【新手專題 07】概論智能合約,ERC 協定

撰文:《幣訊》 | 內容協力:9up.io

中本聰建立了比特幣,創造了加密貨幣和區塊鏈的開端。雖然他創出了這舉世無雙的成就,但是他的發明始終逃避不了應用性偏低,速度偏慢的批評。但是,Vitalik Buterin 等人建立的以太坊(Ethereum)將情況大扭轉,除了衍生出很多代幣項目,也令智能合約(Smart contracts),以及以太坊的各種技術協定(Protocols)大為發展。但到底這些智能合約和技術協定,其實是指甚麼?

在這篇新手專題的文章,你將能夠掌握:

  • 智能合約的歷史
  • 智能合約的基本運作方式
  • 智能合約的優點與缺點
  • 部分 ERC 協定的介紹

智能合約的歷史

早在 1997 年,密碼學家 Nick Szabo 已經在他的論文 “Formalizing and Securing Relationships on Public Networks” 當中提及 “Smart contracts”(「智能合約」)一詞,這是學術界首次有人提及「智能合約」的紀錄。當時 Szabo 已經在文中大幅提及智能合約,並指出在電腦網絡履行智能合約,相比起履行紙本合約的過程更加安全和可靠。

至今,「智能合約」因為區塊鏈的出現得以發揚光大。區塊鏈,以及應用分散式帳本技術(Distributed Ledger Technology, DLT)的平台,都是智能合約頻繁出現的地方,包括相當有名的以太坊(Ethereum),以及瑞波公司(Ripple)推出的項目 “Codius”

智能合約愈趨普及,美國商品及期貨交易委員會(CFTC)旗下的金融科技創新部門 LabCFTC 亦在 2018 年 11 月亦推出智能合約入門手冊。CFTC 認為,在智能合約發展的同時,也需要就解決糾紛的議題,擬定好治理標準。

智能合約的基本運作方式

智能合約採取的是自動化執行方式。程式員將智能合約放在區塊鏈上面執行之前,首先要為智能合約撰寫大量條件式(conditional)內容。簡單來說,就是例如「如果 XXX 的話,之後就要實現 YYY」這一類語句,所以 “if”、“when”、“then” 等等跟條件相關的字詞在智能合約條文當中是極為常見的。亦因為這樣,有說法認為如果將智能合約形象化,它會跟一副骨牌有相似的地方:它們唇齒相依,只有處於最早期的條件獲得滿足後,才能夠慢慢向前推進。

大家來到這裡或者都會想到,智能合約實質上是一個運載大量條件的自動化程式。既然如此,其實用到區塊鏈去執行智能合約也不是必然。的確,區塊鏈和智能合約不必互相依賴才能夠存在,但是區塊鏈的特性,其實對於智能合約的生存和發展有著很大幫助:基於區塊鏈不可篡改,令已經放到區塊鏈上的智能合約能夠安全儲存和執行,不會受到干擾,這對於講求信用的文書,例如合約等都是十分重要的。

智能合約的優點與缺點

正如上面提到,智能合約因為被放上區塊鏈,所以也附帶了區塊鏈的好處,就是不可篡改,而且內容更加被自動備份在網絡的多個節點當中。即使有節點受到攻擊或者被黑客入侵,合約的內容和執行進度都不會受到影響,能夠確保到智能合約的完整性和公正性。

除此之外,智能合約可以提升行政效率。以往可能經歷一個月的文件來往、資產轉移、或者是核證程序,都因為智能合約快速地執行條件式指令,將速度大幅提高,節省了人力物力。現時一些保險公司都對於區塊鏈和智能合約感到興趣,因為他們都明白智能合約能夠加快理賠程序,令病人或者保單持有人盡快獲得支援。

一般而言,只要區塊鏈是公有鏈,或者區塊鏈本身沒有限制訪問權限的話,當中的所有交易和活動,包括智能合約的執行情況都是公開和透明的。執行進度、資金流向等資訊都是一清二楚,而且可以層層追溯,無法隱瞞。雖然智能合約和區塊鏈都屬於新事物,現時仍然投放不少資源研究和完善,但長遠也可以減省成本。

不過,基於透明度高和自動化的特點,將智能合約放上區塊鏈前必須小心設計和反覆檢視,否則事後才發現有技術漏洞,就要花時間修復,屆時黑客已經有機可乘。例如在 2016 年,在以太坊網絡上的智能合約項目 “The DAO”(Decentralized Autonomous Organization, 去中心化自治組織)就曾經被黑客發現漏洞,偷走 360 萬個以太幣(Ether, ETH),最後以太坊需要以「硬分叉」(“Hard Fork”)形式,將被偷幣的分支鏈岔出有效鏈之外,事件才告平息。

部分 ERC 協定的介紹

以太坊是現時執行智能合約的最大平台之一。但是除此之外,以太坊的巨大擴充性亦開拓了不少應用可能,包括代幣種類的多元化。能夠讓代幣推陳出新,不斷增加 ERC 協定的選擇,可以說是一個重要原因。

ERC 全名是 “Ethereum Request for Comments”,屬於技術協定文件的一種,裡面詳述了應用以太坊技術的代幣開發守則,用途是讓智能合約的開發員參照閱讀,令他們在以太坊上面更流暢地撰寫程式和代幣。各份文件在未成為 ERC 之前,會先被納入「改善建議書」(Ethereum Improvement Proposal, EIP)當中討論,通過後才會成為正式的 ERC 協定。現時業界已經有相當多種 ERC 協定,以下將挑選較為受注目的協定跟大家介紹。

ERC20 是現時最有名和最普及的 ERC 協定,絕大部分的首次代幣發行(Initial Coin Offerings, ICO)項目都是要發行 ERC20 代幣。ERC20 主要協助程式員決定代幣的 6 大功能,包括總發行量,收集和發送功能等。ERC20 的編碼相當簡單,網上已經有簡單教學提供相關編碼,就算未深入明白區塊鏈和智能合約的用家,都可以根據編碼去定義和創造新的代幣,相當快捷。所以有講法認為,ERC20 的低門檻促成了欠缺實務的「空氣幣」大量出現。

另一個有名的 ERC 協定是 ERC223,它是針對 ERC20 的缺點而開發的:雖然 ERC20 相當方便,但原來 ERC20 代幣擁有者如將代幣傳給無法接收代幣的智能合約,這些已經傳送出去的代幣就會被銷毀,無法取回。面對上述的情況,ERC223 協定會自動檢查會否出現不正常的傳送程序,一發現有問題就會向用家表示故障,不會送出代幣,這就能夠解決ERC20 的傳送隱憂。而且,ERC223 的交易成本亦比 ERC20 更低,主要是使用更少的 “gas” 就已經能夠送出代幣。但是 ERC20 已經相當普及,ERC223 要增加市佔就有一定難度,而且亦要交易所等單位配合和更新。

除了上述兩個協定之外,ERC721 協定也引起外界討論,焦點在於它開拓了一種嶄新的代幣種類,就是「不可替換代幣」(“non-fungible token”)。提出 ERC721 的目的,就是要照顧不能替換和切割資產的需要,例如一輛汽車,一間別墅等等:這些產品基本上都是不能夠分割擁有權的,那類似 ERC20 和 ERC223 這類屬於「可替換代幣」(“fungible token”)的技術協定就未必合用了。ERC721 協定下記載的資產雖然不能分割,甚至相當獨特,但一樣可以透過智能合約追蹤。去中心化應用(Decentralized Applications, dApp)「謎戀貓」(CryptoKitties)就是使用 ERC721 協定的成功例子,裡面每一隻貓的特質和外表都是獨一無二的,正好配合了 ERC721 的特色。

因應證券型代幣(Security Token, STO)概念的發展,ERC1400 協定的建議亦被提出。根據開發員 Stephane Gosselin、Adam Dossa、Pablo Ruiz 和 Fabian Vogelsteller 的提案,ERC1400 協定應該具備一些功能,例如為了配合監管部門執法,協定下的代幣可在必要情況實施「強制轉移」(Forced transfer)。此外,協定亦需要附帶發行和收回代幣功能。另外,協定亦應該設立到一個標準介面,去驗證和判斷不同的交易狀況,例如成功交易,或者交易失敗。最後,ERC1400 應該要向 ERC20 和 ERC777 協定兼容。現時 ERC1400 的討論仍在進行中,大家可以來這裡進一步參考。

總結

智能合約的高應用性,現時已經吸引了不少人士和企業嘗試,更加肯定了區塊鏈的功用。現時,不同種類的智能合約繼續在不同的分散式帳本平台以及區塊鏈,例如在以太坊持續開發當中。只要以太坊能夠持續發展和完善,智能合約以及各種ERC 協定必定可以繼續向前,幫助到各行各業的發展。

 

以上內容由《幣訊》與 9up.io 共同協作撰寫。

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