스마트 계약은 실제로 블록체인에서 코드를 어떻게 실행합니까?

스마트 계약 실행 환경 이해

1. 스마트 계약은 모든 노드가 블록체인 원장의 사본을 유지하는 분산형 네트워크 내에서 작동합니다. 계약이 배포되면 해당 바이트코드가 블록체인에 저장되고 고유한 주소가 할당됩니다. 네트워크에 참여하는 각 노드는 이 바이트코드를 해석하고 실행할 수 있는 EVM(Ethereum Virtual Machine)과 같은 가상 머신을 실행합니다.

2. 실행 환경은 결정적 동작을 적용하여 노드 전체에서 일관성을 보장합니다. 이는 동일한 입력과 상태가 주어지면 모든 노드가 계약 코드를 실행할 때 동일한 결과를 생성해야 함을 의미합니다. 현재 시간이나 난수 액세스와 같은 비결정적 기능은 합의 메커니즘을 통해 제한되거나 시뮬레이션됩니다.

3. 스마트 계약과 상호 작용하는 거래는 해당 계약의 실행을 트리거합니다. 이러한 트랜잭션에는 보낸 사람의 주소, 대상 계약 주소, 인코딩된 함수 호출 및 선택적 데이터가 포함됩니다. 수신되면 노드는 실행을 시작하기 전에 거래 서명과 가스 한도를 검증합니다.

4. 가스는 계산 노력의 단위로 사용됩니다. 스마트 계약의 모든 작업은 미리 정의된 양의 가스를 소비하여 무한 루프와 남용적인 계산을 방지합니다. 제공된 가스가 부족할 경우 실행이 중단되고 모든 상태 변경 사항이 되돌려지지만 가스 요금은 여전히 ​​부과됩니다.

5. 일단 검증되면 해당 거래는 채굴자 또는 검증자에 의해 블록에 포함됩니다. 블록 제안자는 계약 코드를 실행하고 결과적인 상태 변경을 방송합니다. 다른 노드는 동일한 트랜잭션을 독립적으로 재실행하여 정확성을 확인하고 신뢰 없는 합의를 보장합니다.

코드 실행에서 노드의 역할

1. 전체 노드는 모든 스마트 계약 코드 및 저장 상태를 포함하여 전체 블록체인 기록을 다운로드하고 저장합니다. 새로운 트랜잭션이 도착하면 새로운 입력을 처리하기 전에 현재 상태가 정확한지 확인하기 위해 처음부터 계약 논리를 재생합니다.

2. 노드가 계약을 대상으로 하는 트랜잭션을 수신하면 실행이 시작됩니다. 노드는 로컬 저장소에서 계약의 바이트코드를 검색하여 EVM에 로드합니다. 트랜잭션의 입력 데이터는 호출되는 함수와 전달되는 매개변수를 결정합니다.

3. 실행 중에 EVM은 opcode를 순차적으로 처리하여 메모리, 스택 및 스토리지를 관리합니다. 변수 업데이트, 토큰 전송 등 계약 상태에 대한 모든 수정 사항은 트랜잭션이 성공적으로 완료될 때까지 일시적으로 유지됩니다.

4. 노드는 상태의 일부는 아니지만 외부에서 쿼리할 수 있는 계약에서 발생하는 이벤트의 로그를 유지합니다. 이러한 로그는 오프체인 애플리케이션이 전체 블록체인을 스캔하지 않고도 계약 활동을 추적하는 데 도움이 됩니다.

5. 실행 후 각 노드는 상태 업데이트 성공, 롤백 실패 또는 가스 부족 예외 등의 결과를 생성합니다. 블록의 유효성에 대한 합의가 이루어진 후에만 이러한 변경 사항이 글로벌 상태에서 영구적이 됩니다.

트랜잭션 수명주기 및 상태 변경

1. 사용자는 수신 계약 및 함수 호출을 지정하는 트랜잭션에 서명하여 상호 작용을 시작합니다. 지갑 소프트웨어는 거래를 네트워크에 브로드캐스트하기 전에 ABI 표준을 사용하여 함수 선택기와 인수를 인코딩하는 경우가 많습니다.

2. 보류 중인 거래는 멤풀에 들어가며, 여기서 채굴자나 검증인은 가스 가격과 가용성을 기준으로 거래를 선택합니다. 일반적으로 더 높은 금액을 지불하는 거래는 다음 블록에 우선적으로 포함됩니다.

3. 블록을 구성할 때 검증인은 선택된 각 트랜잭션을 순서대로 실행합니다. 한 트랜잭션의 결과는 후속 트랜잭션에서 사용되는 상태에 영향을 미칠 수 있으므로 일관성을 위해서는 순서가 중요합니다.

4. 상태 변경은 전체 검증 및 합의 확인 후에만 발생합니다 . 노드가 로컬에서 새로운 잔액이나 저장 가치를 계산하더라도 대부분의 네트워크에서 블록이 마무리될 때까지 잠정적인 상태로 유지됩니다.

5. 최종성은 기본 합의 메커니즘에 따라 달라집니다. 이더리움과 같은 지분증명 시스템에서는 검증인의 3분의 2가 체크포인트 블록에 동의한 후에 최종성이 달성되므로 재구성이 거의 불가능해집니다.

자주 묻는 질문

스마트 계약 실행 중에 오류가 발생하면 어떻게 되나요? 0으로 나누기, 범위를 벗어난 배열 또는 어설션 실패와 같은 오류가 발생하면 EVM은 예외를 트리거합니다. 이로 인해 트랜잭션이 모든 상태 변경 사항을 되돌리고 시스템을 실행 전 상태로 되돌립니다. 단, 고장 발생 시점까지 소모된 가스는 환불되지 않습니다.

배포 후 스마트 계약 코드를 수정할 수 있나요? 일반적으로 스마트 계약 코드는 일단 배포되면 변경할 수 없습니다. 개발자는 프록시 패턴이나 업그레이드 가능한 계약 아키텍처를 사용하여 변경 사항을 시뮬레이션합니다. 이러한 설계는 로직을 스토리지와 분리하므로 기존 데이터를 보존하면서 새로운 구현을 참조할 수 있습니다.

외부 데이터 소스는 스마트 계약과 어떻게 상호 작용합니까? 스마트 계약은 오프체인 데이터에 직접 접근할 수 없습니다. 오라클은 중개자 역할을 하며 외부 API에서 정보를 가져와 트랜잭션을 통해 온체인으로 제출합니다. Chainlink와 같은 신뢰할 수 있는 오라클 네트워크는 가격 정보, 일기 예보 등에 대한 변조 방지 데이터 피드를 제공합니다.

가스 가격이 법정화폐가 아닌 암호화폐로 책정되는 이유는 무엇입니까? 기본 토큰의 가스 가격은 네트워크 내 인센티브를 조정합니다. 채굴자나 검증자는 계산 비용을 측정하는 데 사용된 것과 동일한 통화로 보상을 받아 자립형 경제를 창출합니다. 법정화폐 가치의 변동은 시장 역학에 흡수되어 리소스 사용 측면에서 운영 비용을 예측 가능하게 유지합니다.