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基于区块链的智能合约技术研究进展(4)

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首先，奖励机制是合约代码执行的必备条件，原因在于智能合约代码是在区块链节点内（虚拟机、容器等）被执行的，必然带来存储、计算、带宽等方面的开销，因此需要智能合约发布者预付一定量的货币（如以太网gas）作为奖励。如果预付金额太小了，不足以执行所有的操作，那么操作就会失败，状态将会回滚。

其次，执行机构是指智能合约代码运行的环境，目前主要有脚本、容器、虚拟机等三种运行方式，具体特征为：

（1）脚本（Script）方式

最早在比特币系统中被采用，是一种类似Forth 语言的指令体系，由脚本解释器解释执行，用于验证该笔交易的合法性。交易一般会包括输入脚本和输出脚本两个部分，分别用于解锁上一笔交易的输出以及设置该笔交易金额的解锁条件。

（2）容器（Docker）方式

是不同于虚拟机的一种新型虚拟化技术，它只需要将智能合约所需要的依赖软件打包即可独立运行，而不需要一个附加的虚拟操作系统环境。它比虚拟机方式更为独立和灵活，可调用的资源也更多。Hyperledger Fabric是典型使用容器方式的智能合约平台。

（3）虚拟机（VM）方式

它通过在用户程序和底层环境中增加的一层中间环境，提供一个完全对底层透明的执行环境：屏蔽区块链节点自身执行环境的区别，在所有节点上运行均一致。它按照执行方式分为两种：基于栈（Stack）和基于寄存器（Register）的虚拟机，其中，基于栈的虚拟机是目前实现智能合约最多的方式，也演化出多种智能合约运行方法。

此外，指令系统在智能合约中也是较重要的概念。指令是智能合约发给运行环境的命令，智能合约的执行代码是由一系列的指令组成的，而指令系统是智能合约运行环境提供的语言系统，是全部指令的集合，反映了运行环境所拥有的基本功能。因此，智能合约指令系统是由所采用的运行方式决定的。

最后，智能合约代码中预置了合约条款的相应触发场景和响应规则，运行环境需要根据可信外部事件和内部交易状态，自动地判断当前所处场景是否满足合约触发条件，严格执行响应规则并向区块链发送更新合约状态的交易，经共识算法认证后链接到区块链中，使更新生效。

6 结束语

智能合约作为普遍认为的“第二代区块链技术”，任何人都可接入其中，不需要事先审查或者预付成本，又可以移除经济交易中对第三方机构的信任必要。本文对智能合约的研究进展进行了归纳总结，介绍了智能合约的发展历史以及基本概念、并详细阐述了智能合约语言现有的分类和不同的编译机制、智能合约在区块链上的部署方式以及运行机制。

目前几乎所有的区块链技术公司都已在其产品中支持智能合约产品，例如，以太坊基于虚拟机的智能合约平台、基于Bitcoin区块链的RSK平台、IBM公司提出的企业级HyperLeger Fabric平台等。这些产品的推出极大的丰富了智能合约技术的内涵和范围，为区块链技术在不同领域的现实应用奠定了基础，也代表了区块链未来发展的方向。但同时智能合约跨领域合作、标准统一、法律化结合等多个研究方向都尚不完善，这些问题的存在囿限着智能合约的市场普及和应用广度，是现在智能合约研究极具挑战性的方向。

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