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智能合约与逆波兰表达式

卜以寒
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想必大家对 1+1,3-4,5x6, 8/4,(1+6)x9,1+6x7,这些简单的数学四则运算都不陌生,有时候遇到买菜大姐, 这些菜称称,一共多少钱啊? 8块,给10块,哎,这还有3块,找个儿整。人民群众喜闻乐见,耳熟能详的四则运算,有个高级的称呼中缀表达式。
4 o7 M& f) H. J; Q  e0 p( M
% Y0 b) ?& w$ p7 ?1 @! I为什么是中缀,而不是前缀、后缀、上缀、下缀?* J4 b' a$ l6 U3 V
0 s3 P+ o7 ?7 L( O7 p
中缀因为操作符都在中间位置,那能放到后面去么?当然可以了。1 f/ Y* E3 @. h( }: g5 h

" c! {: x0 W7 a/ K) v+ @- z: L这种把操作符置后的方式叫逆波兰表达式,即 RPN,更通俗的叫法是后缀表达式。
3 J4 ^& I9 b  m$ O, U! n" h( n0 E$ J& Q4 @# i
中缀表达式怎么和后缀表达式对应呢?! I+ l( `( |2 ]

3 T# b" D# K9 s7 a5 h5 t* l后缀表达式有什么优点?
. Z: a! v7 W: }7 Z( h/ N% P, V( K( O9 t" O
相较于前缀表达式更易于转换,最左边一定为运算资源。
1 b( v( p; [8 |$ e/ L
, r3 l, P/ V. m$ D% ~. f不用括号,依靠运算顺序就能确定运算符的优先级,运算更简洁。  M- c6 i$ ^& {

# F. M2 ~1 S0 r, ^$ S3 J更符合计算机的计算方式。 计算机通过从左至右读取后缀表达式,就可以将遇到的运算对象压入栈,在遇到运算符时就弹出运算资源,完成计算,再将结果压入栈。最后留在栈中的就是计算结果。0 o4 Y+ U7 m6 E$ a. F

3 u' {# a$ l3 d, q" M- Z来点小例子,展示后缀表达式的神奇与方便。7 |! ?! R" @& F

" O' R, o2 o* q计算 1 2 +, 即为中缀表达式的 1+2。
& K# \' Y/ {1 w# d+ n8 k  B' C6 `/ n5 {  x& L/ o
计算1 2 + 4 *,即为中缀表达式的 (1+2)*4,这里不需要括号哦。8 D) k3 D! P( _/ q, D

* U: j: w# D- z开始上正菜了,先从比较简单的比特币解锁脚本说起。" M0 U$ ]$ P5 d9 r0 o% z! P/ f

& f" N$ n* q  C% R8 K  d先看一笔交易,从地址 1K87TMWzsQLzdZb4kUmKAcrCWnQqdVW5QJ 转到
6 m# }4 v& x9 b) X/ t/ i/ i
' u7 P! w0 R* l6 {, v1B3C5xnvS9ijJRiCEMcrZsBS7FerCQwp9x 0.08269623个比特币,假设前一个地址的用户叫Neko,后一个地址的用户叫Sara。大家看它的输出脚本。% G1 U4 s( y+ }: V
% F& G: ?% x3 q' w$ E" l
Niko给Sara的地址打钱就写这样的脚本:OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG。4 ^; d# K7 R( k. P0 {
3 ^) N& y  s" [, A* W9 g& l( h9 u
Sara怎么花出去呢?ta需要构造好这样的脚本  OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG。
; E9 `. O( V7 W+ X5 {2 ^7 X" ?* l  M9 k5 F/ b6 B
Sara构造好的脚本就是后缀表达式,怎么会呢?请看大B站视频。
! h3 V  V( }1 g9 r! u8 y. y* @- j
5 u1 g# J4 s4 P. e智能合约雏形-比特币脚本
% `. w7 W8 ]9 B; ]
5 m% p, I+ s/ \& w智能合约雏形-比特币脚本
! {. T, X; M9 ?2 u/ z: L& F+ \; U/ }
8 Z2 k7 l& ]3 z& A. w; C$ @智能合约雏形-比特币脚本* k. z( J: k% n

0 \3 R2 I- e  Z最后的输出结果是True时,说明Sara有权限构建这个交易,新的交易将被发送到网络上,转账成功。
% `# V7 R( y5 u9 i" x! F) x' S% Y: N- w/ \
比特币的转账,不像银行一样,打入银行账户,而是一个个的输出脚本:
3 o  m$ N' E& D0 N' o8 j4 N  B; L0 K/ h0 W  K9 d
OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
; i2 y" s+ Y( C, D4 |/ [, X; R# t: H( E/ f' i
OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
' X- D4 @0 D. m  Y' y" g+ z; I
. V9 H5 b. u1 c$ T2 [# Z  ~OP_DUP OP_HASH160 [B] OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
# C; v% T$ F. \, j# o  F) u" m" \0 Y7 X6 a2 A! J
OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG! N- B* S% C" P3 ]6 s0 M* v, b0 L
* @9 G1 I7 y/ J! U
OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
7 {9 E. `& P+ o% q/ P6 }$ F: K1 f+ c* M  Z" [. c2 P
# 1个地址可以有很多个输出脚本$ R3 X8 Y& x: ?4 h1 P8 g0 j
% y4 t, A! x- D0 m( E; G
比特币的地址也不像银行一样有余额的概念,一个地址有多少余额,是看这个地址有多少个输出脚本,把每个输出脚本的余额汇总而成。
& N4 Y* G/ p! S4 z/ c
) W& r1 `: n% B+ X1 O0 D# S( P这就是UTXO模型,Unspent Transaction Output,未花费交易输出。, r2 p  B  ^$ a; q. G, Q: d
. ]/ ]8 ]' H# M, b6 m, w8 d1 p& \. P
转了这么大圈,回到以太坊智能合约上,以太坊的智能合约语言是Solidity,跟后缀表达式的画风差异很大。我们在使用remix.ethereum.org 把合约部署到区块链上时,部署的是Solidity代码编译后的结果,是object的内容,而object与opcodes是一一对应的。2 }* U. [( e0 C3 u* O

5 N# f( S1 Z8 u咱可以定义OP_DUP为0x76,OP_HASH160 为 0xa9,OP_EQUALVERIFY为0x88,OP_CHECKSIG 为 0xac,那 OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG ,就转为了 76 a9  88 ac。
3 _: k- r3 u/ v9 {, n1 j0 L. G6 o* u1 r* @4 h! Q
而以太坊为了支持智能合约在比特币的基础上做了如下改进:
; G$ W+ ?% G2 M7 Y0 }: R, w( b" Y4 @" q- O6 F! G: H, \- C
支持图灵完备的后缀表达式(支持循环),可以做更多的事情,同时也释放出了恶魔。
/ x3 P0 G. D- l1 |* Z* }! R
: I" s7 ^! n& v2 A, S/ e( T通过Solidity与后缀表达式转换8 G3 J5 [* c7 q/ Y/ y$ W! `
4 h& q2 M, k0 |- }/ h; c$ `: C' ^
还有最重要的一点,不在使用UTXO模型,而是使用Account模型,每次执行合约时,记录当前的数据状态。; g* |) x( e9 e5 }# z. b3 e
- X( r+ R' r* z
比特币验证了区块链的可行性,以太坊引入了智能合约,强烈的冲击传统的经济观念。Bitcoin是伟大的创举,Ethereum是天才的设计,下一个引领风骚会是谁呢?
0 t9 \5 ?8 Q9 ?/ x4 }, B! M2 U
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