智能合約從入門到精通：智能合約的應用場景
在上一篇文章中我們聊過，尼克·薩博對智能合約定義已經說的很清楚，智能合約不是一定要用區塊鏈來實現，很久之前就已經出現了：比如微信和支付寶的信用卡自動還款，您可以認為他是一種智能合約。當還款日到了，還款條件也滿足（支付寶的余額寶、微信支付余額或者銀行儲蓄卡中余額充足），系統會自動進行還款，這些都是智能合約，也沒有使用區塊鏈技術。
既然傳統的計算架構可以滿足智能合約，為什麽區塊鏈開始熱炒智能合約了呢？最重要的原因就是信任機制。看到這篇文章的讀者應該已經對區塊鏈技術有了一定的了解，我們知道區塊鏈解釋的中心思想就是“去中心化”，在現實世界，合約是些在紙上的，只有雙方簽字畫押之後，人們才確認生效；在計算機世界中，合約是記錄在代碼中的。那智能合約在銀行、支付寶、微信等中心化的系統中，就兩大問題：
一、黑客攻擊的風險。回到剛才的例子，人們願意相信銀行的，但是同樣的服務人們還願意不願意相信支付寶呢？畢竟這些證據都從高度保密的銀行專向了支付寶系統中，他也有自己的“芝麻信用”，他會不會篡改呢？對很多人來講這裏就要先存個疑問了。
二、中心化信息互通。“銀行”-“支付寶”-“微信支付”每家都是中心化的、孤島的，總不能指望央行、阿裏巴巴和騰訊都打通吧，就算用戶有這個意願，各家也肯定不想這麽做，具體原因你懂的：）
那區塊鏈技術又什麽過人之處，可以贏得用戶的信任呢？
這裏恰恰就是我們剛剛提到兩個中心化系統不能解決的問題。首先是不可篡改，這樣就不需要擔心合約的內容會被更改,是數據無法刪除、修改，只能新增，保證了歷史的可追溯，同時作惡的成本將很高，因為其作惡行為將被永遠記錄，同時擁有高可靠行，我們不用擔心系統在條件被滿足時不執行合約；然後就是去中心化和給我們帶來的全網備份，完備的記錄完全可以支持支持事後的審計，避免了中心化因素的影響。
有了以上的特性，我們不再需要找一個中心化的組織來簽訂合約，區塊鏈自然會幫助我們完成其他的工作。這就是區塊鏈帶來的革命。智能合約的能量才被無限放大。
基於區塊鏈的智能合約構建及執行分為如下幾步：
2、合約通過P2P網絡擴散並存入區塊鏈；
3、區塊鏈構建的智能合約自動執行。
下面詳細描述步驟1“多方用戶共同參與制定一份智能合約”的過程，包括如下步驟：
首先用戶必須先註冊成為區塊鏈的用戶，區塊鏈返回給用戶一對公鑰和私鑰；公鑰做為用戶在區塊鏈上的賬戶地址，私鑰做為操作該賬戶的唯一鑰匙。
兩個以兩個以上的用戶根據需要，共同商定了一份承諾，承諾中包含了雙方的權利和義務；這些權利和義務以電子化的方式，編程機器語言；參與者分別用各自私鑰進行簽名；以確保合約的有效性。
簽名後的智能合約，將會根據其中的承諾內容，傳入區塊鏈網絡中。
下面詳細描述步驟2“合約通過P2P網絡擴散並存入區塊鏈”的過程，包括如下步驟：
（1）合約通過P2P的方式在區塊鏈全網中擴散，每個節點都會收到一份；區塊鏈中的驗證節點會將收到的合約先保存到內存中，等待新一輪的共識時間，觸發對該份合約的共識和處理。
（2）共識時間到了，驗證節點會把最近一段時間內保存的所有合約，一起打包成一個合約集合（set），並算出這個合約集合的Hash值，最後將這個合約集合的Hash值組裝成一個區塊結構，擴散到全網；其它驗證節點收到這個區塊結構後，會把裏面包含的合約集合的Hash取出來，與自己保存的合約集合進行比較；同時發送一份自己認可的合約集合給其它的驗證節點；通過這種多輪的發送和比較；所有的驗證節點最終在規定的時間內對最新的合約集合達成一致。
（3）最新達成的合約集合會以區塊的形式擴散到全網，如下圖所示，每個區塊包含以下信息：當前區塊的Hash值、前一區塊的Hash值、達成共識時的時間戳、以及其它描述信息；同時區塊鏈最重要的信息是帶有一組已經達成共識的合約集；收到合約集的節點，都會對每條合約進行驗證，驗證通過的合約才回最終寫入區塊鏈中，驗證的內容主要是合約參與者的私鑰簽名是否與賬戶匹配。
圖2 合約區塊鏈示意圖
下面是步驟3“區塊鏈構建的智能合約自動執行”的過程，包括如下步驟：
（1）智能合約會定期檢查自動機狀態，逐條遍歷每個合約內包含的狀態機、事務以及觸發條件；將條件滿足的事務推送到待驗證的隊列中，等待共識；未滿足觸發條件的事務將繼續存放在區塊鏈上。
（2）進入最新輪驗證的事務，會擴散到每一個驗證節點，與普通區塊鏈交易或事務一樣，驗證節點首先進行簽名驗證，確保事務的有效性；驗證通過的事務會進入待共識集合，等大多數驗證節點達成共識後，事務會成功執行並通知用戶。
（3）事務執行成功後，智能合約自帶的狀態機會判斷所屬合約的狀態，當合約包括的所有事務都順序執行完後，狀態機會將合約的狀態標記為完成，並從最新的區塊中移除該合約；反之將標記為進行中，繼續保存在最新的區塊中等待下一輪處理，直到處理完畢；整個事務和狀態的處理都由區塊鏈底層內置的智能合約系統自動完成，全程透明、不可攥改。
由此我們可以了解在存證、溯源、數字資產等領域有著廣泛的應用場景。
區塊鏈2.0是更宏觀的對整個市場去中心化，利用區塊鏈技術來轉換許多不同的數字資產而不僅僅是比特幣，通過轉讓來創建不同資產的價值。區塊鏈技術的去中心化賬本功能可以被用來創建、確認、轉移各種不同類型的資產及合約。幾乎所有類型的金融交易都可以被改造成在區塊鏈上使用，包括股票、私募股權、眾籌、債券和其他類型的金融衍生品如期貨、期權等。
現在，以太坊網絡以及國內的矩陣元（http://www.juzix.net/）等一系列區塊鏈社區都提供了公開的智能合約編程的接口。
下一篇文章我們將開始介紹智能合約開發最主流的語言Solidity的文檔內容。如果大家有哪些疑問可以在博客裏留言。
部分內容摘自〈區塊鏈：從數字貨幣到信用社會〉（中信出版社）
智能合約從入門到精通：智能合約的應用場景