確定性智能合約和非確定性智能合約有什麼區別？

區塊鏈系統中的確定性智能合約

1. 確定性智能合約在給定相同輸入時總是產生相同的輸出，無論執行它們的節點或執行時間如何。這種一致性對於維持去中心化網絡的共識至關重要。

2. 確定性合約中的每項操作都必須是可預測的，並且不受外部隨機性的影響，除非隨機性是安全來源且可在鏈上驗證的。這包括算術運算、從區塊鏈狀態檢索數據以及條件邏輯。

3. 由於所有節點在運行合約後必須得出相同的結論，因此任何非確定性行為（例如依賴本地時間戳、隨機數生成器或網絡調用）都可能破壞共識並導致鏈分叉。

4.以太坊虛擬機 (EVM) 通過限制對不可預測的系統資源的訪問並確保操作碼在各個實現中行為一致來強制執行確定性。

5. 編寫確定性合約的開發人員必須避免鏈下數據依賴，除非通過提供一致、帶時間戳和防篡改輸入的可信預言機進行調解。

非確定性因素及其風險

1. 即使輸入相同，非確定性智能合約在執行時也可能會產生不同的結果，這通常是由於依賴可變的外部條件，如當前時間、隨機種子或可變的鏈下數據源。

2. 當合約從不安全的 API 獲取未經加密驗證的數據時，不同的節點可能在不同的時間收到不同的值，從而導致不同的狀態。

3. 不小心使用 block.timestamp 會引入微妙的非確定性；雖然它是區塊頭的一部分，因此得到了共識，但礦工的操縱會帶來時間相關邏輯的不確定性。

4.鏈下或通過內部變量（例如 Gas 使用量）生成的隨機性本質上是不安全的，如果用於關鍵決策（例如彩票中獎者或 NFT 鑄造訂單），則會導致可利用的漏洞。

5. 某些區塊鏈環境允許特定用例的概率結果，但這些結果通常位於使用提交-顯示方案或可驗證延遲函數 (VDF) 的確定性核心之上，以保持整體網絡完整性。

確保執行一致性的設計模式

1. 維持確定性的一種有效方法是使用 Chainlink 等預言機網絡，它在鏈外聚合數據並在鏈上對結果進行後簽名、驗證，確保所有節點讀取相同的值。

2. 提交-揭示機制允許參與者先提交加密選擇，然後再揭示它們，防止搶先交易並確保公平性，而不會引入運行時的不可預測性。

3. 狀態通道和第 2 層解決方案通常在鏈外執行邏輯，但在確定性基礎層上確定最終結果，從而在提高效率的同時保持安全性。

4.形式驗證工具分析合約字節碼，以證明確定性、不存在重入性以及部署前正確的狀態轉換等屬性。

5. 事件驅動架構（其中合約發出事件而不是立即進行不可逆轉的更改）有助於將操作與副作用分離，從而減少不一致行為的表面。

常見問題解答

是什麼使得智能合約功能具有非確定性？當函數依賴於在所有驗證節點上全局不一致的輸入或環境變量時，該函數將變得不確定——示例包括易失性鏈外 API、未初始化的內存或未錨定在區塊鏈狀態中的熵源。

區塊哈希可以安全地用於智能合約中的隨機性嗎？區塊哈希只能作為未來區塊的熵源；嘗試使用當前塊的哈希會引入可預測性，因為礦工控制塊內容。即便如此，它們提供的熵也有限，並且很容易在低風險環境中受到操縱。

神諭如何促進決定論？預言機充當區塊鍊和外部系統之間的橋樑，以加密保護並統一記錄在鏈上的方式傳遞數據。通過標準化外部信息進入系統的方式，它們可以防止合同執行期間出現差異。

為什麼決定論對於區塊鏈共識至關重要？共識要求每個節點獨立驗證交易並達到完全相同的更新狀態。如果允許合約執行出現分歧，節點就會對賬本的有效性產生分歧，從而破壞去信任的協調並可能導致網絡分裂。