智能合約是什麼？如何執行？智能合約運作原理、優缺點及應用

如果您是加密貨幣愛好者，那麼一定會聽說過智能合約。智能合約是 Web3 產業的基本構件，也是 DeFi、NFT、遊戲和其他在Web3 中日益突出的應用的基礎。

那麼，智能合約究竟是什麼？它是如何運作的？對區塊鏈來說意味著什麼呢？在本篇文章中，我們將介紹智能合約的工作原理並詳細介紹其應用和優缺點。

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內容目錄

• 智能合約是什麼？
• 智能合約的歷史
• 智能合約與區塊鏈
• 智能合約的運作方式
• 智能合約的優點：為何智能合約很重要
• 智能合約的缺點
• 智能合約應用範例
• 關於智能合約的常見問題解答
• 總結

智能合約是什麼？

智能合約是在區塊鏈網路上簽署並儲存的數位協議，當滿足合約條款和條件 (T&C) 時自動執行。條款和條件是用區塊鏈特定的程式語言（例如 Solidity）編寫的。

另一方面，智能合約也可被視為區塊鏈應用程式，使各方能夠執行交易中各自的部分。由智能合約支援的應用程式通常被稱為去中心化應用程式（DApp）。

在智能合約的使用中，買方和賣方之間的協定條款直接寫入代碼，其中包含的代碼和協定存在於分散的區塊鏈網路中，代碼控制執行，交易是可跟蹤和不可逆的。透過在去中心化的區塊鏈而非中心化的伺服器上運行，智能合約允許多方以準確、及時和防篡改的方式達成共享結果。

此外，由於智能合約不受中央機構控制，也不容易受到惡意實體的單點攻擊，因此，當應用於多方數位協定時，智能合約應用可以降低交易方風險、提高效率、降低成本，並為流程提供新的透明度。

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智能合約的歷史

Nick Szabo 是一位出生於美國的電腦科學家，他於1998 年開發了一種名為「Bit Gold」的虛擬貨幣，比比特幣問世早了十年，並於1994 年提出了能夠以計算機代碼形式記錄合同的想法。當滿足某些條件時，該合同將自動啟動。這就是智能合約的雛形。

這個想法可能會消除對受信任的第三方公司（如銀行）的需求。因為在進行交易時，您不再需要受信任的第三方；相反，合約（或交易）是在完全由計算機控制的可信網路上自動執行的。

Szabo 多年來一直在研究這個想法，甚至寫了一本名為「智能合約：數位自由市場的構建模組」的書。

2009年，比特幣首次引入了區塊鏈技術的使用。2015年，以太坊由一位名叫 Vitalik Buterin 的年輕人創立，並推出了第一批有效的智能合約。

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智能合約與區塊鏈

支援智能合約的區塊鏈使開發人員能夠在區塊鏈本地提供的去中心化共識基礎上編寫任意應用邏輯。

這就是為什麼區塊鏈、智能合約和應用程式可以看作是一種等級關係：應用程式（包括代幣）由智能合約（或多個連接的智能合約）的程式碼創建。智能合約中定義的操作則由底層區塊鏈網路執行和儲存。

🤔所有區塊鏈都有智慧合約嗎？

值得一提的是，並非所有區塊鏈都能運行智能合約。包括 Arbitrum、Avalanche、Base、BNB Chain 和以太坊在內的區塊鏈和二層網路都是智能合約相容區塊鏈的例子，而像基礎比特幣區塊鏈這樣的區塊鏈則不具備本地智能合約功能。這些區塊鏈之間的主要區別在於底層區塊鏈執行和儲存任意邏輯的能力。

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智能合約的運作方式

與其他合約一樣，智能合約是兩方之間具有約束力的合約。它使用程式碼來利用區塊鏈技術的優勢，從而釋放出更大的功效、開放性和保密性。

智能合約的執行由相對簡單的「if/when…then…」語句控制，這些語句以區塊鏈上的程式碼編寫。當滿足並驗證了預定條件時，計算機網路將執行操作。這些行動可能包括向有關方面發放資金、註冊車輛、發送通知或開罰單。然後，當交易完成時，區塊鏈將更新。這意味著交易無法更改，只有被授予許可權的各方才能看到結果。

在智能合約中，可以根據需要進行盡可能多的規定，以使參與者滿意地完成任務。要建立條款，參與者必須確定交易及其數據如何在區塊鏈上表示，就「if/when…then…」管理這些交易的規則，探索所有可能的例外情況，並定義解決爭議的框架。

然後，智能合約可以由開發人員進行程式設計，儘管越來越多的組織將區塊鏈用於業務、提供範本、Web 介面和其他在線工具來簡化智能合約的結構。

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智能合約的優點：為何智能合約很重要

大多數傳統數位協議都涉及互不相識的雙方，這就帶來了任何一方不履行承諾的風險。為了解決交易對手風險，數位協議通常由較大的中央機構（如銀行）託管和執行，這些機構可以強制執行合約條款。這些數位合約可以直接在用戶和大公司之間簽訂，也可以由大公司充當兩個用戶之間的可信中介。雖然這種動態使許多原本不會承擔這種風險的合約得以存在，但也造成了大型集中化機構對合約施加不對稱影響的情況。

而智能合約透過提供多項優勢改進了數位協定。

首先，在安全性方面，在去中心化的區塊鏈基礎設施上運行合約，可確保不存在可攻擊的中心故障點，不存在可賄賂的中心化中介，也不存在任何一方或中心管理員可用於篡改結果的機制。

其次，由去中心化節點網路對合約邏輯進行冗餘處理和驗證，可提供強有力的防篡改、正常運行時間和正確性保證，確保合約根據其條款按時執行。

使用去中心化網路來託管和執行協議條款，也降低了營利性中間商利用其特權地位尋租和攫取價值的能力。

最後，智能合約流程的自動化，意味著任何一方都無需等待手動輸入資料、交易對手履行義務或中間人處理交易，這大大提高了效率。

綜上所述，智能合約無疑為世界提供了一種更安全、更可驗證的方式，用於創建涉及價值和數據傳輸的社會協議。

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智能合約的缺點

然而，區塊鏈和智能合約的發展仍處於初級階段，開發人員在建立可驗證網路的願景時必須面對各種限制。

智能合約開發的一個標誌性限制是其不可更改性：智能合約程式碼一旦創建，就無法更改。這既是一個強大的功能，也是一個根本性的限制。只要區塊鏈運行在其上，不可更改的應用程式就會自動運行，但它們不能因新特性、功能、錯誤修復或擴展而升級。

這凸顯了智能合約的另一個限制和風險——智能合約在部署時如果存在未被發現的錯誤或漏洞，就無法及時更改（有時甚至根本無法更改），這使得智能合約審計成為智能合約開發流程的核心部分。

許多開發人員用來應對這一限制的一種變通方法是創建可升級的智能合約，即使用代理合約指向一個新、更新的智能合約。這並不會破壞智能合約的不變性，而是釋放了將使用者引導至新的升級版智能合約的能力。

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智能合約應用範例

由於智能合約執行協議，因此它們可以用於許多不同的目的。最簡單的用途之一是確保兩方之間發生交易，例如貨物的購買和交付。例如，需要原材料的製造商可以使用智慧合約設定付款，供應商可以設定出貨。然後，根據兩家企業之間的協議，資金可以在發貨或交貨時自動轉移給供應商。房地產交易、股票和大宗商品交易、借貸、公司治理、供應鏈、爭議解決和醫療保健只是智慧合約理論上可用的幾個例子。

最後，讓我們來看看智能合約使用的幾個案例：

1.權限管理（代幣）

代幣智能合約用於創建、追蹤和分配區塊鏈網路上存在的特定數位代幣的所有權。代幣合約將功能編程到其發行的代幣中，為持有者提供諸如 DApp 中的效用/保險（效用代幣）、協議中的投票權重（治理代幣）、公司股權（安全代幣） 、獨特的所有權主張等功能。

例如，FIL 代幣用於支付 Filecoin 的去中心化儲存服務，COMP 代幣允許用戶參與 Compound 協議的治理。

2.金融商品（DeFi）

去中心化金融（DeFi）由使用智能合約重新創建傳統金融產品和服務（例如貨幣市場、期權、穩定幣、交易所和資產管理）的應用程式組成，並透過無需許可的可組合性組合多種服務來創造新的金融原語。智能合約可以託管用戶的資金，並根據預先定義的條件在用戶之間分配資金。

例如，BarnBridge 使用智能合約為希望固定資產暴露於價格對（例如 45% 代幣 A、55% 代幣 B）的用戶實現自動化交易，Aave 使用智能合約以無需許可和去中心化的方式促進借貸。

3. 遊戲和 NFT

基於區塊鏈的遊戲使用智慧合約來防篡改地執行遊戲內的操作。

一個例子是 PoolTogether ，這是一款無損儲蓄遊戲，用戶將資金放入共享池中，然後將其導入貨幣市場並賺取利息。在預定的時間段後，遊戲結束，獲勝者將隨機獲得所有應計利息，而其他人可以提取原始存款。同樣，限量版 NFT 可以擁有公平的分配模型，而 RPG 可以使用隨機性來支持不可預測的戰利品掉落，有助於確保所有用戶都有公平的機會獲得稀有的數位資產。

4.保險

參數保險是一種保險，其賠償直接與特定的預定義事件掛鉤。智慧合約提供防篡改基礎設施，用於建立基於資料輸入觸發的參數保險合約。例如，可以使用智慧合約建立農作物保險，使用者根據特定的天氣資訊（例如某個地理位置的季節性降雨量）購買保單。保單結束時，如果特定地點的降雨量超過原來規定的金額，智能合約將自動發放賠償。最終用戶不僅可以以更少的管理費用及時收到付款，而且保險的供應方可以透過智慧合約向公眾開放。智能合約允許用戶將資金存入池中，然後根據池參與者對池的貢獻百分比將收取的保費分配給池參與者。

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關於智能合約的常見問題解答

Q:智能合約是什麼？

A:智能合約是寫入區塊鏈的程式碼，用於執行雙方在鏈外同意的操作。透過自動化這些操作，各方之間不再需要中介或信任。

Q:智能合約的範例

A:智能合約最簡單的例子是消費者和企業之間進行銷售的交易。智慧合約可以執行客戶的付款並啟動企業的出貨流程。

Q:智能合約的意義是什麼？

A:智能合約的目的是進一步消除對可信任第三方在互不信任的各方之間進行操作的需要。

Q:智能合約的四個主要部分是什麼？

A:這取決於區塊鏈及其程式設計方式。一般來說，智能合約有狀態變數（資料）、函數（可以做什麼）、事件（訊息進出）和修飾符（針對特定使用者的特殊規則）。有些可能還有額外的元素，這取決於它們的設計目的。

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總結

智能合約根據預先定義的協定自動執行協議。它們能夠在自動化和防篡改的環境中執行此功能，這使它們成為開發中最具創新性和前景的技術之一。透過對區塊鏈相容的電腦程式碼的信任取代對中心化機構（例如銀行、律師和財務顧問）的信任，智慧合約可能會迎來一個自動化的「無信任系統」時代。

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