智能合约

一、智能合约的起源

彼特·托德（Peter Todd）是比特币核心开发者之一。他总结了智能合约（Smart contract）的现状，认为“智能合约讨论的结论是：没有人理解智能合约究竟是什么。如果我们要实施智能合约，应该需要预言机（oracles）”。

确实，要想阐明智能合约的理念和本质并非易事。

我们从智能合约理念的起源开始。“智能合约”概念由计算机科学家、加密大师尼克·萨博（Nick Szabo）于1993年左右提出来。1994年他写成了《智能合约》（Smart contracts）论文，是智能合约的开山之作。

尼克·萨博对智能合约的阐述以一个自动售货机的例子开始。我们可以认为智能合约的原始祖先，是不起眼的自动售货机。在经过潜在的、损失有限的评估后，自动售货机使钱箱里的钱远远少于破坏者付出的代价。售货机根据显示的商品价格收取投币，通过一个简单的机制形成了最初的计算机设计科学，并且有限自动、根据投币金额传递变化和产品。自动售货机是一种搬运合约：任何持有硬币的人都可以与供应商交易。锁定钱箱和其他安全机制保护售货机储藏的硬币和货物不被破坏，从而支撑在各种各样的区域部署自动售货机，并且产生盈利。

在自动售货机概念的基础上，尼克·萨博给出智能合约的定义如下：

“智能合约超越了自动售货机中嵌入各种有价属性的范畴，通过数字方式控制合约。智能合约涉及具有动态性、频繁主动执行属性的财产，且提供更好的观察和验证点，其中主动积极的措施必须丝毫不差。”

尼克·萨博告诉我们的是，智能合约本质上的抽象概念是在个人、机构和财产之间形成关系的一种公认工具，是一套形成关系和达成共识的协定。智能合约的条款（如抵押品、产权划分等）可以嵌入到处理硬件和软件中，以这样的方式使违约成本非常昂贵（甚至令人望而却步）。例如，为房屋而设计出的数字保障智能合约，根据智能合约设计策略，持续完善房屋抵押品协议以便其更充分地嵌入到处理合约条款中。根据合约条款，这些协议将使加密密钥完全控制在具有操作属性的人手中，而此人也将正当地拥有该房屋财产。最简单地，为了防止偷窃，使用者需要完成正确的解锁过程，否则房屋将切换至不可使用状态，比如门禁失效和设施失效等。在传统方式中，如果房屋被用做还贷，有一个令债权人头痛的问题是很难查收赖账的房屋，需要通过频繁沟通才能收回房屋钥匙等。为了解决这一问题，我们可以创建一个智能扣押权协议：如果物主不交费，智能合约调用扣押权协议，把房屋钥匙的控制权交给银行。该协议可能会比雇佣追债人更便宜、更有效。

同时，尼克·萨博提出了智能合约的三要素：

①一把可以允许业主同时排除非法第三方的锁；

②一个允许债权人秘密接入的后门；

③后门只在违约且没有付款的一段时间被打开；最后的电子支付完成后将永久地关闭后门。

从本质上讲，这些智能合约的工作原理类似于计算机程序的if-then语句。智能合约以这种方式与真实世界的财产进行交互。当一个预先定义的条件被触发时，智能合约就执行相应的合同条款。尼克·萨博关于智能合约的工作理论迟迟没有实现，是因为缺乏天生能够支持可编程合约的数字系统。如果金融机构仍然需要手动批准资产的转移，那么智能合约的目标就没有实现。瑞波实验室的市场和交易主管菲利·拉波波特（Phil Rapoport）说，“实现智能合约的一大障碍是现在计算机程序不能真正地触发支付”。区块链技术的出现和被广泛使用，正在改变阻碍智能合约实现的现状，从而使尼克·萨博的理念有了实现的机会。智能合约技术现在正建立在区块链基础之上，因为区块链本身就是一个计算机程序，智能合约能够与它进行交互，就像它能与其他程序进行交互一样。

在已提出智能合约理念的基础上，结合近几年区块链技术的不断发展，我们将试图给出对智能合约更为具体和详细的阐述。

二、智能合约的定义

智能合约是一套以数字形式定义的承诺，承诺控制着数字资产并包含了合约参与者约定的权利和义务，由计算机系统自动执行。

承诺定义了智能合约的本质和目的。以一个销售合约为例：卖家承诺发送货物，买家承诺支付合理的货款。数字形式意味着合约需要被写入计算机可执行的代码中，只要参与者达成协定，智能合约建立的权利和义务，就由一台计算机或者计算机网络执行。

我们举个简单的例子，形象化地描述智能合约。

If Event_X_Happened:

Send(爱丽丝, 1000$)

Else:

Send(鲍伯, 1000$)

意思是：如果事件X发生，则合约给爱丽丝发送1000美元；否则，给鲍伯发送1000美元。

这就是最简单的合约。

如图4-1所示是一个智能合约模型示意，其中各组成部分的定义如下。

①合约参与者：执行智能合约的相关参与者。

②合约资源集合：智能合约执行涉及的参与者资源，比如参与各方账户、拥有的数字财产等。

③自动状态机：智能合约下一步执行的关键，包括当前资源状态判断、下一步合约事务执行选择等。

④合约事务集合：智能合约的下一步动作或行为集合，控制着合约资产并对接收到的外界信息进行回应。

图4-1 智能合约模型示意图

图片发自App

智能合约程序不只是一个可以自动执行的计算机程序，它本身就是一个系统参与者，对接收到的信息进行回应，可以接收和储存价值，也可以向外发送信息和价值。这个程序就像一个可以被信任的人，可以临时保管资产，总是按照事先的规则执行操作。

智能合约的实现需要底层协议支持，选择哪个协议取决于许多因素，最重要的因素是在合约履行期间被交易资产的本质。再次以销售合约为例。假设参与者同意货款以比特币支付，选择的协议很明显将会是比特币协议。在此协议上，智能合约被实施。因此，合约必须要用到的数字形式就是比特币脚本语言。比特币脚本语言是一种非图灵完备的、命令式的、基于栈的编程语言。