区块链智能合约技术概述及发展趋势

简介

随着区块链技术的普及和应用，新兴的智能合约技术引起了学术界的广泛关注和业界的关注。本文回顾了智能合约的定义和工作原理，以及智能合约与区块链的关系，探讨了智能合约的发展趋势和前景，以期为未来智能合约关键技术的研究提供有益的启示和参考。

一、智能合约定义

“智能合约”“智能合约”一词至少可以追溯到 1995 年，由多产的跨学科法律学者 Nick Szabo 创造。他在他的网站上的几篇文章中提到了智能合约的想法。他将其定义如下：“智能合约是以数字形式定义的一组承诺（promises），包括合约参与者可以执行这些承诺的协议。”

1、承诺

一组承诺是指合同双方约定的（通常是相互的）权利和义务。这些承诺定义了合同的性质和目的。以买卖合同为例：卖方承诺交货，买方承诺支付合理的货款。

2、数字表格

数字形式意味着合同必须以计算机可读的代码编写。这是必要的，因为只要双方达成协议，智能合约所确立的权利和义务都是由计算机或计算机网络执行的。

01

达成协议

智能合约的参与者何时会达成协议？答案取决于具体的智能合约实现。一般来说，当一方通过在合约托管平台上安装合约来承诺执行时，就会发现合约。

02

合同执行

“执行”的真正含义还取决于执行。一般来说，实施就是通过技术手段积极实施。

03

计算机可读代码

合同要求的具体“数字形式”很大程度上取决于双方同意使用的协议。

3、协议

协议是履行合同承诺或记录合同承诺履行的技术实现。选择使用哪种协议取决于许多因素，最重要的是在合同执行期间交易的资产的性质。再以销售合同为例：假设双方同意用比特币支付货款，选择的协议显然是比特币协议，智能合约在该协议上实施。因此，合约必须使用的“数字形式”是比特币脚本语言。比特币脚本语言是一种非图灵完备、命令式、基于堆栈的编程语言。

通俗地说，智能合约是计算机中定义协议的一段代码，就像现实世界中的合约一样。当满足一定条件时（如合同到期、乙方违约等），合同将自动执行，中间无需第三方参与。

综上所述，智能合约是区块链（合约层）的核心组件，它是事件驱动的、有状态的，并且运行在可复制的共享区块链数据账本上。能够主动或被动地处理数据，接受、存储和发送价值，以及控制和管理各种类型的链上智能资产的计算机程序。

二、智能合约与区块链的关系

Nick Szabo 关于智能合约的工作理论被推迟了一个重要原因是缺乏可以支持可编程合约的数字系统和技术。区块链技术的出现解决了这个问题。它不仅支持可编程合约，还具有去中心化、不可篡改、流程透明和可追溯等优势，天然适用于智能合约。因此比特币合约几倍比较合理，也可以说智能合约是区块链技术的特点之一。

如果说区块链1.0以比特币为代表，解决了货币和支付方式的去中心化问题，那么区块链2.0是整个市场更宏观层面的去中心化（最典型的是以太坊），使用区块链技术通过转移来转换许多不同的数字资产，而不仅仅是比特币。为不同的资产创造价值。区块链技术的去中心化账本功能可用于创建、确认和转移各类资产和合约。几乎所有类型的金融交易都可以改造以在区块链上使用，包括股票、私募股权、众筹、债券和其他类型的金融衍生品，如期货、期权等。

智能合约看起来像一个计算机执行程序，在满足条件时可以准确自动地执行。那么为什么用传统技术难以实现，需要区块链等新技术呢？传统技术即使通过软件限制、性能优化等方法也无法同时实现区块链的特性：一是数据不能删除或修改，只能添加，保证了历史的可追溯性，以及做事的成本。邪恶会很高。因为它的恶意行为会被永远记录下来；二是去中心化，避免中心化因素的影响。

基于区块链技术的智能合约，不仅可以发挥智能合约在成本效率方面的优势，还可以避免干扰合约正常执行的恶意行为。智能合约以数字形式写入区块链，存储、读取、执行的全过程通过区块链技术的特性保证透明、可追溯、不可篡改。同时，通过区块链自带的共识算法构建状态机系统，让智能合约高效运行。

智能合约赋予静态底层区块链数据灵活、可编程的机制和算法，为在2.0和3.0时代构建可编程区块链提供基础金融系统和社会系统奠定了基础；有助于推动区块链技术在各种分布式人工智能系统中的应用。

三、智能合约的工作原理

基于区块链的智能合约包括交易处理和保存机制，以及接受和处理各种智能合约的完整状态机；交易保存和状态处理都在区块链上完成。事务主要包含要发送的数据；事件是这些数据的描述。交易和事件信息传入智能合约后，会更新合约资源集中的资源状态，进而触发智能合约进行状态机判断。如果自动状态机中的一个或几个动作的触发条件满足，状态机会根据预设信息选择合约动作自动执行。

根据事件描述信息中包含的触发条件，当触发条件满足时，智能合约系统自动从智能合约发出包含触发条件的预设数据资源和事件；整个智能合约系统的核心是智能合约以交易和事件的形式被智能合约模块处理，仍然是一组交易和事件；智能合约只是一个由交易处理模块和状态机组成的系统，它不会生成智能合约，也不会修改智能合约。合同;它的存在只是为了允许一组复杂的带有触发条件的数字承诺按照参与者的意愿正确执行。

基于区块链的智能合约的构建和执行分为以下几个步骤：

四、智能合约发展趋势

在法律层面，考虑到智能合约的含义缺乏真实性、存在不可预见的情况、难以追究责任、缺乏事后救济等法律问题，长期以来，智能合约与传统合约将相得益彰，协同推进：对于智能合约，为了充分保障其法律效力，智能合约将逐步加深对法律法规的理解，建立智能合约条款的语言。对于传统合约，为了应对智能合约催生的新的法律应用场景，需要对现有法律进行补充和调整，以《合同法》为例。未来有必要明确智能合约在何种情况下可以确定为当事人一致同意和同意的情况。

在性能和隐私安全方面，目前智能合约受限于区块链系统本身的性能，无法处理复杂逻辑和高吞吐量数据，缺乏隐私保护，无法实现跨链，二-layer 扩容解决方案（Layer 2扩容解决方案，Layer2）是一种可以极大提升区块链和智能合约性能的可行方式。以Taxa区块链为例，他们的基本思想是通过可信的方式创建智能合约在隔离的链下执行环境中，公链作为“共识层”记录最终的代币（Token）支付和合约状态转换结果，从而将智能合约的执行与公众的共识机制分离链，实现部分链上操作。链下管理有利于高性能、高隐私、跨链的智能合约。

接下来，我们需要研究智能合约的跨平台部署，以及智能合约如何在跨链共识过程中进行倍增。它可以部署在不同的区块链平台上，自动安全运行。在智能合约运行过程中，由于不可避免的代码可能存在漏洞或恶意攻击，需要结合合约审计来提高智能合约的安全性和代码审查的智能化。同时，需要研究智能合约的形式化验证，利用准确的数据方法和强大的分析工具来验证智能合约是否满足公平性、正确性、可访问性、有界性和无歧义性等预期的关键属性，以规范生成和执行合约，提高合约的可靠性和执行力，支持大规模智能合约的高效生成。

在智能层面，目前的智能合约只是一系列“If-Then”场景响应规则，不具备真正的智能。我们认为，随着以深度学习和认知计算为代表的人工智能技术的发展，未来的智能合约将具备传统意义上的感知、学习、推理等智能，也就是这些智能体可以以BDI为代表（信念、欲望和意图）模型。此外，许多智能合约代理通过合作和进化形成复杂。一个社会系统，具有高度的社会复杂性和工程复杂性，因此不可避免地具有“默顿系统”的不确定性、多样性和复杂性的特征。区块链技术有望实现软件定义的去中心化社会系统，特别是可以利用智能合约将各种管理规则、奖惩标准等以程序化代码的形式部署在链上，任何组织和个人都必须行动在既定规则下，否则将承担相应的后果。有望将“默顿”社会系统转变为可全面观察、主动控制、准确预测的“牛顿”社会系统。

最后，区块链网络上大量自治节点的自治运行以及节点之间通过智能合约进行的交互与协作，使得分布式系统变得健壮和灵活。例如，未来，DAO（分布式自治组织）软件中的软件代理将被授权替代负责组织协调和业务决策的人类管理者，向其他软件代理学习并相互竞争。一段时间后，软件代理还会自动评估回报率并对决策进行调整。这将有助于区块链技术适应各种复杂多变的应用场景，进一步推动分布式人工智能的发展，为未来的可编程社会奠定基础。

总之，随着区块链技术的普及和应用，新兴的智能合约技术引起了学术界和工业界的广泛关注。本文回顾了智能合约的定义和工作原理，以及智能合约与区块链的关系，探讨了智能合约的发展趋势和前景比特币合约几倍比较合理，以期为未来智能合约关键技术的研究提供有益的启示和参考。