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前言：智能合約這個(gè)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。本文作者是Gjermund Bjaanes，由“藍(lán)狐筆記”社群的“Dyna”翻譯。
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(yùn)行的代碼。
但是你如何才能在區(qū)塊鏈上運(yùn)行代碼?這不是可以輕易理解的簡(jiǎn)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(yùn)行的。對(duì)編程的基礎(chǔ)理解將會(huì)有所幫助，因?yàn)楸疚陌艘恍┯糜谂e例的簡(jiǎn)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(jiǎn)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(gè)特殊的數(shù)據(jù)庫就是一個(gè)交易列表，記錄了網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的每一筆交易。每個(gè)人都有一個(gè)副本。這種去中心化分布結(jié)合強(qiáng)有力的貨幣激勵(lì)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?yàn)槟憧梢园涯愕男湃畏旁诰W(wǎng)絡(luò)上，在這里，強(qiáng)有力的激勵(lì)措施消除了作弊欺騙的欲望(簡(jiǎn)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(jī)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?yàn)槊總€(gè)人都有相同的列表，所以很難欺騙網(wǎng)絡(luò)接受錯(cuò)誤的交易。結(jié)合一些加密算法和貨幣獎(jiǎng)勵(lì)以便遵守規(guī)則，你的網(wǎng)絡(luò)會(huì)非常安全。
所有這些也使得區(qū)塊鏈幾乎是不可變的，因?yàn)楦淖儦v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(gè)名稱有點(diǎn)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(yùn)行在區(qū)塊鏈上的代碼 - 或者說是計(jì)算機(jī)邏輯運(yùn)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(gè)用戶賬戶包括：
一個(gè)地址(類似于你的銀行賬號(hào)-它也存在于比特幣上)
余額(我有多少錢)
一個(gè)智能合約賬戶包括：
一個(gè)地址
余額(以太坊)
一個(gè)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(shí)別符。
余額和普通賬戶也是一樣的概念。唯一令人激動(dòng)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?yàn)榫幋a錯(cuò)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(shí)上，一個(gè)類的實(shí)體化對(duì)象可能是理解智能合約的最簡(jiǎn)單方法。唯一的區(qū)別是這個(gè)對(duì)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(jī)和節(jié)點(diǎn)可以在上面運(yùn)行。它是在創(chuàng)建智能合約時(shí)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(duì)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(gè)智能合約。該代碼有一個(gè)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(shí)，任何人都能看到這個(gè)智能合約在區(qū)塊鏈上的狀態(tài)將會(huì)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(jiǎn)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)，FROM(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(jià)值儲(chǔ)存手段，能夠在網(wǎng)絡(luò)參與者之間傳遞價(jià)值。
以太坊的不同之處在于交易還有一個(gè)“DATA”(數(shù)據(jù))字段。該“DATA”字段支持三種類型的交易：
價(jià)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
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(xiàng)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(jià)值轉(zhuǎn)移
非常簡(jiǎn)單。TO向一個(gè)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(gè)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(huì)回到這個(gè)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(fèi)運(yùn)行計(jì)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(yùn)行以太坊虛擬機(jī)的燃料。你可以將其視為每次執(zhí)行指令的費(fèi)用(就像一行代碼)。
你需要為一個(gè)特定的合約調(diào)用設(shè)置可花費(fèi)的最大gas。比如，如果你調(diào)用的代碼進(jìn)入了一個(gè)永久循環(huán)，將會(huì)確保在執(zhí)行過程中所花費(fèi)的gas不會(huì)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(yùn)行代碼的節(jié)點(diǎn))決定。關(guān)于gas和執(zhí)行，還有很多知識(shí)。但以上這些值得牢牢記住。
智能合約如何工作?
當(dāng)一個(gè)智能合約被部署到以太坊網(wǎng)絡(luò)時(shí)，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(gè)MyObject類型的對(duì)象。該對(duì)象有一個(gè)名為myFunction的函數(shù)。要調(diào)用它，只需引用對(duì)象的實(shí)例、調(diào)用哪個(gè)函數(shù)和使用哪個(gè)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(gè)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(duì)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(gè)塊，該狀態(tài)變化便會(huì)被記錄在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。
世界計(jì)算機(jī)
許多人把以太坊稱為世界計(jì)算機(jī)。這是個(gè)不錯(cuò)的類比。它就像一臺(tái)由整個(gè)世界來維護(hù)的虛擬機(jī)。
但是請(qǐng)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(jì)算工作。
以太坊世界計(jì)算機(jī)就像一臺(tái)運(yùn)行簡(jiǎn)單程序的老式慢速計(jì)算機(jī)。由于成本和安全性，保持以太坊的智能合約小而簡(jiǎn)單是至關(guān)重要的。
合約需要的計(jì)算量越多，運(yùn)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(diǎn)，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(jiǎn)單(它運(yùn)行良好，但是太簡(jiǎn)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(gè)簡(jiǎn)單的貨幣系統(tǒng)?你可以在一個(gè)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(jiǎn)單映射，你可以得到 123 的答案：
該map只是把一個(gè)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(dòng)是通過簡(jiǎn)單的函數(shù)來完成的，即從一個(gè)賬戶中減去，然后加在另一個(gè)賬戶上。
創(chuàng)建通證與我們?cè)谝蕴皇褂玫母拍钔耆嗤．?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(jiǎn)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(jiǎn)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(gè)平臺(tái)的力量。通過一些簡(jiǎn)單的代碼，你可以憑空生成一個(gè)代幣，它本質(zhì)上就是由世界計(jì)算機(jī)記錄的一些變量。歡迎來到新的互聯(lián)網(wǎng)。
