这是鼎叔的第一百三十一篇原创文章。行业大牛和刚毕业的小白，都可以进来聊聊。
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继承上文 聊聊以太坊和智能合约 上，我们聊聊以太坊和智能合约发生的著名漏洞，以及对区块链应用行业的一系列反思。
这也是区块链分享文章四部曲的最终章。
对加密货币耗电的反思
对工作量证明最大的质疑是耗电。挖一个比特币的能耗是一千度，前几年比特币的年总收入 60 多亿美金，耗电 150TWE，占全世界耗电量的 0.31%，相当于阿根廷一年的能耗，其利润率能到 57%（还是挺赚钱的）。
而以太坊总耗电量 20TWE，相当于肯尼亚一年的能耗，占全世界耗电量的 0.09%，收入 50 多亿美金，费用是 24 亿美金。每挖一个以太币的耗电是 25 度电，耗电低的原因是出块速度快。但以太币消耗能源还是比信用卡公司高出几个数量级。
但我们再深入想想，加密货币耗电真的就不好么？
世界电能本来就是难以存储的，如果把过剩电能转化为比特币资产，也不失为一种节约。
如果我们采取虚拟挖矿会怎么样？就是把钱投入到加密货币的开发中，配合智能合约，按收入多少来分配收益。
这种方法理论上可行，但是把开发各项工作进行货币化还是很困难的，项目不同阶段的需求权重也不同，开发者也有可能操纵分配规则或者集中抛售，这些都是顾虑点。
权益证明的安全性
权益证明面临内部威胁和外部威胁。
内部验证者利用权益证明中生成区块无需算力成本的特性，同时在多条分叉链上验证区块以获取多重收益。持币大户也可通过垄断投票权修改协议规则，形成利益联盟。
外部攻击者通过购买或租赁代币控制超过 51% 的活跃权益，实现双花或交易回滚，无需长期持有代币。
因此，提高权益证明安全性的方法，就是对作弊的验证者给出处罚，比如没收两边下注者的保证金，对于不投票不作为的人也要进行一定处罚。
验证者要有任期，任期满了以后要过一段检查期后再退还保证金。
智能合约的执行
比如一个拍卖的智能合约，它是被设置成 PAYABLE 的地址，可以接受外部转账。每个参加拍卖的人都会转账定金给这个智能合约并被锁定，拍卖时间结束后价高者得，没有竞拍成功的人会被退还定金。
以太坊的 Solidity 语言是专为智能合约设计的图灵完备编程语言，其核心特点紧密围绕区块链环境的安全性、确定性和资源约束展开，比如原生 Solidity 不支持传统的 try-catch，其错误处理哲学是 “快速失败，状态回滚”。
那么，智能合约遇到程序死循环怎么办？
那就是利用汽油费限制（gas limit），这个是以太坊的核心防护能力。每个操作都会扣掉汽油费，直到超出限制可回滚交易，但是花掉的汽油费不退还（合理！）。
上篇说过，全节点里面有三棵树，状态树，交易树和收据树。矿工在构造候选区块时，先筛选未执行的原始交易数据，按汽油费排序打包至候选区块，然后执行交易并计算三棵树的 Hash，通过尝试不同 nounce 值达成难度目标后，矿工将有效区块广播至网络。其他全节点通过验证三棵树的 hash 确认结果和难度符合要求。如果成功添加到最长链后，交易状态才最终生效。
执行错误的交易也要发布区块链，因为形成共识才能收到汽油费。
智能合约的执行支持并发么？不。
solidity 不支持多线程，状态性必须是完全确定性的，通过 “先执行后挖矿” 的设计，确保所有节点对状态变更达成共识，这也是去中心化信任的基石。
多核对内存访问顺序不同，执行结果可能是不确定的，而造成执行结果不确定的操作都不支持。智能合约不能产生真正的随机数，但可用伪随机数。
智能合约的实际应用中，代码只负责执行，对外宣传得靠自己，比如把合约二维码到处贴。
所谓 Code is law，智能合约一旦发布就不可篡改，坏处是如果实现规则有漏洞，谁也改不了。比如代码缺陷可能发生把收到的定金永远锁住的情况，所以测试非常重要。
黑客可能利用执行漏洞反复提取定金，直到合约中的汽油限制被耗尽。所以在处理逻辑上，判断条件后要先修改状态，再进行交互处理。
历史上最著名的以太坊分叉就是因为上述漏洞被黑客利用导致的。
DAO 的硬分叉事故
DAO（decentralized Automonous Organization），去中心化自治组织，其组织规章制度由代码执行。
The DAO 是以太坊的众筹基金项目，通过智能合约众筹了 1.5 亿美金。既然是众筹，就涉及到如何收回收益的问题。该基金是通过 Split DAO 拆分权益后，把相应份额投到投资人自己的子基金，这个过程无法撤销。拆分前有 7 天冷静期，后面有 28 天锁定期。
遗憾的是由于智能合约的设计缺陷，the DAO 只存活了 3 个月，看下面的代码，犯了 “先转账后清零” 的逻辑顺序错误。攻击者通过递归调用，在账户余额未被清零前反复执行转账操作，最终盗取 360 万枚 ETH（当时价值约 6000 万美元，占以太币全流通量的 15%）。
这个漏洞是代码的一部分，如何解决这个漏洞，引起了巨大争议。
有些人认为这个不违法，不应该回滚交易，强行回滚退钱和去中心化理念不符。
在两派的争议下，以太坊就硬分叉了。
其实这是智能合约自己的问题，不是以太坊的问题，但攻击后果太严重了，合约只能作废。这些钱落到黑客手里，投资人的利益怎么办？
这里体现了去中心化软件的任重而道远：小合约除了错没人管，大合约出了问题则不能倒（too big to fall）。
最终决策要硬分叉和交易回滚的是早期团队，而不是普通代币持有者，这何尝不是中心化的体现。
以太坊要回滚的话，黑客攻击事件以后的交易都需要回滚，系统强行设置挖到 192 万块区块时自动执行，再针对黑客交易的账户进行清退，凡是和 DAO 有关的交易都不允许了。
因为新增的这些逻辑判断增加了汽油费，以太坊上还出现了很多否定交易攻击。
智能合约的反思
1 大多数人投票同意就是对的么？
在以太坊硬分叉后，人数被分流。人数少的分叉，竞争也小，并不是坏事。
至今仍有很多人在旧链（ETC）上挖矿，让旧链的算力也提高了很多倍。还是那句话，有些人是基于信仰，有些人是为了投机。
这个硬分叉还带来了一个不良后果，因为两个分叉中的交易数据很相似，导致重放攻击增多，后来通过增加 chainID 来解决这个问题。
2 智能合约真的智能么？
智能合约可以做任何事，但真还没啥智能的。
3 不可篡改性是优点么？
它实际上是双刃剑。软件要做硬分叉需要给所有人广播理由，就势必把黑客背后的做法公之于众，这又会导致一些投机者模仿黑客的手段来牟利。
作为 the DAO 的普通投资人，发现有问题就应该赶紧通过新合约把资产转移到安全的账户。
不可篡改不代表着不能退款。就像银行转错了钱，能够强行再发起一笔转出操作，来实现 “交易撤销”。
4 智能合约的编码语言是反自然的。语言表达能力太弱、太强都不好，太弱没有办法实现合约逻辑，太强就增加了引入致命漏洞的机会。
5 去中心化和分布式有什么区别？
去中心化不等于分布式。只有在互不信任的实体之前保障共识，才需要智能合约。互不信任的实体本来就没法交易。
区块链的去中心化集群很慢，而互联网公司的分布式系统很快，而且运行的都是中心化应用。
分布式系统都是各自完成一定的计算任务再汇总，而区块链的去中心化节点的状态机不是为了快，而是为了容错，系统比单个机器的性能更慢。类似的容错场景还包括航天控制，交通控制，股票交易等。
区块链应用的透明和开源，好处是可以增加公信力，不然就 “没人玩了”。但是开源软件并不意味着比闭源软件安全。
回到上面的案例，去中心化的以太坊没法强迫大家接受结果，所以允许分叉就是民主理念的表现。
智能合约的后继发展
以太坊的智能合约给各种新出现的代币提供了帮助，ICO（首次代币发行）应运而生。一些加密货币没有自己的基础链，借助智能合约完成以太币和新代币的认购。各种智能合约发行也逐步形成了标准-ERC20。
如果不检查数值运算的边界条件，攻击者可能通过构造极端参数绕过合约逻辑限制，比如 Value 乘法溢出这个曾导致代币凭空增发的致命漏洞。
Solidity 中的无符号整数有固定取值范围。当乘法运算结果超过该范围时，数值会循环归零（上溢）或跳变至最大值（下溢）。导致代币价值瞬间归零。所以用乘法一定要反向运算检测溢出。
前些年智能合约在保险理赔领域有不少应用，但是理赔的慢并不是计算能力的问题，而是人工审核慢，智能合约同样搞不定真实世界的溯源和互动，没有这个环节，写入智能合约的就是假合同或调包合同。
系列文章的总结
区块链的去中心化，不等于用到区块链技术的平台也是去中心化的，去中心化本来就不是一个绝对词。
去中心化不一定都是好事，有利有弊，过度追求去中心化可能引发系统性风险，“代码即法律” 的特性也将一处漏洞的风险成指数级扩散。
而中心化社会的监管，就一定是坏事么？当然不是，监管能够保护大量粗心的用户。但是这种保护已经不是技术层面讨论的话题了。
比特币也不会和当前的交付方式进行竞争。当年用来买披萨的轶事更多是个噱头，目前的支付方式其实没有用户痛点，不过在跨境支付上还有痛点，货币价值交换并没有跟上互联网的发展，支付方式没有和信息传播紧密融合在一起。
再说回本文开头 - 加密货币的效率，能耗大是个问题（虽然在向降低能耗演进），但降低能耗不是加密货币的目标。我们要从历史观来看待这个问题，特定历史时期货币的能耗是不同的，人们更关心货币是否有足够长的生命周期，是否能够低成本触达。
比特币目前的主要功能还是储值增值，而不是为了消费支付。如果它的发展影响了政府的税收，就很难在阳光下发展。
最后，胡思乱想一个问题
目前的 AI 平台都是中心化运营的平台，基于区块链和智能合约机制的 AI 服务，是不是就可以脱离人类掌控？
AI 自己对这个假想的回答是，基于区块链运行的 AI 服务确实有新的挑战，但并非完全不可控：
分布式区块链服务节点无法把单一数据中心进行电源关闭，但是可以把关闭服务的控制逻辑内置在协议里，比如建立智能合约熔断机制。也可以采用经济惩罚杠杆来罚没恶意行为的收入，让要被消灭的服务无人问津，自行灭亡。
果然，用区块链基于人性的魔法打败不能人为关闭的魔法。