قراردادهای هوشمند اتریوم

در دنیای دیجیتال امروز نیاز به توافقات شفاف امن و بدون نیاز به واسطه بیش از پیش احساس می شود. قراردادهای سنتی با تمام مزایایشان اغلب زمان بر پرهزینه و مستعد بروز اختلاف هستند. ظهور فناوری بلاک چین به ویژه پلتفرم قدرتمند اتریوم راهکاری نوین ارائه داده است: قراردادهای هوشمند. این کد های خوداجرا بر بستر بلاک چین اتریوم انقلابی در نحوه انجام معاملات و توافقات ایجاد کرده اند. از امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) گرفته تا مدیریت زنجیره تامین و ساخت اپلیکیشن های نوآورانه قراردادهای هوشمند اتریوم نقش محوری ایفا می کنند. درک عمیق این فناوری نحوه کارکرد آن و پتانسیل های بی شمارش برای هر فردی که به آینده دیجیتال و اقتصاد غیرمتمرکز علاقه مند است ضروری است. این مقاله به شما کمک می کند تا از مبانی اتریوم و قراردادهای هوشمند آن آگاه شوید و با جنبه های مختلف این فناوری پیشرو آشنا گردید.

معرفی اتریوم

اتریوم پس از بیت کوین به عنوان دومین پلتفرم بزرگ بلاک چین و ارز دیجیتال شناخته می شود. اما تفاوت کلیدی اتریوم در هدف اصلی آن نهفته است؛ در حالی که بیت کوین عمدتاً به عنوان یک سیستم پول الکترونیکی همتا به همتا طراحی شد اتریوم با دیدگاهی فراتر برای ایجاد بستری برای قراردادهای هوشمند و اپلیکیشن های غیرمتمرکز (dApps) متولد شد. این پلتفرم در سال 2013 توسط ویتالیک بوترین معرفی و در سال 2015 راه اندازی شد. اتریوم یک دفتر کل توزیع شده است که امکان اجرای کد برنامه ها را فراهم می آورد و به کاربران اجازه می دهد بدون نیاز به نهاد مرکزی با یکدیگر تعاملات پیچیده تر از صرفاً انتقال ارزش داشته باشند. ارز بومی این شبکه اتر (ETH) نام دارد که نه تنها برای انتقال ارزش بلکه به عنوان ‘گس’ برای پرداخت هزینه اجرای تراکنش ها و قراردادهای هوشمند در شبکه به کار می رود. این ویژگی اتریوم را به یک اکوسیستم پویا برای توسعه دهندگان و کاربران تبدیل کرده است.

ویژگی های اتریوم شبکه ای شگفت انگیز

شبکه اتریوم مجموعه ای از ویژگی های منحصر به فرد دارد که آن را از بسیاری از بلاک چین های دیگر متمایز می کند و بستر مناسبی برای قراردادهای هوشمند فراهم می آورد. اولین و شاید مهم ترین ویژگی قابلیت اجرای قراردادهای هوشمند پیچیده است که به لطف ماشین مجازی اتریوم (EVM) و زبان برنامه نویسی تورینگ کامل آن (Solidity) امکان پذیر می شود. این قابلیت توسعه اپلیکیشن های غیرمتمرکز با منطق پیچیده را ممکن ساخته است. اتریوم یک شبکه غیرمتمرکز است به این معنی که هیچ نهاد یا سرور مرکزی کنترل آن را در دست ندارد و تراکنش ها و وضعیت قراردادها در هزاران گره در سراسر جهان توزیع شده اند. این توزیع پذیری امنیت و مقاومت در برابر سانسور را تضمین می کند. شفافیت نیز یکی دیگر از ویژگی های کلیدی است؛ تمام تراکنش ها و اجرای قراردادهای هوشمند در بلاک چین عمومی ثبت می شوند و برای همه قابل مشاهده هستند. اتریوم همچنین دارای یک جامعه توسعه دهنده بسیار بزرگ و فعال است که به طور مداوم در حال بهبود پروتکل و ساخت ابزارهای جدید هستند که این خود به رشد اکوسیستم و نوآوری در فضای غیرمتمرکز کمک شایانی می کند. تغییر از الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) در آپدیت مرج (Merge) مقیاس پذیری مصرف انرژی و سرعت تراکنش ها را بهبود بخشیده و در آینده نیز با پیاده سازی شاردینگ (Sharding) این بهبودها ادامه خواهد یافت.

قرارداد هوشمند Smart Contract

قرارداد هوشمند را می توان به عنوان یک برنامه کامپیوتری تعریف کرد که به صورت خودکار شرایط و ضوابط یک توافق را اجرا می کند. این قراردادها بر روی بلاک چین ذخیره می شوند و در صورت برآورده شدن شرایط از پیش تعیین شده اقدامات مشخصی را انجام می دهند. عبارت ‘هوشمند’ در اینجا به قابلیت خوداجرایی و اتوماسیون اشاره دارد نه به هوش مصنوعی. عملکرد اصلی قرارداد هوشمند بر پایه منطق ‘اگر-آنگاه’ (if-then) است: اگر شرایط X برآورده شود آنگاه اقدام Y به صورت خودکار انجام خواهد شد. این کد جایگزین واسطه های انسانی در فرآیند اجرای قرارداد می شود و نیاز به اعتماد بین طرفین را کاهش می دهد زیرا اجرای قرارداد توسط کدی شفاف و غیرقابل تغییر در بلاک چین تضمین می شود. برخلاف قراردادهای سنتی که اسناد حقوقی هستند و توسط سیستم قضایی اجرا می شوند قراردادهای هوشمند به صورت کد نوشته شده و اجرای آن ها توسط شبکه بلاک چین صورت می گیرد. این فناوری امکان اتوماسیون فرآیندهای پیچیده و کاهش هزینه ها و زمان مربوط به قراردادهای سنتی را فراهم می آورد و کاربردهای گسترده ای در حوزه های مختلف پیدا کرده است.

تاریخچه پیدایش قرارداد هوشمند

مفهوم قرارداد هوشمند برای اولین بار توسط دانشمند کامپیوتر و رمزنگار برجسته نیک سابو (Nick Szabo) در دهه 1990 مطرح شد. او این ایده را به عنوان راهی برای خودکارسازی اجرای قراردادها و افزایش امنیت و کاهش نیاز به واسطه ها توصیف کرد. مثال معروف او برای توضیح این ایده دستگاه فروش اتوماتیک (وندینگ ماشین) بود؛ در این دستگاه با وارد کردن مبلغ مشخص (شرط) و انتخاب کالا (اقدام) دستگاه به صورت خودکار کالای مورد نظر را تحویل می دهد و نیاز به فروشنده انسانی از بین می رود. سابو این ایده را به دنیای دیجیتال گسترش داد جایی که کد کامپیوتر می توانست اجرای شرایط قراردادها را تضمین کند. با این حال این مفهوم تا زمان ظهور فناوری بلاک چین به صورت گسترده عملی نشد. بلاک چین به ویژه با ویژگی هایی مانند توزیع پذیری شفافیت و تغییرناپذیری بستر ایده آلی را برای پیاده سازی قراردادهای هوشمند فراهم کرد. بیت کوین اولین بلاک چین موفق از نوعی قرارداد هوشمند ابتدایی برای مدیریت تراکنش های خود استفاده می کرد (مانند نیاز به امضای دیجیتال برای خرج کردن بیت کوین). اما اتریوم با ارائه یک ماشین مجازی تورینگ کامل و زبان برنامه نویسی اختصاصی قابلیت های قرارداد هوشمند را به سطح کاملاً جدیدی ارتقا داد و امکان ایجاد برنامه های غیرمتمرکز و توافقات پیچیده تر را فراهم ساخت.

چرا بهتر است از قرارداد هوشمند اتریوم استفاده کنیم؟

انتخاب اتریوم به عنوان بستر پیاده سازی قراردادهای هوشمند مزایای قابل توجهی دارد که آن را به محبوب ترین پلتفرم در این زمینه تبدیل کرده است. اولاً اتریوم دارای بزرگترین و فعال ترین اکوسیستم در فضای بلاک چین است. این به معنای دسترسی به تعداد زیادی توسعه دهنده ابزارها فریم ورک ها و بهترین شیوه های توسعه است که فرآیند ساخت و استقرار قراردادهای هوشمند را تسهیل می کند. همچنین جامعه کاربری وسیع اتریوم پذیرش و استفاده از اپلیکیشن های مبتنی بر قراردادهای هوشمند را افزایش می دهد. دوماً ماشین مجازی اتریوم (EVM) و زبان برنامه نویسی سالیدیتی (Solidity) که تورینگ کامل است انعطاف پذیری بی نظیری را برای توسعه دهندگان فراهم می آورند و به آن ها امکان می دهند هرگونه منطق قراردادی را که تصور می کنند کدنویسی کنند. این در تضاد با بلاک چین های اولیه مانند بیت کوین است که قابلیت های قرارداد هوشمند بسیار محدودی داشتند. سوماً با گذار اتریوم به اثبات سهام و برنامه های آینده برای افزایش مقیاس پذیری (مانند شاردینگ) این شبکه در حال رفع برخی از چالش های اصلی خود مانند هزینه های بالای گس و سرعت پایین تراکنش ها است که این موضوع اتریوم را برای کاربردهای گسترده تر جذاب تر می کند. در نهایت شهرت و اعتبار اتریوم در فضای بلاک چین اعتماد بیشتری را برای کاربران و کسب وکارها در استفاده از قراردادهای هوشمند آن ایجاد می کند.

مراحل اجرای قراردادهای هوشمند اتریوم

اجرای یک قرارداد هوشمند در شبکه اتریوم شامل چندین مرحله کلیدی است که از زمان استقرار آن بر روی بلاک چین آغاز می شود. پس از اینکه کد قرارداد هوشمند توسط توسعه دهنده نوشته کامپایل و بر روی شبکه اتریوم مستقر شد این کد و وضعیت اولیه آن در بلاک چین ذخیره می گردد و یک آدرس منحصربه فرد به آن اختصاص می یابد. قرارداد هوشمند در این مرحله ‘خاموش’ است و تنها زمانی ‘اجرا’ می شود که یک تراکنش خاص به آدرس آن ارسال شود. این تراکنش می تواند شامل ارسال اتر به قرارداد فراخوانی یکی از توابع تعریف شده در کد قرارداد یا ارسال داده های خاصی باشد که شرایط اجرای بخشی از قرارداد را فعال می کند. هنگامی که یک تراکنش به قرارداد ارسال می شود ماشین مجازی اتریوم (EVM) در گره های شبکه کد قرارداد را با استفاده از داده های ورودی تراکنش و وضعیت فعلی قرارداد اجرا می کند. اجرای کد می تواند وضعیت قرارداد را تغییر دهد (مثلاً موجودی یک توکن را به روز کند یا رکوردی را اضافه کند) و ممکن است تراکنش های دیگری را نیز آغاز کند. تمام گره های شبکه این اجرا را به صورت مستقل تکرار می کنند تا از صحت نتیجه اطمینان حاصل شود. برای اجرای این کد و انجام محاسبات توسط گره ها فرستنده تراکنش باید ‘گس’ کافی بپردازد. پس از اجرای موفقیت آمیز و توافق گره ها بر روی نتیجه تغییرات وضعیت قرارداد و نتیجه تراکنش در یک بلاک جدید ثبت و به بلاک چین اضافه می شود و قرارداد تا فراخوانی بعدی در انتظار می ماند.

ماشین مجازی اتریوم EVM

ماشین مجازی اتریوم (Ethereum Virtual Machine) که به اختصار EVM نامیده می شود قلب تپنده شبکه اتریوم و محیط اجرایی است که قراردادهای هوشمند در آن زندگی می کنند و اجرا می شوند. EVM را می توان به عنوان یک کامپیوتر توزیع شده جهانی تصور کرد که بر روی هزاران گره (Node) در سراسر شبکه اتریوم در حال اجراست. وظیفه اصلی EVM اجرای بایت کد (bytecode) قراردادهای هوشمند است که از کامپایل شدن کد منبع (مانند سالیدیتی) به دست می آید. هر گره اتریوم دارای یک نمونه از EVM است و هنگام پردازش یک بلاک جدید تمام تراکنش های موجود در آن بلاک را که شامل فراخوانی قراردادهای هوشمند هستند در EVM خود اجرا می کند. این اجرای تکراری و مستقل در هر گره تضمین می کند که همه شرکت کنندگان در شبکه به یک وضعیت (State) یکسان از بلاک چین و قراردادها دست می یابند که این اساس امنیت و غیرمتمرکز بودن اتریوم است. EVM یک محیط ایزوله و امن را برای اجرای کد قرارداد فراهم می کند به این معنی که قراردادها نمی توانند به طور مستقیم به سیستم فایل یا منابع خارج از شبکه دسترسی داشته باشند مگر از طریق مکانیزم های خاص مانند اوراکل ها. این ایزوله سازی از آسیب دیدن شبکه توسط کدهای مخرب جلوگیری می کند. به دلیل ویژگی تورینگ کامل بودن EVM قادر به اجرای هرگونه منطق محاسباتی است که با منابع کافی قابل حل باشد.

نحوه کار کرد ماشین مجازی اتریوم

نحوه کارکرد ماشین مجازی اتریوم (EVM) بر اساس مدل ‘ماشین حالت’ (State Machine) است. بلاک چین اتریوم در هر لحظه دارای یک ‘حالت جهانی’ (Global State) است که شامل تمام حساب ها موجودی ها و وضعیت قراردادهای هوشمند است. وقتی یک تراکنش حاوی فراخوانی یک قرارداد هوشمند به شبکه ارسال می شود این تراکنش توسط گره ها دریافت شده و به EVM فرستاده می شود. EVM با استفاده از وضعیت فعلی بلاک چین و داده های تراکنش کد بایت کد قرارداد هوشمند را مرحله به مرحله اجرا می کند. هر عملیات (opcode) در بایت کد هزینه ای بر حسب واحد ‘گس’ دارد. EVM این دستورالعمل ها را به ترتیب اجرا کرده و وضعیت داخلی خود (مانند پشته حافظه و فضای ذخیره سازی قرارداد) را بر اساس منطق کد و ورودی ها تغییر می دهد. اگر اجرای کد منجر به تغییر در وضعیت حساب ها یا قراردادها شود EVM این تغییرات را در قالب یک ‘تغییر حالت’ (State Transition) تولید می کند. این تغییر حالت توسط گره ها تایید شده و در نهایت به وضعیت جهانی بلاک چین اعمال می شود زمانی که بلاک حاوی تراکنش استخراج (در PoW قدیمی) یا تایید (در PoS جدید) شود. اگر در طول اجرا گس تخصیص یافته به تراکنش تمام شود اجرا متوقف شده و تمام تغییرات حالت ایجاد شده در آن تراکنش بازگردانده می شوند (rollback) اما گس مصرف شده همچنان از فرستنده کسر می شود.

ارتباط گس Gas با ماشین مجازی اتریوم

گس (Gas) و ماشین مجازی اتریوم (EVM) ارتباطی حیاتی و جدایی ناپذیر دارند. گس واحد اندازه گیری ‘کار محاسباتی’ مورد نیاز برای اجرای عملیات در EVM است. هر دستورالعمل (opcode) که EVM اجرا می کند مقدار مشخصی گس مصرف می کند. هدف اصلی مکانیسم گس جلوگیری از حملات DoS (انکار سرویس) و اجرای کدهای بی نهایت (Infinite Loops) در شبکه است. بدون گس یک مهاجم می توانست با ارسال تراکنش هایی که کدهای پیچیده یا حلقه های بی نهایت را در EVM اجرا می کنند شبکه را فلج کند. با اجباری کردن پرداخت گس برای هر عملیات هزینه اجرای کد مستقیماً با پیچیدگی و زمان اجرای آن مرتبط می شود. این هزینه بر حسب گس اندازه گیری شده و سپس با استفاده از ‘قیمت گس’ (Gas Price) که توسط بازار تعیین می شود به اتر تبدیل می گردد و توسط فرستنده تراکنش به ماینرها یا اعتبارسنج ها پرداخت می شود. این پرداخت انگیزه ای برای گره ها فراهم می کند تا تراکنش ها را پردازش کرده و امنیت شبکه را تامین کنند. محدودیت گس (Gas Limit) که فرستنده برای هر تراکنش تعیین می کند حداکثر مقدار گسی است که مایل است برای اجرای آن تراکنش بپردازد. اگر اجرای تراکنش قبل از رسیدن به حد گس تکمیل شود گس باقی مانده به فرستنده بازگردانده می شود. اما اگر گس قبل از اتمام اجرا تمام شود تراکنش ناموفق خواهد بود.

زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند اتریوم

زبان برنامه نویسی اصلی و پرکاربرد برای نوشتن قراردادهای هوشمند بر روی اتریوم سالیدیتی (Solidity) نام دارد. این زبان در سال 2014 توسط توسعه دهندگان اتریوم ایجاد شد و به طور خاص برای هدف نوشتن قراردادهای هوشمند بر روی ماشین مجازی اتریوم (EVM) طراحی شده است. سالیدیتی یک زبان برنامه نویسی سطح بالا (high-level) است که سینتکسی شبیه به زبان های محبوب مانند جاوا اسکریپت سی پلاس پلاس و پایتون دارد که این موضوع یادگیری و استفاده از آن را برای برنامه نویسان نسبتاً آسان تر می کند. این زبان تورینگ کامل (Turing Complete) است به این معنی که می تواند هرگونه منطق محاسباتی قابل حل را پیاده سازی کند که این انعطاف پذیری برای توسعه اپلیکیشن های غیرمتمرکز پیچیده ضروری است. کد سالیدیتی پس از نوشته شدن توسط کامپایلر به بایت کد EVM تبدیل می شود که قابل اجرا توسط ماشین مجازی اتریوم است. سالیدیتی از مفاهیم برنامه نویسی شیءگرا مانند کلاس ها وراثت و کتابخانه ها پشتیبانی می کند که سازماندهی و مدیریت کد را بهبود می بخشد. با این حال نوشتن کد امن در سالیدیتی چالش های خاص خود را دارد زیرا قراردادهای هوشمند پس از استقرار معمولاً غیرقابل تغییر هستند و هرگونه باگ امنیتی می تواند منجر به از دست رفتن دارایی ها شود. بنابراین تست و بازبینی دقیق کد سالیدیتی قبل از استقرار بسیار حیاتی است. علاوه بر سالیدیتی زبان های دیگری مانند وایپر (Vyper) نیز برای نوشتن قراردادهای هوشمند اتریوم وجود دارند که با تمرکز بر امنیت و سادگی طراحی شده اند اما سالیدیتی همچنان استاندارد صنعتی محسوب می شود.

کاربرد قرارداد هوشمند اتریوم

قراردادهای هوشمند اتریوم به دلیل انعطاف پذیری و قدرت ماشین مجازی اتریوم (EVM) کاربردهای بسیار گسترده ای در حوزه های مختلف پیدا کرده اند و اساس بسیاری از نوآوری ها در فضای بلاک چین را تشکیل می دهند. این قراردادها امکان اتوماسیون فرآیندها و حذف واسطه ها را در سناریوهای متنوعی فراهم می کنند. یکی از برجسته ترین کاربردهای آن ها در حوزه امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) است جایی که قراردادهای هوشمند عملیات وام دهی وام گیری صرافی های غیرمتمرکز استخرهای نقدینگی و بیمه را بدون نیاز به بانک ها یا موسسات مالی سنتی تسهیل می کنند. در مدیریت زنجیره تامین قراردادهای هوشمند می توانند ردیابی کالاها را شفاف تر کرده و پرداخت ها را به صورت خودکار و مشروط به رسیدن کالا به نقاط مشخصی انجام دهند. همچنین این قراردادها بلوک های سازنده اپلیکیشن های غیرمتمرکز (dApps) هستند که از بازی ها و بازارهای NFT گرفته تا شبکه های اجتماعی و سیستم های مدیریت هویت را شامل می شوند. قراردادهای چند امضایی (Multi-signature) که در آن ها برای انجام یک اقدام (مانند انتقال وجه) نیاز به تایید چندین نفر است نمونه ساده ای از کاربرد قرارداد هوشمند است. کاربردهای دیگر شامل سیستم های رای گیری شفاف مدیریت حقوق دیجیتال سیستم های بیمه پارامتریک (که پرداخت را بر اساس داده های خارجی مانند آب و هوا انجام می دهند) و حتی سیستم های حکمرانی غیرمتمرکز (DAO) است که در آن ها قوانین سازمان در کد قراردادهای هوشمند نوشته شده اند.

امور مالی غیرمتمرکز دیفای

امور مالی غیرمتمرکز یا دیفای (DeFi) یکی از مهم ترین و تاثیرگذارترین کاربردهای قراردادهای هوشمند اتریوم است. دیفای به مجموعه ای از پروتکل ها و اپلیکیشن های مالی اشاره دارد که بر روی بلاک چین های عمومی عمدتاً اتریوم ساخته شده اند و خدمات مالی سنتی مانند وام دهی وام گیری معامله بیمه و مدیریت دارایی را به صورت غیرمتمرکز و بدون نیاز به واسطه های سنتی مانند بانک ها ارائه می دهند. قراردادهای هوشمند در قلب اکوسیستم دیفای قرار دارند. آن ها منطق اصلی پشت این پروتکل ها را کدگذاری می کنند؛ به عنوان مثال نرخ بهره وام ها شرایط بازپرداخت نحوه وثیقه گذاری و انحلال (liquidation) دارایی ها در قراردادهای هوشمند نوشته شده اند. هنگامی که کاربران با یک پروتکل دیفای تعامل می کنند (مثلاً با سپرده گذاری دارایی در یک استخر وام دهی یا انجام یک معامله در یک صرافی غیرمتمرکز) در واقع با یک یا چند قرارداد هوشمند در حال تعامل هستند. اجرای این قراردادها به صورت خودکار و شفاف بر روی بلاک چین انجام می شود و نیازی به دخالت انسان یا نهاد مرکزی نیست. این اتوماسیون و شفافیت اعتمادپذیری سیستم های دیفای را افزایش می دهد و امکان دسترسی به خدمات مالی را برای هر کسی با اتصال به اینترنت فراهم می کند بدون توجه به موقعیت جغرافیایی یا وضعیت اقتصادی.

مدیریت زنجیره تأمین

قراردادهای هوشمند اتریوم پتانسیل قابل توجهی برای بهبود کارایی و شفافیت در مدیریت زنجیره تامین دارند. در زنجیره تامین سنتی ردیابی کالاها تایید اصالت و انجام پرداخت ها اغلب شامل فرآیندهای کاغذی و دخالت چندین واسطه است که می تواند منجر به کندی خطا و عدم شفافیت شود. با استفاده از قراردادهای هوشمند می توان بخش های مختلفی از این فرآیند را خودکار و شفاف کرد. به عنوان مثال یک قرارداد هوشمند می تواند طوری برنامه ریزی شود که پس از ثبت تاییدیه رسیدن یک محموله به نقطه ای مشخص در بلاک چین (که می تواند توسط اوراکل ها یا طرفین مجاز ثبت شود) پرداخت به تامین کننده به صورت خودکار آزاد شود. یا می توان از قراردادهای هوشمند برای ردیابی مالکیت یک کالا در طول زنجیره تامین استفاده کرد؛ هر بار که کالا دست به دست می شود این انتقال مالکیت در بلاک چین ثبت شده و وضعیت قرارداد هوشمند مربوطه به روز می شود. این کار شفافیت بی سابقه ای ایجاد می کند و امکان تقلب یا دستکاری در اطلاعات را به شدت کاهش می دهد. علاوه بر این قراردادهای هوشمند می توانند برای مدیریت موجودی ردیابی گارانتی محصولات و حتی خودکارسازی فرآیندهای بازگشت کالا بر اساس شرایط از پیش تعیین شده استفاده شوند. این کاربردها به کاهش هزینه ها افزایش سرعت و بهبود اعتماد بین طرفین درگیر در زنجیره تامین کمک می کند.

ساخت اپلیکیشن غیر متمرکز

یکی از اصلی ترین کاربردهای قراردادهای هوشمند اتریوم امکان ساخت اپلیکیشن های غیرمتمرکز یا dApps (Decentralized Applications) است. برخلاف اپلیکیشن های سنتی که بر روی سرورهای متمرکز اجرا می شوند و توسط یک نهاد واحد کنترل می گردند dApps بر روی یک شبکه بلاک چین غیرمتمرکز مانند اتریوم اجرا می شوند و از قراردادهای هوشمند برای پیاده سازی منطق اصلی و مدیریت داده ها استفاده می کنند. این به این معنی است که هیچ نقطه شکست واحدی وجود ندارد و اپلیکیشن در برابر سانسور و خاموش شدن توسط یک نهاد مرکزی مقاوم است. قراردادهای هوشمند بک اند (backend) اصلی بسیاری از dApps را تشکیل می دهند؛ آن ها قوانین اپلیکیشن نحوه تعامل کاربران با یکدیگر و نحوه مدیریت داده ها یا دارایی های دیجیتال را تعریف می کنند. برای مثال در یک بازی غیرمتمرکز مبتنی بر اتریوم قرارداد هوشمند می تواند مالکیت آیتم های درون بازی (مانند NFTها) قوانین بازی و نحوه توزیع پاداش ها را مدیریت کند. در یک شبکه اجتماعی غیرمتمرکز قرارداد هوشمند می تواند نحوه ثبت پست ها مدیریت هویت کاربران و مکانیسم های رای گیری یا تعدیل محتوا را تعیین کند. توسعه دهندگان با استفاده از زبان هایی مانند سالیدیتی قراردادهای هوشمند مورد نیاز را می نویسند و آن ها را بر روی EVM مستقر می کنند. سپس رابط کاربری فرانت اند (frontend) اپلیکیشن به این قراردادها متصل می شود تا کاربران بتوانند با آن ها تعامل داشته باشند. این مدل توسعه امکان ایجاد اپلیکیشن های نوآورانه را در حوزه های مختلف فراهم کرده است که کنترل و مالکیت داده ها را به کاربران باز می گرداند.

ساخت قرارداد هوشمند اتریوم

ساخت و توسعه یک قرارداد هوشمند بر روی شبکه اتریوم فرآیندی است که عمدتاً توسط توسعه دهندگان بلاک چین انجام می شود. این فرآیند با نوشتن کد منبع قرارداد آغاز می شود که معمولاً با استفاده از زبان سالیدیتی (Solidity) صورت می گیرد هرچند زبان های دیگری مانند وایپر (Vyper) نیز قابل استفاده هستند. توسعه دهنده منطق قرارداد شامل متغیرها توابع و شرایط اجرای خودکار را در این کد پیاده سازی می کند. پس از نوشتن کد مرحله کامپایل کردن آن انجام می شود. کامپایلر سالیدیتی (مانند کامپایلر موجود در محیط توسعه Remix) کد منبع سالیدیتی را به بایت کد EVM تبدیل می کند که فرمتی قابل فهم برای ماشین مجازی اتریوم است. علاوه بر بایت کد کامپایلر یک رابط کاربری برنامه کاربردی (ABI – Application Binary Interface) نیز تولید می کند که نحوه تعامل برنامه های خارجی (مانان کیف پول ها یا واسط های کاربری وب) با توابع قرارداد را مشخص می کند. قبل از استقرار نهایی تست و بازبینی دقیق کد بسیار حیاتی است. توسعه دهندگان از ابزارها و چارچوب های تست مختلفی (مانند Truffle یا Hardhat) برای شبیه سازی اجرای قرارداد و شناسایی باگ ها یا آسیب پذیری های احتمالی استفاده می کنند. به دلیل غیرقابل تغییر بودن قراردادها پس از استقرار هرگونه اشتباه در کد می تواند عواقب جدی داشته باشد از جمله از دست رفتن دارایی ها یا قفل شدن قرارداد. پس از اطمینان از صحت کد قرارداد آماده استقرار بر روی شبکه اتریوم می شود.

مراحل ارسال و راه اندازی یک قرارداد هوشمند در اتریوم

راه اندازی یا استقرار یک قرارداد هوشمند در شبکه اتریوم در واقع یک نوع تراکنش ویژه است که بایت کد کامپایل شده قرارداد را به بلاک چین ارسال می کند. این فرآیند شامل چندین مرحله فنی است. ابتدا توسعه دهنده یا شخصی که مسئول استقرار است باید بایت کد کامپایل شده قرارداد را در اختیار داشته باشد. این بایت کد از مرحله کامپایل کد منبع (مانند سالیدیتی) به دست آمده است. سپس یک تراکنش جدید ایجاد می شود. برخلاف تراکنش های معمولی که اتر را از یک آدرس به آدرس دیگر ارسال می کنند تراکنش استقرار قرارداد هوشمند به یک آدرس خاص و خالی (معمولاً آدرس صفر) ارسال می شود و فیلد داده (data field) این تراکنش حاوی بایت کد قرارداد است. فرستنده تراکنش باید مقدار کافی اتر برای پرداخت هزینه گس مورد نیاز برای اجرای عملیات استقرار را در حساب خود داشته باشد. هزینه گس برای استقرار قرارداد معمولاً بیشتر از یک تراکنش ساده انتقال اتر است زیرا شامل ذخیره سازی کد قرارداد در بلاک چین است. تراکنش استقرار امضا شده و به شبکه اتریوم ارسال می شود. گره های شبکه این تراکنش را دریافت کرده و آن را برای قرار گرفتن در یک بلاک جدید در صف قرار می دهند. هنگامی که یک ماینر (در PoW) یا اعتبارسنج (در PoS) تراکنش استقرار را در یک بلاک جای داده و آن بلاک تایید می شود ماشین مجازی اتریوم (EVM) بایت کد را اجرا کرده و قرارداد هوشمند جدیدی را در بلاک چین ایجاد می کند. یک آدرس منحصربه فرد به این قرارداد جدید اختصاص داده می شود که از آن پس می توان از این آدرس برای تعامل با قرارداد و فراخوانی توابع آن استفاده کرد. وضعیت اولیه قرارداد نیز در این مرحله در بلاک چین ذخیره می شود.

مزایای ایجاد قرارداد هوشمند اتریوم

ایجاد و استفاده از قراردادهای هوشمند بر روی پلتفرم اتریوم مزایای قابل توجهی را به همراه دارد که آن ها را به ابزاری قدرتمند در دنیای دیجیتال تبدیل کرده است. اولین مزیت اتوماسیون است. قراردادهای هوشمند پس از استقرار به صورت خودکار و بدون نیاز به دخالت انسانی اجرا می شوند به محض اینکه شرایط از پیش تعیین شده برآورده شوند. این امر سرعت فرآیندها را افزایش داده و خطای انسانی را کاهش می دهد. دومین مزیت شفافیت و اعتمادپذیری است. کد قرارداد هوشمند بر روی بلاک چین عمومی قابل مشاهده است و نحوه عملکرد آن برای همه مشخص است. اجرای قرارداد نیز در بلاک چین ثبت می شود و قابل ردیابی است. این شفافیت نیاز به اعتماد به یک واسطه مرکزی را از بین می برد زیرا اجرای قرارداد توسط کد و شبکه بلاک چین تضمین می شود. سومین مزیت امنیت است. قراردادهای هوشمند از رمزنگاری قوی بلاک چین استفاده می کنند و پس از استقرار کد آن ها معمولاً غیرقابل تغییر است که این امر دستکاری یا تقلب در شرایط قرارداد را بسیار دشوار می سازد. چهارمین مزیت کارایی و کاهش هزینه است. با حذف واسطه ها هزینه های مربوط به کمیسیون ها کارمزدها و فرآیندهای اداری کاهش می یابد و فرآیندها سریع تر انجام می شوند. پنجمین مزیت دسترس پذیری است. هر کسی با دسترسی به اینترنت می تواند با قراردادهای هوشمند بر روی شبکه اتریوم تعامل داشته باشد که این امر دسترسی به خدمات و توافقات را دموکراتیزه می کند. در نهایت انعطاف پذیری EVM و سالیدیتی امکان پیاده سازی منطق های پیچیده و ایجاد اپلیکیشن های نوآورانه را فراهم می آورد.

معایب ایجاد قرارداد هوشمند اتریوم

در کنار مزایای فراوان قراردادهای هوشمند اتریوم نیز دارای معایب و چالش هایی هستند که باید در نظر گرفته شوند. یکی از مهم ترین معایب غیرقابل تغییر بودن (Immutability) آن ها پس از استقرار است. این ویژگی که از یک جنبه مزیت امنیتی محسوب می شود می تواند در صورت وجود باگ یا خطا در کد قرارداد به یک مشکل جدی تبدیل شود. اگر یک باگ امنیتی در کد وجود داشته باشد مهاجمان می توانند از آن سوءاستفاده کرده و دارایی ها را به سرقت ببرند و از آنجایی که کد قابل تغییر نیست رفع باگ پس از استقرار بسیار دشوار یا غیرممکن است (مگر اینکه مکانیزم های ارتقا در طراحی اولیه قرارداد پیش بینی شده باشند). دومین چالش وابستگی شدید به کیفیت کد است. اجرای قراردادهای هوشمند کاملاً به کدی که در آن ها نوشته شده است وابسته است. اگر کد ناقص مبهم یا دارای خطا باشد ممکن است قرارداد به درستی اجرا نشود یا نتایج غیرمنتظره ای داشته باشد. تضمین صحت و امنیت کد قراردادهای هوشمند نیازمند دانش تخصصی فرآیندهای تست دقیق و در بسیاری موارد بازبینی توسط متخصصان امنیت (Auditing) است که می تواند هزینه بر باشد. هزینه های گس در شبکه اتریوم به خصوص در زمان شلوغی شبکه می تواند بالا باشد و استفاده از قراردادهای هوشمند را برای تراکنش های کوچک یا اپلیکیشن هایی با حجم بالا گران کند اگرچه آپدیت های اخیر و آتی اتریوم در تلاش برای رفع این مشکل هستند. همچنین تعامل قراردادهای هوشمند با دنیای خارج از بلاک چین نیازمند استفاده از اوراکل ها است که خود می تواند نقطه ضعفی باشد اگر اوراکل داده های نادرست یا دستکاری شده ارائه دهد. در نهایت عدم وجود چارچوب حقوقی مشخص برای قراردادهای هوشمند در بسیاری از حوزه های قضایی می تواند ابهامات حقوقی ایجاد کند.

عدم امکان تغییر قرارداد هوشمند اتریوم

یکی از ویژگی های اساسی و در عین حال یکی از معایب اصلی قراردادهای هوشمند اتریوم عدم امکان تغییر یا به روزرسانی آن ها پس از استقرار بر روی بلاک چین است. هنگامی که کد قرارداد هوشمند کامپایل شده و به شبکه ارسال می شود و در یک بلاک ثبت می گردد این کد بخشی از وضعیت بلاک چین می شود و از آنجایی که بلاک چین تغییرناپذیر است کد قرارداد نیز به طور معمول قابل تغییر نیست. این ویژگی از یک طرف امنیت و اعتمادپذیری را افزایش می دهد زیرا کاربران مطمئن هستند که منطق قرارداد پس از استقرار تغییر نخواهد کرد و هیچ نهادی نمی تواند شرایط را به نفع خود دستکاری کند. اما از طرف دیگر اگر پس از استقرار یک باگ امنیتی در کد کشف شود یا اگر نیاز به اضافه کردن قابلیت های جدید یا بهبود عملکرد باشد امکان اصلاح مستقیم کد قرارداد وجود ندارد. در چنین مواردی تنها راه حل معمولاً استقرار یک نسخه جدید و اصلاح شده از قرارداد است و سپس انتقال دارایی ها و کاربران از قرارداد قدیمی به قرارداد جدید (migration) که فرآیندی پیچیده و پرخطر می تواند باشد. توسعه دهندگان برای کاهش این مشکل ممکن است از الگوهای طراحی خاصی مانند قراردادهای پروکسی (Proxy Contracts) استفاده کنند که امکان ارتقا منطق قرارداد را فراهم می کنند اما این الگوها نیز پیچیدگی های خاص خود را دارند و باید با دقت پیاده سازی شوند.

وابستگی به کیفیت کد

عملکرد و امنیت یک قرارداد هوشمند به طور کامل به کیفیت کدی که با آن نوشته شده است وابسته است. این وابستگی شدید به کیفیت کد یکی از معایب مهم قراردادهای هوشمند اتریوم محسوب می شود. برخلاف قراردادهای سنتی که در صورت بروز مشکل یا ابهام می توان به سیستم حقوقی مراجعه کرد در قراردادهای هوشمند ‘کد قانون است’. اگر کدی دارای خطا (باگ) باشد این خطا به صورت خودکار و دقیق توسط EVM اجرا خواهد شد که می تواند منجر به نتایج ناخواسته از دست رفتن دارایی ها یا حتی قفل شدن دائمی قرارداد شود. نوشتن کد قرارداد هوشمند امن و بدون خطا چالش برانگیز است زیرا محیط اجرایی (EVM) و زبان های برنامه نویسی مانند سالیدیتی دارای ویژگی های خاص خود هستند و اشتباهات رایج در برنامه نویسی سنتی می توانند در این محیط عواقب بسیار جدی تری داشته باشند. آسیب پذیری هایی مانند حملات Reentrancy خطاهای سرریز یا زیرریز عدد صحیح (Integer Overflow/Underflow) و مشکلات کنترل دسترسی نمونه هایی از باگ های رایجی هستند که در قراردادهای هوشمند رخ داده اند و منجر به ضررهای مالی هنگفتی شده اند. بنابراین فرآیند توسعه قراردادهای هوشمند باید شامل تست های واحد (Unit Tests) تست های یکپارچه سازی (Integration Tests) و در حالت ایده آل بازبینی امنیتی توسط متخصصان مستقل (Smart Contract Audit) باشد تا ریسک وجود باگ های حیاتی به حداقل برسد. با این حال حتی با این اقدامات تضمین صد در صد عدم وجود باگ در کدهای پیچیده دشوار است.

ابهامات حقوقی در مورد اسمارت کانترکت اتریوم

یکی دیگر از چالش های مهم مرتبط با قراردادهای هوشمند اتریوم ابهامات حقوقی پیرامون وضعیت قانونی و نحوه برخورد با آن ها در سیستم های قضایی سنتی است. از آنجایی که قراردادهای هوشمند کدهای خوداجرا بر روی بلاک چین هستند و نیازی به واسطه یا مداخله انسانی برای اجرا ندارند این سوال پیش می آید که آیا آن ها به عنوان ‘قرارداد’ به معنای سنتی و حقوقی آن شناخته می شوند یا خیر. قوانین قراردادها در بسیاری از کشورها بر پایه مفاهیمی مانند ‘قصد طرفین’ ‘توافق’ ‘اهلیت’ و ‘موضوع قانونی’ استوار است که انطباق آن ها با کدهای کامپیوتری می تواند دشوار باشد. مسائلی مانند صلاحیت قضایی (Jurisdiction) در مورد قراردادهایی که به صورت غیرمتمرکز در سراسر جهان اجرا می شوند نحوه حل و فصل اختلافات (Dispute Resolution) زمانی که اجرای قرارداد کاملاً خودکار و غیرقابل تغییر است و مسئولیت پذیری (Liability) در صورت بروز خطا در کد یا سوءاستفاده هنوز به طور کامل در چارچوب های قانونی موجود مشخص نشده اند. برخی حوزه های قضایی در حال بررسی و تدوین قوانینی برای شناخت و تنظیم قراردادهای هوشمند هستند اما این فرآیند کند است و در سطح جهانی یکنواختی وجود ندارد. این ابهامات حقوقی می تواند پذیرش گسترده قراردادهای هوشمند را توسط کسب وکارها و نهادهای بزرگ که به چارچوب های قانونی مشخص نیاز دارند با چالش مواجه کند و ریسک هایی را برای طرفین قرارداد ایجاد نماید.

برترین پروژه های قرارداد هوشمند اتریوم

پلتفرم اتریوم میزبان تعداد بی شماری پروژه و اپلیکیشن غیرمتمرکز (dApps) است که همگی از قراردادهای هوشمند برای پیاده سازی منطق خود استفاده می کنند. برخی از این پروژه ها به دلیل نوآوری حجم فعالیت و تاثیرگذاری در اکوسیستم اتریوم به شهرت جهانی دست یافته اند و نمونه های برجسته ای از کاربرد قراردادهای هوشمند محسوب می شوند. در حوزه امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) پروژه هایی مانند یونی سواپ (Uniswap) یک صرافی غیرمتمرکز پیشرو برای مبادله توکن ها و میکر دائو (MakerDAO) یک پروتکل وام دهی که استیبل کوین DAI را ایجاد می کند از قراردادهای هوشمند پیچیده برای مدیریت استخرهای نقدینگی معاملات و وام ها استفاده می کنند. کامپوند (Compound) نیز یکی دیگر از پروتکل های وام دهی محبوب است. در فضای توکن های غیرقابل تعویض (NFT) اوپن سی (OpenSea) به عنوان بزرگترین بازار NFT بر بستر اتریوم فعالیت می کند و از قراردادهای هوشمند برای مدیریت فرآیندهای خرید فروش و ضرب (minting) NFT استفاده می نماید. متامسک (MetaMask) هرچند خود یک قرارداد هوشمند نیست اما یک کیف پول و مرورگر وب3 است که به کاربران اجازه می دهد به راحتی با قراردادهای هوشمند و dApps روی اتریوم تعامل داشته باشند و نقش حیاتی در پذیرش اکوسیستم ایفا می کند. بازی هایی مانند اکسی اینفینیتی (Axie Infinity) نیز از قراردادهای هوشمند برای مدیریت آیتم های درون بازی و اقتصاد Play-to-Earn خود بهره می برند. این پروژه ها تنها نمونه های کوچکی از گستردگی و تنوع کاربردهای قراردادهای هوشمند بر روی اتریوم هستند و نشان دهنده پتانسیل عظیم این فناوری در تحول صنایع مختلف می باشند.

آیا قراردادهای هوشمند اتریوم قانونی هستند؟

وضعیت قانونی قراردادهای هوشمند در بسیاری از کشورها هنوز در حال تکامل است و ابهاماتی وجود دارد. برخی حوزه های قضایی در حال تدوین قوانینی برای به رسمیت شناختن آن ها هستند اما پذیرش جهانی و چارچوب های حقوقی مشخص هنوز به طور کامل ایجاد نشده اند.

مشهورترین قراردادهای هوشمند اتریوم کدام اند؟

مشهورترین قراردادهای هوشمند اغلب بخشی از پروژه های بزرگ دیفای و NFT مانند یونی سواپ (Uniswap) میکر دائو (MakerDAO) کامپوند (Compound) و اوپن سی (OpenSea) هستند که منطق اصلی این پلتفرم ها را اجرا می کنند.

آینده قراردادهای هوشمند اتریوم چگونه است؟

آینده قراردادهای هوشمند اتریوم بسیار روشن به نظر می رسد. با بهبود مقیاس پذیری شبکه اتریوم و افزایش پذیرش فناوری بلاک چین انتظار می رود کاربردهای قراردادهای هوشمند در صنایع مختلف از جمله مالی حقوقی مدیریت زنجیره تامین و بازی به طور فزاینده ای گسترش یابد.

چه تعداد قراردادهای هوشمند اتریوم وجود دارد؟

تعداد قراردادهای هوشمند مستقر شده بر روی شبکه اتریوم میلیون ها مورد است و این تعداد به طور مداوم در حال افزایش است. هر روز قراردادهای جدیدی برای اهداف مختلف توسعه و راه اندازی می شوند.

چه تعداد اتریوم در اسمارت کانتکت قفل شده است؟

مقدار قابل توجهی از اتریوم (ETH) در قراردادهای هوشمند به ویژه در پروتکل های دیفای قفل شده است. این مقدار دائماً در حال نوسان است اما معمولاً شامل میلیاردها دلار ارزش می شود که نشان دهنده نقش محوری اتریوم در اکوسیستم مالی غیرمتمرکز است.

قرارداد هوشمند چه فرقی با قرارداد عادی دارد؟

قرارداد هوشمند کدی است که به صورت خودکار و بدون واسطه بر روی بلاک چین اجرا می شود در حالی که قرارداد عادی سندی حقوقی است که نیاز به واسطه انسانی (مانند وکلا) و سیستم قضایی برای اجرا و حل اختلاف دارد. قرارداد هوشمند شفاف غیرقابل تغییر (معمولاً) و کارآمدتر است.

تورینگ کامل چیست؟

تورینگ کامل به قابلیتی در یک سیستم محاسباتی (مانند ماشین مجازی اتریوم) اشاره دارد که می تواند هرگونه محاسبه ای را که توسط یک ماشین تورینگ قابل حل است انجام دهد. این به معنی توانایی اجرای منطق برنامه نویسی پیچیده و متنوع بدون محدودیت های اساسی است.

اقتصاد اکوسیستم ماشین مجازی اتریوم EVM بر اساس چیست؟

اقتصاد اکوسیستم ماشین مجازی اتریوم (EVM) عمدتاً بر پایه مکانیسم گس (Gas) استوار است. کاربران برای اجرای هر عملیات محاسباتی در EVM (از جمله اجرای قراردادهای هوشمند) باید گس بپردازند که این هزینه با ارز بومی شبکه اتر (ETH) تسویه می شود. این سیستم انگیزه ای برای گره ها (ماینرها/اعتبارسنج ها) فراهم می کند و از سوءاستفاده از منابع شبکه جلوگیری می نماید.

شبکه های سازگار با ماشین مجازی اتریوم کدام اند؟

بسیاری از بلاک چین ها و شبکه های لایه دوم با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار هستند به این معنی که می توانند بایت کد EVM را اجرا کنند و قراردادهای هوشمند اتریوم را بر روی خود میزبانی کنند. از جمله این شبکه ها می توان به بایننس اسمارت چین (BNB Chain) پالیگان (Polygon) آوالانچ (Avalanche C-Chain) فانتوم (Fantom) هارمونی (Harmony) و انواع رول آپ های اتریوم مانند آپتیمیزم (Optimism) و آربیتروم (Arbitrum) اشاره کرد.