当你说智能合约,你说的到底是什么(EOS篇)

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虽然智能合约(Smart Contract)这个词现在已经很流行了,但如果你问我到底什么是智能合约?我还真不能马上给出准确的答案,为此,我查看了 wikipedia 上关于 Smart Contract 的词条

A smart contract is a computer protocol intended to digitally facilitate, verify, or enforce the negotiation or performance of a contract . Smart contracts allow the performance of credible transactions without third parties . These transactions are trackable and irreversible .

Proponents of smart contracts claim that many kinds of contractual clauses may be made partially or fully self-executing, self-enforcing, or both . The aim of smart contracts is to provide security that is superior to traditional contract law and to reduce other transaction costs associated with contracting.

可以看到,所谓智能合约中的智能,其实和人工智能中的智能(Intelligence)还是有很大的区别,之所以称之为智能合约,也许是因为它比传统的合约要先进,主要体现在以下几个方面

  1. 你相信合约就行了,不需要第三方参与
  2. 它是可追踪的,不可逆的
  3. 它是可以自动执行的

不要小看这几点特性,智能合约的普及,可以让人们在交易过程中更为透明,你和一个陌生人交易,不会再是一次博弈的关系,而是多次博弈,因为所有的交易记录都是可追踪的,试想以下,如果你在和别人交易时,事先就知道今后还会和这个人交易,你会选择合作还是背叛?当然是合作。所以,相比于传统的合约,智能合约可以减少交易成本( Transaction cost ),从而整体的提升社会效率。

什么是 EOS 智能合约

EOSIO 开发者文档 中,有这么一段描述

A real-world contract, simply stated, is an agreement governing outcomes for actions, given a set of inputs. A contract can range from formal legal contracts (e.g., a financial transaction) to something as simple as the "rules" of a game. Typical actions can be things such as fund transfers (in the case of a financial contract) or game moves (in the case of a game contract).

真实世界的合约,简单来说,是一组协议,给予其输入一定的行为,它会产生相应的结果。从正规的法律合同(如金融交易)到简单的游戏「规则」都属于合约的范畴。典型的行为可以是转账(金融合约)或玩家的移动(游戏合约)。

An EOSIO Smart Contract is software registered on the blockchain and executed on EOSIO nodes, that implements the semantics of a "contract" whose ledger of action requests are being stored on the blockchain.

EOSIO 智能合约软件注册在区块链上,并在 EOSIO 节点上执行,它实现了「合约」的语义,并将合约的请求行为存储在区块链上,即请求账本。

EOS 定义的智能合约包含两个要素:代表合约的程序和执行合约时的行为。同时,阅读上面这段文字时,你很可能会把它和比特币系统对应起来,其实比特币是智能合约的一个特例:它只定义了转账合约,即接收 UTXO(Unspent Transaction Output)、验证签名及创建新的 UTXO;而该合约也只有一个行为——转账(发送UTXO)。

和比特币把 UTXO 记录在区块链上一样,EOS 也把所有的行为数据记录在了区块链上,唯一不同的是,EOS 是一个智能合约平台,它不仅支持转账合约,现在你能看到的 CPU、Bandwidth 抵押、RAM 人机交易市场、投票等都在其范畴之内,可以看到智能合约平台是非常具有想象力的,它提供了多样性,即便如此,它仍然由最基本的因素组成:代表合约的程序和执行合约的行为。从这个角度来看,EOS 仍然只是比特币的扩展,所以在学习中,牢记这两个要素,有助于在学习的过程中不至于迷失。

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如何开发 EOS 智能合约

开发 EOS 智能合约,你需要完成该合约对应的程序,并将其上传到 EOS 平台上,计算机语言方面,目前智能合约只能用 C++ 开发,并将其编译成 WebAssembly 兼容的可执行程序,因为 Go 语言将支持 WebAssembly ,所以未来你也可以使用 Golang 来写智能合约,除此之外,也有开发者正在将 EOS 接入 JavaScript 虚拟机和 Python 虚拟机,所以在不久的将来,开发智能合约将不再受 C++ 这座大山的限制。

即便现在只能使用 C++ 语言开发,要实现一个 EOS 智能合约也并不复杂,实际上你只需要开发该合约所提供的行为即可,从这个角度来讲,合约和行为的关系,就好比 WebService 和其提供的 Interface 之间的关系。假设目前 eosio.token 这个合约不存在,需要你来实现它,你会怎么做? eosio.token 这个合约主要完成了 EOSIO 平台中各种 token 的创建、发行和转账功能,所以你应该首先定义其具备的3个行为:

create
issue
transfer

同时,和应用程序提供的接口(interface)一样,你需要将所有的行为暴露出去,这样使用者才可以进行调用。EOSIO 为每个合约提供了统一的行为入口—— apply 函数,你可以把它理解为 WebService 中的路由(routing),同时,为了方便开发,EOSIO 提供了一个宏,你只需要添加一行代码,就可以实现 apply 功能,如下:

EOSIO_ABI( eosio::token, (create)(issue)(transfer) )

以上代码将 createissuetransfer 三个行为都暴露到了外部。也就是说,使用者要执行该合约,首先进入的是 apply 函数,然后根据具体的行为,再进入到不同的 createissuetransfer 中运行。

为了完成 eosio.token 智能合约,我们已经实现了其所具备的行为,以及将这些行为通过 apply 函数暴露到外部,根据 EOSIO 对智能合约的定义,这里似乎少了点什么,的确,在实现的过程中,我们遗漏了最为关键的步骤:将用户请求智能合约的行为存储到区块链上。

大家都知道区块链是一种时间序列的链表式数据库,即它是一种以交易为单位、按照时间的顺序、以链表形式存储的数据结构,链表的特点是检索困难,所以通常区块链系统都会配备一个 KV 数据库来加速检索,EOSIO 也不例外,它提供一个仿 boost::multi_indexBoost 是扩展 C++ 的强大的功能库) 的数据结构,也叫 multi_index 数据库,这种数据库相比传统的 KV 数据库来说,优势在于它可以对同一份数据建多级索引,检索效率更高。

在 EOSIO 中, multi_index 数据库除了帮助加速检索外,它还是智能合约写区块链的桥梁,所以要写好智能合约,对 multi_index 的学习是必不可少的,相信你也猜到了, multi_index 使用的资源就是 EOSIO 系统中最重要的——RAM,更加说明了它的重要性。

下面这张图很好的说明了 EOS 处理智能合约的流程,从上至下,系统会依次执行每个合约,从左至右,对每个合约,系统会为其分配一个 apply 上下文,不同合约之间的上下文是隔离的,不会互相影响。

img

以上,是你写一个 EOS 智能合约的要点,如果你读了这些内容后,觉得写一个智能合约不是什么难事儿,那么这篇文章的目的就达到了,下一步,你应该就可以阅读 contracts/eosio.token 下的代码了。

总结一下,这篇文章主要讲述了什么是智能合约,EOS 智能合约具体又指什么,以及写一个 EOS 智能合约的关键,它们是:

multi_index

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