區(qū)塊鏈部署與運維 課件 ch05 智能合約應用

智能合約應用高等職業(yè)教育新目錄新專標電子與信息大類教材區(qū)塊鏈部署與運維第五章01部署智能合約智能合約定義了多方共同約定的規(guī)則，通過部署在區(qū)塊鏈網絡上，是可以被多方調用自動執(zhí)行的程序，以實現多方事先約定的規(guī)則。在實際應用中，如何在區(qū)塊鏈網絡上部署一個智能合約呢?任務場景部署智能合約任務布置：學習智能合約基本概念。學習Solidity基本數據類型。認識Solidity程序。部署一個智能合約。部署智能合約智能合約基本概念計算機科學家、法學學者及密碼學者尼克·薩博（NickSzabo）最早于1994年提出了“智能合約”（SmartContract）的概念，他的定義是：“智能合約是一個計算機化的交易協(xié)議，它執(zhí)行一個合約的條款?！逼渲?，交易協(xié)議中的“協(xié)議”二字指的是計算機協(xié)議（Protocol）。部署智能合約按《應用密碼學》的定義，協(xié)議是一系列步驟，其中包括兩方或多方，設計它的目的是要完成一項任務。尼克·薩博說：“智能合約的實際目標是執(zhí)行一般的合同條件，最大限度地減少惡意和意外的情況，最大限度地減少使用信任中介。”但在很大一部分的時間里，由代碼組成的智能合約缺少可以執(zhí)行的環(huán)境，主要原因是在常規(guī)的計算環(huán)境中，代碼無法強制執(zhí)行要求一方履行其責任。部署智能合約例如，你我雙方達成一個協(xié)議，在滿足某個條件時，我應當付100美元給你，由于常規(guī)計算環(huán)境中沒有資產的概念，因此智能合約無法在計算環(huán)境中獨立執(zhí)行，它需要用其他方式對外部資金與資產進行控制。為了解決這個問題，尼克·薩博在1998年提出“比特黃金”（BitGold），以形成智能合約可以運轉的執(zhí)行環(huán)境。2008年，中本聰提出“比特幣：一種點對點電子現金”，2019年1月3日比特幣系統(tǒng)上線，之后，智能合約就有了一個可以執(zhí)行的環(huán)境。部署智能合約比特幣網絡有智能合約所需要的幾個主要基礎條件：由公鑰、私鑰形成的所有權機制；在計算環(huán)境中，有可用于履行合同條款的原生資產；提供了編程方式，即比特幣腳本。比特幣系統(tǒng)為智能合約做好了準備，但并未能真正推動智能合約的誕生，這一時刻還要等到幾年后。部署智能合約2014年，在比特幣系統(tǒng)的基礎上，維塔利克·布特林（VitalikButerin）撰寫了以太坊白皮書——《以太坊：智能合約與中心化應用平臺》隨后正式啟動了以太坊區(qū)塊鏈網絡。此后，智能合約從概念變成現實。按以太坊聯合創(chuàng)始人加文·伍德（GavinWood）的說法，以太坊是一臺永不停歇的“世界計算機”。以太坊提供了執(zhí)行圖靈完備代碼的環(huán)境——以太坊虛擬機（EthereumVirutalMacchine，EVM）。部署智能合約以太坊在系統(tǒng)設計層面提供了智能合約所需的多種機制，如僅包括智能合約的特定賬號合約賬號（ContractAeeounts），與之對應的是外部賬號（ExternallyOwnedAccounts）；又如它設計了執(zhí)行智能合約計算支付燃料費（Gas）的經濟機制。部署智能合約隨著以太坊從1.0向2.0升級，其中關于以太坊虛擬機有兩個變化，它們都將進一步推動智能合約的技術進展：一是改用eWASM虛擬機方案，這是基于WASM（WebAssembly）命令集的虛擬機設計方案；二是智能合約由以太坊1.0的只有一個執(zhí)行環(huán)境變成2.0的有多個執(zhí)行環(huán)境。部署智能合約現在，以太坊上的智能合約最重要的應用是創(chuàng)建ERC20、ERC721標準的通證（Token），并用智能合約對這些代表數字資產的通證進行操作。這些數字資產可以對應經濟中的貨幣、股票、票據、倉單、房屋、知識產權、投票權、畢業(yè)證書等各種廣義的資產。以太坊虛擬機執(zhí)行的是EVM字節(jié)碼，程序員可以用高級語言編寫智能合約，然后將其編譯為字節(jié)碼部署在以太坊區(qū)塊鏈中進行執(zhí)行?！啊辈渴鹬悄芎霞s在發(fā)展的過程中出現了多種智能合約高級語言，其中被廣泛接受的是加文·伍德開發(fā)的Solidity語言，它的語法類似于JavaScript語言，并且公有鏈、聯盟鏈、BaaS云服務算也開始支持Solidity語言。部署智能合約01020304尼克·薩博在1997年的文章中說，智能合約的原始祖先是不起眼的自動售貨機。（1）我們向可樂售賣機投入硬幣，按一下出可樂的按鈕。（2）售賣機將一聽可樂從出貨口放出來。（3）售貨機恢復到最初的狀態(tài)。部署智能合約一般來說，區(qū)塊鏈上的智能合約的執(zhí)行包括四步，分別是制定合約、事件觸發(fā)、價值轉移、清算結算，如圖5-1所示。部署智能合約Solidity是一門面向合約的、為實現智能合約而創(chuàng)建的高級編程語言。Solidity是靜態(tài)類型語言，支持繼承、庫和復雜的用戶定義類型等特性，每個變量（狀態(tài)變量和局部變量）都需要在編譯時指定變量的類型。Solidity提供了幾種基本類型，通過幾種基本類型的組合，可以組合成復雜類型。Solidity基本數據類型部署智能合約比較運算符。Solidity基本數據類型位運算符。布爾類型。布爾類型運算符。整型。部署智能合約移位運算符。算術運算符。字符串字面常數。部署智能合約下面代碼給出的是一個名為“HelloWorld”的智能合約：部署智能合約認識Solidity程序“pragma”是定義代碼使用的Solidity編譯器版本的聲明?！癱ontract”用來定義智能合約?！癏elloWorld（）”是構造函數，用來初始化變量name的值?！癵et（）”是成員函數，用來返回變量name的值，constant表示不可以修改name的值?！皊et（）”是成員函數，用來改變變量name的值，將其賦值為變量n的值。部署智能合約啟動Console控制臺當輸出如圖5-2所示內容時，表示操作正確。部署智能合約部署智能合約在Console控制臺中部署HelloWorld智能合約：第1步，創(chuàng)建智能合約。第2步，部署智能合約。部署智能合約填寫任務評價表，如表5-1所示。部署智能合約02調用智能合約任務場景在區(qū)塊鏈應用中，部署智能合約是第一步任務，接下來必須調用智能合約才能執(zhí)行約定的規(guī)則，那么如何調用智能合約呢?調用智能合約任務布置：學習import語法。導入智能合約。調用智能合約。調用智能合約在Java編程中，可以使用import語法將其他包中的類導入當前文件中，并且可以直接使用導入的類創(chuàng)建對象，通過對象調用屬性和方法。在Solidity編程中，同樣可以使用import語法導入其他智能合約。import語法調用智能合約在全局層面上，可使用如下格式的導入語句：import"filename"；此語句將從filename中導入所有的全局符號到當前全局作用域中。import·assymbolNamefrom"filename"；等同于import"filename"assymbolName；調用智能合約此語句創(chuàng)建一個新的全局符號symbolName，其成員均來自filename中的全局符號。上面的filename總是會按路徑來處理，以“”作為目錄分割符，以“”表示當前目錄，以“”表示父目錄。當“”或“…”后面跟隨的字符是“/”時，它們才能被當作當前目錄或父目錄。調用智能合約調用智能合約導入智能合約“import"JFoo.sol"；”語句把Foo合約導入當前的Import合約中，可以在成員函數getFooName（中讀取Foo合約中變量name的值。調用智能合約第1種，在Console控制臺調用智能合約。從之前部署智能合約的命令中獲取合約地址為：0xbed5229a08300c80190c4446b8e2c43cc3b96496。在Console終端命令行中可以使用call方法調用函數，格式為：call[合約名稱] [合約地址] [合約中的方法]調用智能合約調用智能合約使用命令執(zhí)行合約中的get0函數，具體操作與返回內容如下：調用智能合約通過get（）方法就獲取了變量name的初始化內容。接下來，使用set（）函數，對變量name進行設置，通過getBlockNumber觀察區(qū)塊的高度已經發(fā)生變化。調用智能合約調用智能合約第2種，在Remix中調用智能合約。登錄Remix在線平臺，在contracts文件中創(chuàng)建并編寫“5_Foo.sol”，如圖5-3所示。調用智能合約在contracts文件中創(chuàng)建并編寫“6_Import.sol”，如圖5-4所示。調用智能合約編譯“5_Foo.sol”，如圖5-5所示。編譯“6_Import.sol"，如圖5-6所示。部署“6_