智能合約的技術(shù)運(yùn)作原理解析

在上一篇《從一筆交易來看ETH與BTC之異同》中，我們從一筆交易來概略說明了ETH與BTC轉(zhuǎn)帳交易的不同之處，本篇文章我們要來談以太坊智能合約。不會談到實(shí)作部分，而是希望能從實(shí)際應(yīng)用場景切入來說明，讓閱讀完本文的讀者都能充分理解智能合約的技術(shù)運(yùn)作原理。

好！那本文便開始啰！我們直接開門見山地來談?wù)劊?/p>

何謂智能合約？

智能合約本質(zhì)上是一段部署 （ Deploy，即發(fā)布） 到區(qū)塊鏈上的程式碼，因?yàn)閰^(qū)塊鏈上的程式碼（嚴(yán)格來說是二進(jìn)位碼）可以被檢視，所以具備公開透明的特性。智能合約被部署到鏈上后會產(chǎn)生一個(gè)合約地址，永久存在于鏈上的區(qū)塊之中。以下用Pelith開發(fā)部署之CryptoCow智能合約為范例做解說。

如何部署智能合約？

我們從智能合約的誕生談起。

開發(fā)者將程式碼開發(fā)完成后，要透過發(fā)送一筆接收地址為“0x0”開頭的交易（一般交易的接收地址為0x開頭，后面接一串字），并在交易的 Input Data內(nèi)放上開發(fā)完成的程式碼。礦工看到接收地址為0x0的交易就會知道交易的發(fā)送者想要部署智能合約，隨后便會將Input Data內(nèi)的程式碼部署到區(qū)塊鏈上，并生成一個(gè)合約地址。

然而我們會發(fā)現(xiàn)Input Data充滿了看不懂的文字，似乎跟我們印象中的程式碼不太一樣，原因是在以太坊上儲存的合約邏輯是以Bytecode 的形式，所以開發(fā)者以Solidity開發(fā)的原始碼必須先被編譯成Bytecode 才能部署上鏈。

目前大多數(shù)開發(fā)者使用的開發(fā)工具，如：Remix 本身都具備編譯的功能，開發(fā)者開發(fā)完原始碼后只要一鍵進(jìn)行編譯的動(dòng)作便能取得Bytecode 。

至此，我們來整理一下部署智慧合約上鏈的流程：

1. 開發(fā)者以Solidity 編寫完成合約

2. 原始碼編譯為Bytecode

3. 放入交易的Input Data 中

4. 接收地址部分留空（0x0）

5. 節(jié)點(diǎn)（礦工） 判定為要發(fā)送合約上鏈

6. 礦工執(zhí)行，并部署上鏈生成智慧合約

7. 合約擁有自己的「合約地址」，永久存在鏈上

什么是合約地址？

在合約生成之后，會創(chuàng)造出一個(gè)合約地址，讓合約（Contract Account）和個(gè)人帳戶（Externally Owned Account）一樣都有一個(gè)地址，會紀(jì)錄追蹤nonce（帳戶的交易次數(shù)）和balance（帳戶余額）。

不過合約因?yàn)槭恰副弧箘?chuàng)造出來的，不像個(gè)人帳戶一樣可以「主動(dòng)操作」來發(fā)送交易給別人，所以我們?nèi)绻褂弥腔酆霞s的功能，必須要以個(gè)人帳戶發(fā)送一筆「接收地址為合約地址」的交易，來主動(dòng)觸發(fā)合約，讓合約執(zhí)行動(dòng)作。

因此，任何一筆交易的起點(diǎn)都必須是個(gè)人帳戶。

接著，我們來實(shí)際看看一筆和智能合約互動(dòng)的交易，下方是一筆很常見的操作合約交易，內(nèi)容是將一顆透過智能合約創(chuàng)造出來的ERC-20 代幣，從一個(gè)地址轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地址中。而這些操作，必須透過交易發(fā)起者將這些操作以程式原始碼撰寫，編譯后放到Input Data 中。

上方紅框中其實(shí)是Etherscan 解碼（Decode）后呈現(xiàn)的樣式，而Solidity 原始碼編譯后其實(shí)是長得像下列這樣，以hex（16進(jìn)位制）的方式表示。

對照上下兩種不同表現(xiàn)形式的圖，我們可以發(fā)現(xiàn)下圖紅底線的部分（0x93316cdf）在上圖中被以 MethodID 標(biāo)示出來。其實(shí)0x后的前8碼表示的是 我們要呼叫合約中的什么 function（在智慧合約撰寫時(shí)我們會規(guī)劃有哪些功能是可以使用的），后面接的則是該功能的其它參數(shù)。

而這個(gè) MethodID（0x93316cdf）其實(shí)也有許多其它的別名，這邊列舉一些比較常聽到的：HashID、Function Hash、Function Signature 等。

因此，知道這個(gè)之后，未來我們在操作DAPP 時(shí)，便能去檢視背后的操作，也可以直接上以太坊區(qū)塊鏈瀏覽器Etherscan 去追蹤交易（Transaction），看是否智慧合約真的有按照DAPP 應(yīng)用程式介面顯示的狀態(tài)去執(zhí)行功能。

如果不確定這個(gè)MethodID是什么功能或會做什么，可以到Ethereum Function Signature Database 上查詢：

把0x93316cdf 貼上并搜尋后，便能得知這個(gè)MethodID 對應(yīng)的是什么function，可以再以這個(gè)function 到智慧合約的程式碼中去確認(rèn)到底操作了什么。

結(jié)論

智能合約是一段部署到區(qū)塊鏈上的程式碼，可以有各式各樣的功能。因?yàn)閰^(qū)塊鏈公開透明的特性，所以可以被任何人檢視和驗(yàn)證。

合約部署完成后會生成「合約帳戶」，有自己的合約地址。但所有的交易與操作都必須「個(gè)人帳戶」發(fā)起，去呼叫合約中的function來執(zhí)行。

想要確認(rèn)操作合約的交易到底做了什么，可以檢視Input Data內(nèi)0x后的前八碼 MethodID，并查詢這是什么 function，再到合約帳戶中去檢視原始碼來確認(rèn)。