区块链技术与应用肖臻老师笔记整理之------22-ETH-智能合约

Posted 2021-05-23 云灬沙

注：没有全部复原，抽取了主体知识，加入了一些自己的理解，强烈建议去学习肖臻老师的课程，这绝对算得上是国内区块链讲解的顶级教程，纯学术和技术

智能合约是以太坊的精髓。

智能合约是运行在区块链上的一段代码，代码的逻辑定义了合约的内容。

智能合约的账户保存了合约当前的运行状态

• balance 当前余额
• nonce 交易次数
• code 合约代码
• storage 存储，数据结构是一棵MPT

Solidity是智能合约最常用的语言，语法上与javascript很接近

强类型语言，

mapping不支持遍历，需要自己记录hash表中有哪些元素

event事件，是用来记录日志的

有两种方式，第一种是与合约同名的函数，没有返回值，第二种是使用constructor函数

构造函数constructor只能有一个

如何调用智能合约

调用合约与转账类似，

A->B，如果B是外部账户那就是最普通的交易，如果B是合约账户，那么就相当于发起对B的合约的一次调用

具体调用的是哪个函数，是在数据域中说明的，data域

emit的作用就是写一个Log

一个交易只能由外部账户发起，而不能由合约账户发起，

另一种交易方式：

delegatecall()：与call()的方法基本上是一样的，一个主要的区别是，Delegatecall()不需要切换到被调用的合约的环境中去执行，而是在当前的环境中执行就可以了。

以太坊中凡是接受外部转账的交易都必须标记为payable()，否则给这个函数转钱的时候会抛出错误异常。

没有别的函数可调用时就调用fallback()函数

如果fallback()函数不是payable的，那么别的函数向该合约地址转账会引发异常

只有合约账户才有这些智能合约

转账金额是0，但是Gas 不能为0，那是给Miner的，否则miner不会打包区块

JVM：增强可移植性

EVM:世界计算机，256位寻址空间

• Payload就是data域，用于存放调用的是合约中的哪个函数，函数的参数取值是什么
• 当全节点收到对智能合约的调用的时候，首先是按照GasLimit算出可能需要的最大Gas费，然后一次性将Gas费从发起账户中扣除，然后再根据实际的汽油费，多退少了就回滚机制
• 不同的指令消耗的Gas费是不一样的，一些简单的指令很便宜，比如加减操作，复杂的指令很贵，比如取哈希，需要存储状态的指令也很贵，读取公众数据是可以免费的

• 以太坊中的交易具有原子性，一个交易要么全部执行 要么完全不执行，不会只执行一部分，交易既包含对普通的转账也包含对合约的调用。所以如果在执行智能合约的过程中出现错误，会导致整个交易的回滚，退回到开始执行之前的状态。比如交易进行到一半时，Gas消耗完了，那么交易要回滚，但是Gas费是不退回的。

• revert()函数是无条件的终止

• 直接调用会引起连锁式回滚
• 使用call()的方式不会引起连锁式回滚

• GasLimit：是整个区块所有交易Gas消耗的上限

• 每个区块可以上调和下调上一个区块GasLimit的$\frac{1}{1024}$，所以最后趋近于所有矿工的平均值

• 先Mining还是先执行智能合约？

  • 三棵树都是全节点在本地维护的数据结构
  • 执行智能合约是改变自己本地的状态，只有达成了共识，发布到区块上，当与发布区块的状态不一致时，Miner会丢弃自己的状态转而更新本地三棵树，进行同步。都是需要重新执行一遍
  • 所以先执行，后挖矿。
  • 得先更新Blockheader里面的Root,TxHash,ReceiptHash。确定了Block Header，然后才可以进行Minging

• 会不会因为没有奖励，有的Miner就不去验证区块的正确性？

  • 可能会存在，但是如果不验证的话，那么其Block header就得不到更新，本地的状态不对，以后就无法Mining，发布的区块得不到别人的验证

• 发布到区块链上的交易是不是都是成功执行的?：不一定

  • 如果智能合约出现了错误要不要也发布到区块链上去？
    • 要，否则Gas费用扣不掉，要达成共识，这样Miner才能收钱

• status就是告诉你交易执行的情况是什么样

• 智能合约支不支持多核并行处理？

  • Solidity不支持多线程，没有多线程的语句。

  • 给定 一个 智能合约，给定输入，它转移到的状态或者说是输出必须是完全确定的

    • 因为所有的全节点都得执行同一组操作到达同一种状态，如果状态不确定的话，那三个根哈希值根本对不上，必须完全确定才可以

    • 多线程的问题在于，多个核对内存访问顺序不同的话，执行结果有可能是不确定的

    • 导致执行结果不确定的操作：产生随机数。伪随机数的产生也是不确定的

• 智能合约里没有办法获得精确的时间，只能获得和当前区块的时间信息

• callcode
• <address>.transfer是指往address里转，只有一个参数，转入的地址

例子：简单拍卖

• 有什么问题？

• 最后都收不到钱，hackV1没有fallback函数，退款时会出现问题

  • 当一个合约收到转账没有调用任何函数时，会调用fallback,但是没有fallback函数，所以会调用失败，会抛出异常，而transfer函数，会引起连锁式的回滚，最后导致所有人都收不到钱。

• 出现这种问题怎么办？

  • 没有办法233
  • Code is law，改不了，没有人篡改规则，坏处是规则不好也无法改变
  • 智能合约设计的不好的话，ether可能永久锁起来，谁都取不出来
  • 类似于不可撤销的信托。irrevocable trust
  • 一定要测试，测试再测试

• 能不能留一个后门，以后改，类似系统管理员

  • 与去中心化理念是背道而驰的

• 这样可以了吗？
• 重入攻击

• 直到什么时候结束?
  • 余额不够
  • 调用栈溢出
  • Gas费不够了

• send和transfer有一个共同的特点：
  • 转账过去的Gas费只有2300Wei
  • 不足以让接收者再发起一次新的调用，只够写一个Log