什么是智能合约开发[完整指南]

智能合约带来效率、透明度、安全性、成本效益和创新解决方案的便利性，通过重塑我们执行和执行协议的方式来彻底改变传统合约体系，强调了智能合约开发的重要性。

本指南将定义智能合约开发，重点介绍智能合约用例、优势、开发流程、工具和成本，并提供一些智能合约开发服务和公司的示例。

什么是智能合约？

智能合约，又称 SC，是一种基于区块链技术并利用去中心化和分布式账本系统 (DTS) 的数字合约。通过在满足预定条件后自动执行指定操作，智能合约可充当促进、验证或执行协议谈判或履行的数字协议。

智能合约的简单解释。资料来源：SimplyExplained YouTube 频道。

传统合约需要律师或银行等中介机构来验证条款，而智能合约则使用代码来自动执行。由于交易在满足设定的条款后就会在数字领域发生，因此不需要第三方。因此，操作是透明、安全、防篡改和不可改变的。

例如，在租赁协议中，当租户将租金转移到智能合约的地址时，它会自动触发数字钥匙或访问代码的转移，确保立即自动执行，无需第三方介入。

智能合约用例和应用

智能合约通过其机制保证了合约流程的最终自动化和优化，从而在各个行业中建立了一个无需信任、透明、高效的框架。

智能合约用例包括以下内容：

• 供应链：跟踪库存、验证真实性并在交货时触发付款；

• 金融：贷款发放、托管服务或保险赔付；

• 房地产：合同义务完成后的所有权转移和付款；

• ICO：定义代币分配的条款，管理捐款，并确保代币发行的投资流程透明度。

智能合约的好处

智能合约带来的好处是将传统的合同协议提升到一个全新的、更便捷、更高效的水平。智能合约的好处包括：

• 透明度：每个操作都记录在不可变的分类账上，所有参与者都可以看到，从而促进相关方之间的信任和责任；

• 安全性：智能合约利用加密原理和 DLT 的分布式特性，提供强大的安全性。区块链的不变性可防止未经授权的更改，从而降低欺诈、操纵或黑客攻击的风险。在数字资产中，加密货币价格的透明度和完整性（如比特币或Floki Inu 价格）智能合约在确保交易安全和防篡改方面发挥着重要作用；

• 效率：智能合约消除了对中介机构的需求并简化了流程，同时显著减少了交易时间和运营成本；

• 降低成本：通过消除第三方并实现流程自动化，智能合约有助于节省成本。它们消除了与中介、文书工作和人工验证相关的费用，使交易更加实惠。

• 无需信任的交易：智能合约按照预先确定的规则运作，确保无需信任中介或交易对手即可满足商定的条款。代码可强制执行契约，从而降低误解或违约的风险。

DApp 与智能合约

DApp 与智能合约是两码事。DApp 使用智能合约来运行，确保基础设施，并提供自主运行所需的逻辑和规则，而无需集中控制。智能合约是 DApp 功能、安全性和自主性的基础。

Smart contracts also enable the creation, issue, and management of tokens used within DApps to facilitate crowdfunding, voting, or governance procedures within dispersed networks. For example, voting mechanisms based on token ownership allow users to participate in decision-making processes without relying on a central authority.

Moreover, smart contracts within DApps can leverage oracles to access real-world data, enabling functionalities like price feeds, weather information, or any external information required for decision-making.

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What is smart contract development?

Smart contract development involves the process of designing, coding, testing, and deploying self-executing contracts on a distributed ledger technology (DLT) network. It encompasses creating and implementing the logic, rules, and conditions that govern these contracts, enabling them to execute agreements autonomously without human intervention.

How to code your first Ethereum smart contract. Source: Dapp University YouTube channel.

For organizations seeking to undertake projects involving smart contracts within a DLT network, considering skilled Drupal developers for hire is crucial to ensure seamless integration within your web development endeavors. Now, let’s go through the typical smart contract development process.

Smart contract development process

 Smart contract development process. Source: Doug Crescenzi, medium.com

The smart contract development process involves preparation and defining requirements, designing, coding, testing, and deploying self-executing contracts on a blockchain platform. We’ve described each stage in more detail below.

A typical smart contract development process covers the following:

Defining the requirements

The development team works closely with stakeholders to understand the objectives, requirements, and desired functionalities, including conducting technical research and defining size and scope.

Architecture and design

Based on the requirements, the development team designs the smart contract architecture, including data structures, functions, on-chain vs. off-chain, and storage, to ensure everything aligns with objectives.

Implementation and coding the contract logic

Developers use programming languages, such as Solidity (specific to different DLT platforms), to write the smart contract logic. This code defines the terms, conditions, and actions based on predefined triggers or inputs. Just like within other software development teams, developers might use agile scrum practices for implementation.

Security audit and testing

开发人员编写代码后，他们会模拟各种场景，以确保智能合约按预期运行，并且没有可能损害其功能或安全性的漏洞、错误或逻辑错误。这包括单元测试（测试单个功能）、集成测试（测试与其他合约或系统的交互）和安全审计。

部署到区块链并监控

智能合约应用于 DLT 网络。此过程涉及为合约分配一个地址，使与之交互的各方可以访问该地址。对于寻求无缝集成区块链解决方案的组织来说，与数字产品工程服务专家合作对于确保智能合约的成功部署和功能至关重要。

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智能合约开发工具和框架

与其他开发流程一样，智能合约开发依赖于专门为在 DLT 生态系统中创建、测试、部署和管理合约而量身定制的各种工具和技术。这些智能合约开发工具用于标准化编码实践、安全分析和漏洞检测、自动化和集成功能以及模拟和调试工具。

例如，Remix、HardHat、Truffle、dapp.tools、Foundry 和 Brownie 等开发框架和工具通过提供编写、测试和部署智能合约的基本功能简化了开发流程。

 弯曲机逻辑的智能合约示例，Solidity

智能合约开发平台

DLT 平台为智能合约开发创建了强大的生态系统。该领域最受欢迎的两个智能合约开发平台是以太坊和币安智能链 (BSC)，它们用于各种应用程序，并广泛应用于 DeFi 领域。

以太坊以其庞大的开发者社区和极致的灵活性脱颖而出。BSC 拥有更快的交易速度和更低的费用，同时与基于以太坊的项目兼容。Cardano、Polkadot、Avalanche 和Solana也在不断发展，提供可扩展性、安全性和合理的运营成本。

 Remix IDE 工具截图

智能合约开发最佳实践

为了确保区块链环境中新开发的基于 Web3 的智能合约的安全性、可靠性和功能性，开发人员应遵守最佳实践和编码标准，例如：

• 遵守安全规则：遵循 Solidity 规则和安全建议，编写安全高效的代码；

• 审查代码：启用代码审查和同行检查，以便在任何可能的错误、不一致和问题发展为严重问题或缺陷之前检测它们；

• 使用库：依靠经过良好审核且值得信赖的库（如 OpenZeppelin）来利用经过测试且安全的代码实现关键功能；

• 单元测试：创建全面的单元测试，单独评估智能合约的每个功能和组件，以验证预期行为；

• 审计：部署前进行审计以增强整体安全性；

• 保持最新：紧跟 DLT 领域的最新安全趋势、更新和漏洞；

• 更新：定期更新合同以修补已知漏洞。

说到漏洞，在开发过程中和开发之后需要观察和解决的最常见的漏洞包括：

• 重入攻击：实施“检查-效果-交互”模式，确保状态更改发生在任何外部调用之前。使用提款模式安全地管理资金；

• 整数溢出/下溢：参考安全数学库，防止数学运算中出现算术溢出或下溢问题；

• 未经检查的外部调用：验证外部输入和合约地址，以防止不受信任的契约产生意外行为。应用检查以确保函数安全执行；

• 授权和访问控制：实施基于角色的权限等访问控制机制，以限制对关键功能或敏感数据的访问；

• 抢先交易攻击：使用加密技术或提交披露方案来避免这些攻击并确保公平的交易执行。

智能合约开发服务

智能合约开发服务是指由专门从事在区块链网络上创建、编码、测试和部署智能合约的个人或公司提供的专业服务。企业可以选择人员扩充还是外包，以决定他们的项目是否需要内部区块链专业知识或外部开发团队。

智能合约开发服务的一些示例包括：

• 智能合约设计：专家根据具体的业务需求帮助设计智能合约的架构、结构和功能；

• 智能合约编码：开发人员使用 Solidity 或 Vyper 等编程语言编写智能合约代码的服务；

• 测试和调试：进行智能合约测试以识别和解决任何问题，确保合约按预期运行并且安全；

• 部署和集成：智能合约部署到适当的区块链网络上，并与所需的去中心化应用程序（DApps）或系统集成；

• 安全审计：全面的安全审计服务，识别智能合约中的漏洞或弱点；

• 升级和维护：智能合约开发服务还可能包括持续的维护、更新和升级，以确保合约与不断发展的技术和要求保持兼容；

• 咨询：顾问可以提供有关智能合约开发最佳实践、行业标准和法规合规性的专业知识。

智能合约开发公司

智能合约开发公司可能会提供全套端到端区块链解决方案，也可能专注于一项特定服务。金融科技软件开发服务经常与区块链产品相交叉，通过智能合约实现安全的金融交易并增强自动化。根据Social Capital Market 的报告，到 2026 年，区块链的市场估值将达到约 567 亿美元。成熟的软件开发公司也已将区块链解决方案添加到其服务中。

例如，MythX 专注于以太坊智能合约安全，而市场领先的ConsenSys或Chainyard 则提供端到端区块链解决方案，包括智能合约开发。Cubix等传统软件公司已将区块链解决方案（包括智能合约开发）添加到其服务中。

值得注意的是，由于这个领域非常新，您应该始终进行充分的研究，以确保您选择一家高质量且信誉良好的公司。

智能合约开发成本

智能合约开发成本可能因项目复杂性和要求而异，例如开发时间、开发人员经验、所使用的平台或区块链技术以及附加服务，但估计成本可能在500 美元到 5,000 美元之间。

熟练的开发人员和成熟的服务提供商很可能会收取更高的费用，而安全审计和评估也会增加成本。咨询和维护等附加服务可能会产生额外费用。

例如，当你在以太坊上部署智能合约时，影响智能合约开发成本的主要因素有：

• 以太坊价格；

• 编译后的合约的大小（以字节为单位）；

• 以太坊网络上的当前 gas 价格。

您可以使用合约部署成本计算器来获得估算，但最好的办法是咨询一些可以评估您的项目及其成本的智能合约开发公司。

智能合约开发挑战

尽管智能合约的采用率越来越高，但由于其独特的设计和应用，智能合约开发对许多开发人员来说仍然比较神秘。虽然它们可以实现流程自动化并降低交易成本，但要实现更广泛的采用，还需要解决重大挑战。

智能合约开发挑战包括：

• 安全和隐私：智能合约是开源的，容易受到黑客和恶意活动的攻击。解决方案包括私有区块链环境、增加加密的使用和混合数据存储选项；

• 法律挑战：需要遵守不同国家的法律法规，法律或相互协议的变化可能需要制定新的合同；

• 数据隐私：不同的法规和对编码的法律理解的需要；

• 预言机：预言机是一种将数据从链下来源传输到区块链的智能合约工具，这会带来漏洞，因为被黑客入侵的预言机可以操纵数据。解决方案包括处理预言机提供商潜在故障的策略；

• 缺乏熟练的开发人员：可用性挑战可能源于缺乏智能合约开发所需的专业技能，包括密码学知识和 Solidity 等非传统编程语言；

• 可扩展性：区块链网络需要提高速度、安全性和可访问性，以提高智能合约的效率，因为与传统系统相比，它们的交易处理能力有限。

如何学习智能合约开发？

学习智能合约开发需要采用与传统开发略有不同的方法，因为所使用的底层技术和编程语言存在差异，并且该领域不断发展。

有志于成为智能合约开发者的人应该做好准备，通过教育、实践经验、区块链社区参与、探索各种工具和资源以及持续学习来打下坚实的基础。此外，这可以让你在这个充满希望的领域获得一份有回报的职业。

结论

智能合约开发站在区块链创新的最前沿，展现出巨大的跨行业变革潜力。尽管智能合约面临挑战，但其发展和广泛采用的潜力巨大，而且由于不断的研究，这些差距正在缩小。