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。+ h5 O" t- s8 @9 c: i8 M

( E9 o! Y3 R  R5 p( X7 t- k9 n    1.为什么需要沙箱机制？
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2 O* f" {8 t/ Y; ~( U+ T    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。
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    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：- l2 d  M4 L4 a* M. }

( l9 o$ [! N% O( K$ m5 a7 _% f    (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/ N/ L( O8 N; m: \; x4 f- u# R- K( N! V/ m

; c& ]9 g: }; k1 J    (2)为程序提供一个受限的运行环境：这就是沙箱机制
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    2.什么是沙箱机制？
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    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。0 s5 v  @+ E3 g3 ?0 [0 ]
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    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。8 v; ~( X7 Q3 t' h8 S! I, `

: n4 [6 j4 V6 n1 E; _    3.JVM的沙箱机制
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( W, U. _; @5 M  ~; Q    第二层：字节码校验器) }! @/ k+ S$ D3 D
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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
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. Z2 G1 D. }) {3 K! B" j& w; t/ F% w    (2)方法调用与对象引用类型之前要匹配5 d- a$ c5 _% Z5 t
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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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1 ]* |  |5 }; E$ c0 H    (4)对本地变量的访问落在运行时堆栈内: E' _( [" p7 s# m/ d8 J! ]

! |7 m- d" E$ n9 G: A% 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。
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; c: b+ G9 f/ ^    第二层：字节码校验器
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, n8 \+ [! k) |; l3 T    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：( T5 u  ?* H  J2 A+ i: U# P, ?, }% H
) @8 O5 Y% p; O* b: `: H2 ~
    (1)变量要在使用之前进行初始化% {) \9 ^5 K9 B9 e. s* d

  p; [( d; U1 G7 O) i- c    (2)方法调用与对象引用类型之前要匹配  T- M4 u8 w+ t( e

0 C) W4 a7 l4 J    (3)访问私有数据和方法的规则没有被违背; c/ D  d3 }+ S% M3 v

" V' l$ W1 I) Q" K+ t* J    (4)对本地变量的访问落在运行时堆栈内& k$ e' C4 n. {- r% `' x) v
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    (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。$ V* v+ c% f# t' G* O2 Y: ?
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    4.EVM的沙箱机制
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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：5 G. k+ x2 c: {3 I# n- f

! o) |- A  U0 ]9 S/ J$ m    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。$ U1 T( N- E) ^2 |2 a2 {, S  Z

3 T. S; G: B. \) G0 s. p- m9 P    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。