Web3 面试题（四）10题

1、介绍下智能合约的发展背景

智能合约是区块链中四大核心技术之一，这个概念最开始是在1994年，由知名密码学家尼克·萨博(Nick Szabo)提出的，可由于技术以及其他的一些原因一直都没有落地，哪怕到了今天，智能合约已经在互联网中很多的应用，比如自动还款，无人机售货等等，也多是局限在个人和机构之间的智能合约，个人和个人之间的智能合约几乎没有，原因就在于“信任”问题，我们会发现，只要谈起合约，大多数都是陌生人跟陌生人之间有这种需求，而且还跟钱有关系，如果在没有第三方做担保的情况下我们之间做了个约定，我把钱打给你，结果你毁约了，不承认怎么办？所以智能合约一直没办法在个人与个人之间普及，后来随着区块链的出现，人们发现，区块链与智能合约十分的契合，因为区块链的很多特点，比如去中心化，数据的不可篡改等，可以从技术的角度，去解决陌生人之间的信任问题，这才使智能合约大规模的应用成为可能，这一阶段的开始以以太坊的诞生为标志。在区块链的基础上，以太坊应用了智能合约技术。智能合约使得以太坊可以实现更多功能，智能合约是一个非常重要的应用，于是，慢慢的，智能合约就成了区块链的核心技术之一。

2、智能合约的优势

• 去中心化：智能合约的执行无需依赖第三方机构(中介)的参与或介入，合约的监督和仲裁都由计算机完成。
• 不可篡改：智能合约一旦部署完成，所有内容无法修改，任何一方都无法干预合约的执行。这有点像传统世界的合同，一旦签订好后，无法修改。
• 低成本：由于智能合约不需要第三方中介监督，一旦发生毁约，代码强制执行，与传统合同相比，具有更低的成本。
• 公开透明：智能合约一旦部署成功，将按照设计代码运行，任何人均可查看，具有很高的透明度。

3、智能合约的劣势

智能合约并非没有任何缺点。由于智能合约代码一旦部署无法修改，这意味着一旦代码存在Bug极有可能被利用，因此智能合约容错率极低。

事实上，区块链的智能合约自诞生以来，被黑客攻击的次数不在少数，曾经轰动一时的The Dao事件便是其中之一。2016年，The Dao开启众筹，仅仅一个月时间募集到价值1.5亿美元的以太币，然而，就在众人欢庆之时，黑客发现了The Dao智能合约的漏洞，并对其发动了攻击，大量的以太币被黑客盗走。因为智能合约一旦部署无法修改，团队也无能为力，眼睁睁看着巨额资产逐渐流失。随后，以太坊创始人V神提出了回滚交易的方案，这也是区块链史上首次回滚交易时间，由于社区部分用户并不赞同回滚，从而导致了以太坊的硬分叉事件。

另外的案例，借贷协议bZx也曾多次因为智能合约代码漏洞遭到黑客攻击。2020年2月15日，bZx团队在官方电报群上发出公告，称有黑客对bZx协议进行了漏洞攻击，导致价值35万美元的ETH被盗；9月14日，DeFi借贷协议bZx再次遭到攻击，而这次攻击共造成了大约800万美元的损失。

4、说一些关于智能合约的应用

“智能合约”可以通过智能合约进行去中心化借贷

用户首先将以太坊（ETH）存入指定的资金池作为抵押，随后用户便可借出一定数量的稳定币DAI。由于存在抵押物，出借人也不同担心还不上钱的情况，当抵押物价值不足时，系统会自动触发清算，保证出借人的权益。

“智能合约”还可以用于众筹

项目方首先通过合约发起一个众筹，用户向该合约发送一定的ETH等代币，众筹完毕后，智能合约会自动向钱包发送该项目代币。2017年，大量的项目通过这种方式实现了融资，其中不乏优秀的项目，例如路印科技、波卡等等。通过这种方式，项目方完成了融资，为项目做大做强提供了稳定的资金；投资者则取得了丰厚的回报（例如2014年启动的以太坊众筹回报率超过1000倍，2017年BNB的众筹也取得了数百倍的回报率。）

“智能合约”还被应用在去中心化金融（Defi）方面

2020年，去中心化金融应用发展得如火如荼，这与智能合约的普及不无关系。

去中心化金融进一步细分可以分为借贷、交易、稳定币兑换、衍生资产等等，以Uniswap为例，用户在Uniswap成为流动性提供者可获得LP代币，随后，用户质押LP代币，可获得UNI，这一过程也被称为挖矿。

自流动性挖矿推出以来，Uniswap交易量爆炸式增长，成为全球最大的去中心化交易所，交易额一举超越美国最大的中心化交易所Coinbase。

5、智能合约的全链路

开发、编译、部署、调用

6、智能合约的分类

• Solidity合约
• Precompiled合约

7、Solidity合约代码结构

• 状态变量：状态变量是永久存储在合约中的值
• 构造函数：用于部署并初始化合约
• 事件：事件是能方便地调用以太坊虚拟机日志功能的接口
• 修饰器：函数修饰器可以用来改变函数的行为，比如自动检查，类似Spring的AOP
• 函数：函数是合约中代码的可执行单元

8、CRUD合约

基于预编译合约和分布式存储设计的CRUD合约接口。

用户可以直接在合约中引用CRUD接口文件Table.sol，并在Solidity合约中调用CRUD接口。CRUD合约的开发完全遵从数据库的操作习惯，更容易理解和上手。

9、Solidity和Java的全链路对比

Solidity与Java的不同之处在于，Solidity是服务于区块链的语言，代码在区块链上执行。EVM是区块链上的一个执行器。每个区块链节点都有一个EVM。Solidity在EVM中被执行后，EVM对区块链的数据进行了改变。这些数据的改变交由共识算法去共识。同时，Solidity的操作仅限于EVM内部，不能访问外部不确定系统或数据，如系统时钟，网络文件系统等。

Solidity的设计目的，是给区块链提供一套统一的逻辑，让相同的代码跑在区块链的每个节点上，借助共识算法，让区块链的数据以统一的方式进行改变，达到全局一致的结果。

10、Solidity的运行细节

以此处的Demo合约为例，合约中有一个全局变量m，并有一个函数add()，实现给全局变量m增加x数值的功能。

在合约二进制被部署到区块链上后，通过发送交易调用合约里的方法。节点根据交易将合约代码装载入EVM中，并根据交易的传参执行合约上相应的函数add()。

EVM执行合约代码，从区块链上读入当前区块的数据，进行相加操作，并将结果写入下一个区块（等待共识的区块）对应的状态数据中。

此后，共识算法将待执行的区块共识落盘，区块高度增加，区块链上的数据完成更新。

这段Solidity代码的功能是存取_num字段。该字段被称为“状态变量”，会由区块链持久存储。

用户可以将这段代码部署在以太坊或类似的区块链上，部署成功就意味着该智能合约不可再被修改，只要底层区块链不被销毁，这段合约就一直存在。任何人都可通过“合约地址”来调用该合约接口，每次调用信息都会被记录在链上。

在讲解这段代码如何运行之前，我们先回顾下传统java程序的运行方式。

首先，用户编译完java代码后，会以字节码的形式保存在磁盘上；然后用户会调用程序，这由JVM来托管执行；程序执行期间可能会通过日志来记录调用参数，也可能会和磁盘进行IO。

Solidity的执行与此类似。不同的是介质由硬盘换成了区块链，由单机变为分布式。

代码部署后，以字节码的形式存储在每一个节点上。当用户要求调用某个函数时，调用请求将会被囊括在交易中，并被打包到某个区块上，一旦全网对该区块形成共识，就意味着调用是合法的。

接下来，EVM会来调用字节码，它负责存取底层的状态变量，好比传统编程的IO。

光从代码来看，合约开发似乎不过如此，单个合约只需要围绕着字段进行操作，对于很多简单业务而言，不过是CRUD而已。

但其复杂性也恰恰在于此，合约在区块链环境上执行，是不可修改的。

所以如果出现了bug，就必须部署新的合约，这对于合约的可维护性提出了挑战。并且，一旦业务复杂起来，容易出现安全漏洞，导致链上资产损失。同时，还要考虑完成代码编写、逻辑执行、数据存储的成本问题。

综上所述，写合约不难，但写好合约，却需要一定功底。

-------------------------

-------------------------

每日更新（未完待续）