智能合约是什么？如何执行？智能合约运作原理、优缺点及应用

2024-08-14 14:25:06 佚名

简介智能合约是在区块链网路上签署并储存的数位协议，当满足合约条款和条件(T&C) 时自动执行,如果您是加密货币爱好者，那么一定会听说过智能合约,那么，智能合约是什么？如何执行？下文将为大家详细介绍智能合约运作原理、优缺点及应用

如果您是加密货币爱好者，那么一定会听说过智能合约。智能合约是Web3 产业的基本构件，也是DeFi、NFT、游戏和其他在Web3 中日益突出的应用的基础。

那么，智能合约究竟是什么？它是如何运作的？对区块链来说意味着什么呢？在本篇文章中，我们将介绍智能合约的工作原理并详细介绍其应用和优缺点。

智能合约是什么？

智能合约是在区块链网路上签署并储存的数位协议，当满足合约条款和条件(T&C) 时自动执行。条款和条件是用区块链特定的程式语言（例如Solidity）编写的。

另一方面，智能合约也可被视为区块链应用程式，使各方能够执行交易中各自的部分。由智能合约支援的应用程式通常被称为去中心化应用程式（DApp）。

在智能合约的使用中，买方和卖方之间的协定条款直接写入代码，其中包含的代码和协定存在于分散的区块链网路中，代码控制执行，交易是可跟踪和不可逆的。透过在去中心化的区块链而非中心化的伺服器上运行，智能合约允许多方以准确、及时和防篡改的方式达成共享结果。

此外，由于智能合约不受中央机构控制，也不容易受到恶意实体的单点攻击，因此，当应用于多方数位协定时，智能合约应用可以降低交易方风险、提高效率、降低成本，并为流程提供新的透明度。

智能合约的历史

Nick Szabo 是一位出生于美国的电脑科学家，他于1998 年开发了一种名为「Bit Gold」的虚拟货币，比比特币问世早了十年，并于1994 年提出了能够以计算机代码形式记录合同的想法。当满足某些条件时，该合同将自动启动。这就是智能合约的雏形。

这个想法可能会消除对受信任的第三方公司（如银行）的需求。因为在进行交易时，您不再需要受信任的第三方；相反，合约（或交易）是在完全由计算机控制的可信网路上自动执行的。

Szabo 多年来一直在研究这个想法，甚至写了一本名为「智能合约：数位自由市场的构建模组」的书。

2009年，比特币首次引入了区块链技术的使用。 2015年，以太坊由一位名叫Vitalik Buterin 的年轻人创立，并推出了第一批有效的智能合约。

智能合约与区块链

支援智能合约的区块链使开发人员能够在区块链本地提供的去中心化共识基础上编写任意应用逻辑。

这就是为什么区块链、智能合约和应用程式可以看作是一种等级关系：应用程式（包括代币）由智能合约（或多个连接的智能合约）的程式码创建。智能合约中定义的操作则由底层区块链网路执行和储存。

🤔所有区块链都有智慧合约吗？

值得一提的是，并非所有区块链都能运行智能合约。包括Arbitrum、Avalanche、Base、BNB Chain 和以太坊在内的区块链和二层网路都是智能合约相容区块链的例子，而像基础比特币区块链这样的区块链则不具备本地智能合约功能。这些区块链之间的主要区别在于底层区块链执行和储存任意逻辑的能力。

智能合约的运作方式

与其他合约一样，智能合约是两方之间具有约束力的合约。它使用程式码来利用区块链技术的优势，从而释放出更大的功效、开放性和保密性。

智能合约的执行由相对简单的「if/when…then…」语句控制，这些语句以区块链上的程式码编写。当满足并验证了预定条件时，计算机网路将执行操作。这些行动可能包括向有关方面发放资金、注册车辆、发送通知或开罚单。然后，当交易完成时，区块链将更新。这意味着交易无法更改，只有被授予许可权的各方才能看到结果。

在智能合约中，可以根据需要进行尽可能多的规定，以使参与者满意地完成任务。要建立条款，参与者必须确定交易及其数据如何在区块链上表示，就「if/when…then…」管理这些交易的规则，探索所有可能的例外情况，并定义解决争议的框架。

然后，智能合约可以由开发人员进行程式设计，尽管越来越多的组织将区块链用于业务、提供范本、Web 介面和其他在线工具来简化智能合约的结构。

智能合约的优点：为何智能合约很重要

大多数传统数位协议都涉及互不相识的双方，这就带来了任何一方不履行承诺的风险。为了解决交易对手风险，数位协议通常由较大的中央机构（如银行）托管和执行，这些机构可以强制执行合约条款。这些数位合约可以直接在用户和大公司之间签订，也可以由大公司充当两个用户之间的可信中介。虽然这种动态使许多原本不会承担这种风险的合约得以存在，但也造成了大型集中化机构对合约施加不对称影响的情况。

而智能合约透过提供多项优势改进了数位协定。

首先，在安全性方面，在去中心化的区块链基础设施上运行合约，可确保不存在可攻击的中心故障点，不存在可贿赂的中心化中介，也不存在任何一方或中心管理员可用于篡改结果的机制。

其次，由去中心化节点网路对合约逻辑进行冗余处理和验证，可提供强有力的防篡改、正常运行时间和正确性保证，确保合约根据其条款按时执行。

使用去中心化网路来托管和执行协议条款，也降低了营利性中间商利用其特权地位寻租和攫取价值的能力。

最后，智能合约流程的自动化，意味着任何一方都无需等待手动输入资料、交易对手履行义务或中间人处理交易，这大大提高了效率。

综上所述，智能合约无疑为世界提供了一种更安全、更可验证的方式，用于创建涉及价值和数据传输的社会协议。

智能合约的缺点

然而，区块链和智能合约的发展仍处于初级阶段，开发人员在建立可验证网路的愿景时必须面对各种限制。

智能合约开发的一个标志性限制是其不可更改性：智能合约程式码一旦创建，就无法更改。这既是一个强大的功能，也是一个根本性的限制。只要区块链运行在其上，不可更改的应用程式就会自动运行，但它们不能因新特性、功能、错误修复或扩展而升级。

这凸显了智能合约的另一个限制和风险——智能合约在部署时如果存在未被发现的错误或漏洞，就无法及时更改（有时甚至根本无法更改），这使得智能合约审计成为智能合约开发流程的核心部分。

许多开发人员用来应对这一限制的一种变通方法是创建可升级的智能合约，即使用代理合约指向一个新、更新的智能合约。这并不会破坏智能合约的不变性，而是释放了将使用者引导至新的升级版智能合约的能力。

智能合约应用范例

由于智能合约执行协议，因此它们可以用于许多不同的目的。最简单的用途之一是确保两方之间发生交易，例如货物的购买和交付。例如，需要原材料的制造商可以使用智慧合约设定付款，供应商可以设定出货。然后，根据两家企业之间的协议，资金可以在发货或交货时自动转移给供应商。房地产交易、股票和大宗商品交易、借贷、公司治理、供应链、争议解决和医疗保健只是智慧合约理论上可用的几个例子。

最后，让我们来看看智能合约使用的几个案例：

1.权限管理（代币）

代币智能合约用于创建、追踪和分配区块链网路上存在的特定数位代币的所有权。代币合约将功能编程到其发行的代币中，为持有者提供诸如DApp 中的效用/保险（效用代币）、协议中的投票权重（治理代币）、公司股权（安全代币）、独特的所有权主张等功能。

例如，FIL 代币用于支付Filecoin 的去中心化储存服务，COMP 代币允许用户参与Compound 协议的治理。

2.金融商品（DeFi）

去中心化金融（DeFi）由使用智能合约重新创建传统金融产品和服务（例如货币市场、期权、稳定币、交易所和资产管理）的应用程式组成，并透过无需许可的可组合性组合多种服务来创造新的金融原语。智能合约可以托管用户的资金，并根据预先定义的条件在用户之间分配资金。

例如，BarnBridge 使用智能合约为希望固定资产暴露于价格对（例如45% 代币A、55% 代币B）的用户实现自动化交易，Aave 使用智能合约以无需许可和去中心化的方式促进借贷。

3. 游戏和NFT

基于区块链的游戏使用智慧合约来防篡改地执行游戏内的操作。

一个例子是PoolTogether ，这是一款无损储蓄游戏，用户将资金放入共享池中，然后将其导入货币市场并赚取利息。在预定的时间段后，游戏结束，获胜者将随机获得所有应计利息，而其他人可以提取原始存款。同样，限量版NFT 可以拥有公平的分配模型，而RPG 可以使用随机性来支持不可预测的战利品掉落，有助于确保所有用户都有公平的机会获得稀有的数位资产。

4.保险

参数保险是一种保险，其赔偿直接与特定的预定义事件挂钩。智慧合约提供防篡改基础设施，用于建立基于资料输入触发的参数保险合约。例如，可以使用智慧合约建立农作物保险，使用者根据特定的天气资讯（例如某个地理位置的季节性降雨量）购买保单。保单结束时，如果特定地点的降雨量超过原来规定的金额，智能合约将自动发放赔偿。最终用户不仅可以以更少的管理费用及时收到付款，而且保险的供应方可以透过智慧合约向公众开放。智能合约允许用户将资金存入池中，然后根据池参与者对池的贡献百分比将收取的保费分配给池参与者。