区块链：智能合约运行机制与基础模型
区块链：智能合约运行机制与基础模型
区块链简介
区块链是⼀种将数据区块按照时间顺序组合成的链式结构
,
是去中⼼化系统中各节点共享且共同维护的分布式数据账本
[7],
具体的
:
各节点由
P2P
组⽹⽅式相互连
通和交互
,
受激励机制激励贡献⾃⾝算⼒
,
根据数据验证机制及传播协议
,
执⾏、验证并传播⼀段时间内⽣成的有效交易数据
,
同时利⽤
Merkle
树、哈希算法、时
间戳等技术加密、⽣成数据区块
,
依据共识算法争夺记账权
,
最终获得记账权的节点
(
矿⼯
),
将其⽣成的数据区块链接到区块链主链上并获得相应奖励
,
其余节点更
新区块链账本
.
区块链具有去信任、去中⼼化、开放⾃治、匿名可溯源、信息不可篡改等特性
,
⾃问世以来就显⽰出⼴阔的应⽤前景
,
吸引了学术界和⼯业界的⼤量关注
,
⽬前区
块链技术已被应⽤于医疗、⾦融、物联⽹、能源等诸多领域
.
⼀般来说
,
区块链可按许可权限分为公有区块链、联盟区块链和私有区块链
,
其中
,
公有链⾯向全球
所有⽤户
,
任何⼈都可以在其中读取数据和发送交易
;
联盟链由若⼲业务相关的机构共同参与管理
,
每个机构都运⾏着⼀个或多个节点
,
读写权限仅对联盟内的节
点有限度地开放
;
私有链的读写权限由某个组织或机构控制
,
参与节点的资格被严格限制
.
基于区块链的分布式架构、共识算法等
,
智能合约允许相互不信任的⽤户在不需要任何第三⽅可信中介或权威的情况下完成交易
,
同时
,
数字形式的智能合约可灵
活嵌⼊各种有形或⽆形的资产、交易和数据中
,
实现主动或被动的资产、信息管理与控制
,
逐步构建可编程的智能资产、系统及社会
.
智能合约的运⾏机制
智能合约的运⾏机制如图
1
所⽰
,
智能合约⼀般具有值和状态两个属性
,
代码中⽤
If-Then
和
What-If
语句预置了合约条款的相应触发场景和响应规则
,
智能合约经多
⽅共同协定、各⾃签署后随⽤户发起的交易
(Transaction, Txn)
提交
,
经
P2P
⽹络传播、矿⼯验证后存储在区块链特定区块中
,
⽤户得到返回的合约地址及合约接
⼝等信息后即可通过发起交易来调⽤合约
.
矿⼯受系统预设的激励机制激励
,
将贡献⾃⾝算⼒来验证交易
,
矿⼯收到合约创建或调⽤交易后在本地沙箱执⾏环境
(
如
以太坊虚拟机
)
中创建合约或执⾏合约代码
,
合约代码根据可信外部数据源
(
也称为预⾔机
, Oracles)
和世界状态的检查信息⾃动判断当前所处场景是否满⾜合约触
发条件以严格执⾏响应规则并更新世界状态
.
交易验证有效后被打包进新的数据区块
,
新区块经共识算法认证后链接到区块链主链
,
所有更新⽣效
.
由于区块链种类及运⾏机制的差异
,
不同平台上智能合约的运⾏机制也有所不同
,
以太坊和超级账本是⽬前应⽤最⼴泛的两种智能合约开发平台
,
它们的智能合约
运⾏机制最具代表性
,
以下将以这两种平台为例
,
阐述智能合约的运⾏机制
.
1)
以太坊
以太坊在整体上可看作是⼀个基于交易的状态机
:
起始于⼀个创世
(Genesis)
状态
,
然后随着交易的执⾏
,
状态逐步改变⼀直到最终状态
,
这个最终状态就是以太坊
世界的权威版本
[5].
以太坊中引⼊了账户的概念以取代⽐特币未花费交易输出
(Unspent transaction output, UTXO)
模型
,
账户分为外部账户和合约账户两类
,
两类
账户都具有与之关联的账户状态和账户地址
,
都可以存储以太坊专⽤加密货币以太币
,
区别在于外部账户由⽤户私钥控制
,
没有代码与之关联
,
合约账户由合约代
码控制
,
有代码与之关联
.
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区块链：智能合约运行机制与基础模型
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延伸阅读：
炒币比特币和以太坊?一直吃亏的原因 您知道吗?
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