一机制，可以确保字节码符合Java语言规范，避免访问无效访问或越界访问。6 g8 I! g1 ~% ]: w+ \
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    4.EVM的沙箱机制- M# @7 ?* w8 H  Z: A2 W! x
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    EVM本身是一个相对封闭的环境，不支持对网络和文件系统的直接访问，从这个层面来说已经起到一部分沙箱的功能了：. l6 A% s8 {5 c' M: u) G
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    另外，在智能合约之间互相调用时，EVM会重新分配堆栈和内存空间，在一个全新的环境中运行新合约，即使出现问题也不会破坏原有执行环境，从而为智能合约的执行提供了一个沙箱环境。' \9 J* p; K) e* N* z
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    最后，每个智能合约的存储也是相互独立的，开发者可以根据需求，限制合约可以访问的存储空间，避免未授权的访问或修改。