秒懂商业区块链关键技术：智能合约

智能合约是区块链可以称为颠覆性技术的主要原因之一。 没有智能合约的区块链系统无法在商业领域灵活开展业务。 本文选自《商业区块链技术与实践》，带你快速了解这一关键技术。

智能合约

让预先制定的规则公开、公平、安全地执行，不被恶意篡改。

智能合约的概念早在1994年就被提出，但由于当时缺乏可信的执行环境和系统，智能合约并未应用于实际行业。

2009 年比特币诞生时，比特币交易有简单的可执行脚本，可以执行简单的逻辑。 人们逐渐意识到，区块链底层技术天生就可以为智能合约提供可信的执行环境，但比特币对智能合约的支持仅停留在简单脚本层面，不具备图灵完备性，无法实现更复杂的逻辑，因此比特币脚本只是拉开了基于智能合约开发应用程序的序幕。

以太坊的出现，使得智能合约从简单的实验走向实际应用。 对于成熟的区块链技术体系，智能合约是一个非常重要的技术特征，也是区块链能够被称为颠覆性技术的主要原因。

什么是智能合约

智能合约已经成为区块链系统的基本功能组件，没有智能合约的区块链系统将无法在商业领域灵活开展业务。

在区块链系统中，智能合约是存储在区块链上的一段代码，写在合约的账户中，实现特定的业务操作，可以被触发执行。 智能合约的代码不可修改，否则会造成被滥用和修改的风险。

智能合约使用交易来触发执行，并会在每个全节点上执行。 如果单个节点作恶，则该节点的数据将失效，不会影响其他节点。 这使得智能合约的执行具有一致性，不能作恶。 去中心化特性可以用来保证业务规则的正确性。

智能合约的执行条件是当其他账户向合约账户转入资金（BU原生资产或资产资产）时，触发执行。 智能合约的代码加载到ChainVM中，ChainVM执行代码，最后将执行结果写入区块链，这个过程会被执行并存储在所有节点中。

合约执行流程

ChainVM基于Chrome V8引擎和WebAssembly技术实现、改进和优化，可以更好地满足区块链系统的生态友好性要求。

Chrome V8是谷歌开发的开源JavaScript引擎，可以直接将JavaScript代码翻译成二进制机器码并在物理机上执行，执行效率高； WebAssembly 是一种可移植、高效加载、与平台无关的字节码格式，可以在平台上以接近原生的速度执行程序，是一种全新的 web 标准，被谷歌、苹果、微软和 Mozilla。

这两项技术可以为ChainVM提供良好的基础功能支持，但不能直接应用于区块链系统场景。 主要用于合约执行安全、接口权限、合约间交互、异常处理、语法检查等。为便于描述，本节将重点介绍一个支持JavaScript语言的Chrome V8引擎来说明ChainVM的实现原理.

如上图，智能合约的执行流程如下：

(1) 用户A发起签名交易，目标账户为B，B为智能合约账户，存储智能合约代码。 假设此时交易被广播打包，节点需要将交易存储在区块链上，需要重放计算交易。

(2) 客户端（定义为使用C++代码实现）调用Chrome V8引擎，将合约代码加载到引擎中执行。 如果在执行过程中遇到内置接口，会产生一个回调函数调用客户端代码，此时就实现了双向交互功能。

(3) 在合约执行过程中，可能会发生新的交易。 例如，合约账户B通过合约内部接口对账户C进行转账操作。 如果C账户只是一个普通账户比特币具备智能合约功能，那么只需要进行普通的转账操作即可； 如果C账户是合约账户，会再次触发新的合约，形成递归调用。 合约调用合约的递归深度为3层。 如果超过3层，就会出错，整个事务都会回滚。 这是出于合约实现的复杂性和底层区块链的安全性考虑和设计的。

智能合约安全开发指南

开发智能合约和开发普通程序是有一定区别的。 部署后无法修改，升级更难，数据不可篡改。 因此，智能合约的开发需要遵循以下原则：

(1) 保持合同简明扼要。 复杂的逻辑在外部应用中实现，合约只需要保证基本逻辑的正确性和重要数据的安全。

(2) 使用安全计算函数。 在数字的计算中，一定要使用内置接口，避免数字溢出。 当安全计算函数遇到溢出问题时，会通过函数终止执行，回滚数据。

(3) 发布前必须进行全面测试。

(4) 对于不可预知的错误，多使用断言并终止程序。

(5) 避免重入攻击。 在一个合约中调用另一个合约时，当前合约必须先改变重要变量的状态，否则，当另一个合约再次向当前合约发起交易时，仍会使用当前合约状态。

(6) 合约转账尽可能由普通用户交易触发。 如果用户发起的转账请求失败比特币具备智能合约功能，只会导致当前用户触发的转账失败，不会影响其他转账请求或其他逻辑流程。

经过11年的发展，区块链技术逐渐走出数字货币等传统应用范围，逐步扩展到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理等商业领域。

当前，区块链技术正处于大规模商业应用的前夜，我们很有必要探讨一下商业区块链技术的技术进步和发展趋势。

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