以太坊智能合約詳細(xì)介紹

前言：智能合約這個詞你可能聽過無數(shù)遍，但有多少人真正理解什么是智能合約？本文幫你深入理解以太坊智能合約。

你可能聽說過“智能合約”，甚至可能知道它們是在區(qū)塊鏈上運行的代碼。

但是你如何才能在區(qū)塊鏈上運行代碼？這不是可以輕易理解的簡單概念。

本文解釋了智能合約是如何在以太坊區(qū)塊鏈上運行的。對編程的基礎(chǔ)理解將會有所幫助，因為本文包含了一些用于舉例的簡單代碼。為了清晰起見，本文將其中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)稍微進(jìn)行了簡化，但概念是有效的。

區(qū)塊鏈-快速入門

這里不講太多細(xì)節(jié)，區(qū)塊鏈技術(shù)的核心概念是分布式賬本。它是一種在眾多參與者之間共享的特殊類型的數(shù)據(jù)庫。

這個特殊的數(shù)據(jù)庫就是一個交易列表，記錄了網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的每一筆交易。每個人都有一個副本。這種去中心化分布結(jié)合強有力的貨幣激勵措施， 消除了各方之間信任的必要性。

傳統(tǒng)意義上，當(dāng)事人之間的信任是通過中間人，即第三方來解決的，比如Paypal、銀行。與你不信任的人之間的交易將通過雙方都信任的中間人進(jìn)行。

有了區(qū)塊鏈，這種需求消失了。因為你可以把你的信任放在網(wǎng)絡(luò)上，在這里，強有力的激勵措施消除了作弊欺騙的欲望（簡而言之：遵守規(guī)則更有利可圖）。

更具體地說：區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是一組機器，它們記錄著相同的交易列表副本（例如，從A轉(zhuǎn)給B的錢）。

因為每個人都有相同的列表，所以很難欺騙網(wǎng)絡(luò)接受錯誤的交易。結(jié)合一些加密算法和貨幣獎勵以便遵守規(guī)則，你的網(wǎng)絡(luò)會非常安全。

所有這些也使得區(qū)塊鏈幾乎是不可變的，因為改變歷史記錄的唯一方法是獲得全網(wǎng)大多數(shù)人的同意。

什么是智能合約？

區(qū)別于比特幣，以太坊最大的不同是引入了智能合約的概念。比特幣是數(shù)字貨幣，以太坊也是數(shù)字貨幣，但遠(yuǎn)不止這些。

“智能合約”這個名稱有點誤導(dǎo)人。它們不是真正的合約，也不特別智能。它們只是一些可以運行在區(qū)塊鏈上的代碼 - 或者說是計算機邏輯運算。

首先，我將介紹有關(guān)智能合約是以太坊網(wǎng)絡(luò)上的一種特殊賬戶。你有用戶賬戶，你還有智能合約賬戶。

一個用戶賬戶包括：

· 一個地址（類似于你的銀行賬號-它也存在于比特幣上）

· 余額（我有多少錢）

一個智能合約賬戶包括：

· 一個地址

· 余額（以太坊）

· 一個狀態(tài)

· 代碼

地址和普通賬戶的地址是一樣的，它是該賬戶的唯一識別符。

余額和普通賬戶也是一樣的概念。唯一令人激動的是，智能合約上的余額意味著代碼可以擁有金錢。它可以處理這些錢，也可能因為編碼錯誤而造成處理不當(dāng)。

智能合約帳戶的狀態(tài)是智能合約中聲明的所有字段和變量的當(dāng)前狀態(tài)。它的工作方式與大多數(shù)編程語言中類的字段變量相同。事實上，一個類的實體化對象可能是理解智能合約的最簡單方法。唯一的區(qū)別是這個對象是永久存在的（除非被編程為自我毀滅）。

智能合約的代碼是編譯好的字節(jié)代碼，以太坊客戶機和節(jié)點可以在上面運行。它是在創(chuàng)建智能合約時執(zhí)行的代碼，并且包含可以調(diào)用的函數(shù)。就像面向?qū)ο缶幊痰恼Z言中的任何對象一樣。

關(guān)于智能合約的趣事：它們可以調(diào)用其它的智能合約。這就開啟了創(chuàng)建自主代理的能力，這些代理可以自己花錢和進(jìn)行交易。

假設(shè)我用上面的代碼創(chuàng)建了一個智能合約。該代碼有一個名為counter的字段，類型為uint（整數(shù)）。counter變量的內(nèi)容是本合約的狀態(tài)。每當(dāng)我調(diào)用count（）函數(shù)時，任何人都能看到這個智能合約在區(qū)塊鏈上的狀態(tài)將會加1。

稍后我們將通過更多的例子來解釋它是如何工作的，但首先我想回到以太坊和比特幣的交易，并以此來解釋一些事情。

交易水平上，以太坊VS比特幣

比特幣交易非常簡單。你可以只做一件事。一種類型的交易。略過一些細(xì)節(jié)，一切都可以歸結(jié)為TO（付給，誰在收錢），F(xiàn)ROM（來自于，誰在付錢）和AMOUNT（數(shù)量，多少錢）。這使得比特幣成為一種價值儲存手段，能夠在網(wǎng)絡(luò)參與者之間傳遞價值。

以太坊的不同之處在于交易還有一個“DATA”（數(shù)據(jù)）字段。該“DATA”字段支持三種類型的交易：

價值轉(zhuǎn)移（和比特幣一樣）

· TO接收地址

· DATA字段為空或包含要附加的任何消息

· FROM你

· AMOUNT是你要發(fā)送的以太坊數(shù)量

創(chuàng)建智能合約

· TO字段為空（它觸發(fā)智能合約的創(chuàng)建）

· DATA字段包含編譯為字節(jié)代碼的智能合約代碼

· FROM你

· AMOUNT 可以是0或者任意你想放在合約里的以太坊數(shù)量

創(chuàng)建智能合約

· TO字段為空（它觸發(fā)智能合約的創(chuàng)建）

· DATA字段包含編譯為字節(jié)代碼的智能合約代碼

· FROM你

· AMOUNT 可以是0或者任意你想放在合約里的以太坊數(shù)量

調(diào)用智能合約

· TO字段是智能合約賬戶地址

· DATA字段包含函數(shù)名稱和參數(shù)– 如何調(diào)用智能合約

· FROM你

· AMOUNT可以是0或者任何數(shù)量的以太坊，比如你需要為一項服務(wù)合約支付的數(shù)目

在這些交易中還有更多的字段和復(fù)雜性，但以上這些已經(jīng)很好地解釋了核心概念。讓我們看看關(guān)于這些交易的一些更具體的例子。

以太坊交易

價值轉(zhuǎn)移

非常簡單。TO向一個地址發(fā)送一定數(shù)目的以太坊代幣。你也可以為一筆交易加上一條消息。

創(chuàng)建智能合約

正如以上提到的，一個空的TO字段表示創(chuàng)建一份智能合約。DATA字段包含編譯為字節(jié)代碼的智能合約。

調(diào)用合約

我們稍后會回到這個問題，但是其主要概念是你將交易發(fā)送到你想要調(diào)用的智能合約地址，然后將函數(shù)調(diào)用放在DATA字段中。

注意成本和執(zhí)行

正如你所想象的，你不能一直在區(qū)塊鏈上免費運行計算量很大的程序。

代碼的執(zhí)行是由調(diào)用者用一種叫做gas的東西來支付的。Gas是運行以太坊虛擬機的燃料。你可以將其視為每次執(zhí)行指令的費用（就像一行代碼）。

你需要為一個特定的合約調(diào)用設(shè)置可花費的最大gas。比如，如果你調(diào)用的代碼進(jìn)入了一個永久循環(huán)，將會確保在執(zhí)行過程中所花費的gas不會超過設(shè)置的最大gas。

gas（執(zhí)行）的成本由網(wǎng)絡(luò)的礦工（運行代碼的節(jié)點）決定。關(guān)于gas和執(zhí)行，還有很多知識。但以上這些值得牢牢記住。

智能合約如何工作？

當(dāng)一個智能合約被部署到以太坊網(wǎng)絡(luò)時，任何人都可以調(diào)用智能合約的函數(shù)。雖然出于安全考慮該函數(shù)可能阻止人們調(diào)用，但你可以自由嘗試。

假設(shè)有一個MyObject類型的對象。該對象有一個名為myFunction的函數(shù)。要調(diào)用它，只需引用對象的實例、調(diào)用哪個函數(shù)和使用哪個參數(shù)調(diào)用。

像這樣：

myObjectReference.myFuncTIon（parameters）;

該函數(shù)返回的任意值，可以將其存在變量中：

myVariable = myObject.myFuncTIon（parameters）;

調(diào)用一個智能合約在概念上是一樣的。唯一的區(qū)別是，你必須將調(diào)用相關(guān)的所有信息放在交易中，對其簽名并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上來執(zhí)行。

假設(shè)你想要調(diào)用函數(shù)myFuncTIon，其中包含智能合約“0x0123456”里的一些參數(shù)。調(diào)用智能合約分四步：

現(xiàn)在，當(dāng)交易被放進(jìn)區(qū)塊鏈中的一個塊，該狀態(tài)變化便會被記錄在整個網(wǎng)絡(luò)中。

世界計算機

許多人把以太坊稱為世界計算機。這是個不錯的類比。它就像一臺由整個世界來維護(hù)的虛擬機。

但是請記住：雖然智能合約是圖靈完備的，并且理論上可以做任何事情，但它們不太適合繁重的計算工作。

以太坊世界計算機就像一臺運行簡單程序的老式慢速計算機。由于成本和安全性，保持以太坊的智能合約小而簡單是至關(guān)重要的。

合約需要的計算量越多，運行的成本就越大。合約越復(fù)雜，就越有可能存在安全漏洞。而且智能合約中的安全漏洞是很難處理的——畢竟區(qū)塊鏈?zhǔn)遣豢勺兊摹?/p>

舉例：通證

回歸重點，我想解釋一下通證是如何工作的。

大多數(shù)這些通證都是在以太坊上創(chuàng)建的，而且概念非常簡單（它運行良好，但是太簡單了，以至于幾乎可以說是愚蠢的）。

如何使用Javascript或其他編程語言編寫一個簡單的貨幣系統(tǒng)？你可以在一個文件中完成所有的操作。你真正需要記錄的是：

1. 總供應(yīng)量

2. 賬戶

3. 賬戶中的余額

4. 資金流向

通過用戶和余額之間的簡單映射，你可以得到123的答案：

該map只是把一個賬戶映射到一筆錢。

使用構(gòu)造函數(shù)（constructor），你可以在自己的帳戶中設(shè)置初始供應(yīng)量 （或分布在任意數(shù)量的賬戶中）

資金的流動是通過簡單的函數(shù)來完成的，即從一個賬戶中減去，然后加在另一個賬戶上。

創(chuàng)建通證與我們在以太坊使用的概念完全相同。當(dāng)然，還有一些更復(fù)雜和額外的功能，但是基本概念非常簡單。

以下就是基本的通證合約在以太坊編程語言中呈現(xiàn)的樣子（再次重申：為清晰起見進(jìn)行了簡化）：

這就是基礎(chǔ)編程概念。我認(rèn)為這說明了以太坊作為一個平臺的力量。通過一些簡單的代碼，你可以憑空生成一個代幣，它本質(zhì)上就是由世界計算機記錄的一些變量。歡迎來到新的互聯(lián)網(wǎng)。