确定性智能合约和非确定性智能合约有什么区别？

区块链系统中的确定性智能合约

1. 确定性智能合约在给定相同输入时总是产生相同的输出，无论执行它们的节点或执行时间如何。这种一致性对于维持去中心化网络的共识至关重要。

2. 确定性合约中的每项操作都必须是可预测的，并且不受外部随机性的影响，除非随机性是安全来源且可在链上验证的。这包括算术运算、从区块链状态检索数据以及条件逻辑。

3. 由于所有节点在运行合约后必须得出相同的结论，因此任何非确定性行为（例如依赖本地时间戳、随机数生成器或网络调用）都可能破坏共识并导致链分叉。

4.以太坊虚拟机 (EVM) 通过限制对不可预测的系统资源的访问并确保操作码在各个实现中行为一致来强制执行确定性。

5. 编写确定性合约的开发人员必须避免链下数据依赖，除非通过提供一致、带时间戳和防篡改输入的可信预言机进行调解。

非确定性因素及其风险

1. 即使输入相同，非确定性智能合约在执行时也可能会产生不同的结果，这通常是由于依赖可变的外部条件，如当前时间、随机种子或可变的链下数据源。

2. 当合约从不安全的 API 获取未经加密验证的数据时，不同的节点可能在不同的时间收到不同的值，从而导致不同的状态。

3. 不小心使用 block.timestamp 会引入微妙的非确定性；虽然它是区块头的一部分，因此得到了共识，但矿工的操纵会带来时间相关逻辑的不确定性。

4.链下或通过内部变量（例如 Gas 使用量）生成的随机性本质上是不安全的，如果用于关键决策（例如彩票中奖者或 NFT 铸造订单），则会导致可利用的漏洞。

5. 某些区块链环境允许特定用例的概率结果，但这些结果通常位于使用提交-显示方案或可验证延迟函数 (VDF) 的确定性核心之上，以保持整体网络完整性。

确保执行一致性的设计模式

1. 维持确定性的一种有效方法是使用 Chainlink 等预言机网络，它在链外聚合数据并在链上对结果进行后签名、验证，确保所有节点读取相同的值。

2. 提交-揭示机制允许参与者先提交加密选择，然后再揭示它们，防止抢先交易并确保公平性，而不会引入运行时的不可预测性。

3. 状态通道和第 2 层解决方案通常在链外执行逻辑，但在确定性基础层上确定最终结果，从而在提高效率的同时保持安全性。

4.形式验证工具分析合约字节码，以证明确定性、不存在重入性以及部署前正确的状态转换等属性。

5. 事件驱动架构（其中合约发出事件而不是立即进行不可逆转的更改）有助于将操作与副作用分离，从而减少不一致行为的表面。

常见问题解答

是什么使得智能合约功能具有非确定性？当函数依赖于在所有验证节点上全局不一致的输入或环境变量时，该函数将变得不确定——示例包括易失性链外 API、未初始化的内存或未锚定在区块链状态中的熵源。

区块哈希可以安全地用于智能合约中的随机性吗？区块哈希只能作为未来区块的熵源；尝试使用当前块的哈希会引入可预测性，因为矿工控制块内容。即便如此，它们提供的熵也有限，并且很容易在低风险环境中受到操纵。

神谕如何促进决定论？预言机充当区块链和外部系统之间的桥梁，以加密保护并统一记录在链上的方式传递数据。通过标准化外部信息进入系统的方式，它们可以防止合同执行期间出现差异。

为什么决定论对于区块链共识至关重要？共识要求每个节点独立验证交易并达到完全相同的更新状态。如果允许合约执行出现分歧，节点就会对账本的有效性产生分歧，从而破坏去信任的协调并可能导致网络分裂。