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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。
0 I9 w( V2 }, B8 y' Q
4 e7 [# f5 l; j  c$ p为什么是中缀,而不是前缀、后缀、上缀、下缀?
  O! M7 Q. I, P* ~0 @% n; r  W7 j
. r8 `/ }1 s3 D8 q% V6 F4 M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。
; D! j" f* D: Z/ X0 U! J7 K8 }# y* k( b" w: Z$ J/ Q# k% w
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。
+ h/ S& k; v0 M$ j( L5 \) J. s3 z! K! `5 ]
中缀表达式怎么和后缀表达式对应呢?
9 s& E& G, ?! P6 w
; R! A! ]8 t3 J& l4 [' u  {后缀表达式有什么优点?& j6 }% ?2 n9 S7 o) c7 {) T) ]

, `: r6 Z5 R( w4 A# S5 p) ]相较于前缀表达式更易于转换,最左边一定为运算资源。
% k9 [* C3 X1 g' y* q5 p' ]! R% W8 ^8 |+ \; s
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。
- ]0 A2 p; @  J- a# ^8 i0 M, Q9 r9 B% [+ b% i. E
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。' A1 H0 q" w, q% o
. O0 B' w' i1 o5 e5 [7 [
来点小例子,展示后缀表达式的神奇与方便。$ y5 V! [" [; ^/ ^

1 a# B! T& i3 w1 t( @8 a6 s, Q计算 1 2 +, 即为中缀表达式的 1+2。! ]* f. ~2 m' t* |- ?
; y, A9 u, k" j+ P8 L9 t6 n* m
计算1 2 + 4 *,即为中缀表达式的 (1+2)*4,这里不需要括号哦。* i4 p1 ^/ Z4 H- r' p3 ^& T
8 F/ ?' g" R3 i9 I5 F/ u
开始上正菜了,先从比较简单的比特币解锁脚本说起。
! t2 D: Z: \4 N8 _& Y  J& K$ i" ]7 i8 f. y
先看一笔交易,从地址 1K87TMWzsQLzdZb4kUmKAcrCWnQqdVW5QJ 转到+ _8 _2 F: L& v9 Y  ?& Z; [' B2 Q

. @% M: ~% e& T/ @/ M% {1B3C5xnvS9ijJRiCEMcrZsBS7FerCQwp9x 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。7 I9 R: Y) \) i) C( v/ `" g$ [
* Y3 Q, i+ N2 I- Z# N6 l
Niko给Sara的地址打钱就写这样的脚本:OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG。" W! y1 v8 q! U; r7 J
& Q. k; l* g. G2 T2 c% Z/ P
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。3 I. z. w: x  n1 |4 T7 |

6 ~4 ^* s' M% L9 H; X9 ESara构造好的脚本就是后缀表达式,怎么会呢?请看大B站视频。
3 k% f7 `7 j) v4 r3 h" C; V5 {9 r) f
智能合约雏形-比特币脚本
3 \5 J( m) ]9 O# T) v' q. U. H. J4 {) w: t
智能合约雏形-比特币脚本
  V2 Q; ^; I5 g$ ]' X, j. @# ^! X+ l1 C+ Y' ?% v0 H* C9 t
智能合约雏形-比特币脚本
7 R8 e& `& U7 E; N, R
7 M" i8 w; C3 Y: Z( X" ]4 D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。
! ^1 G7 K; i5 ^( i  `9 L! i" R; a' K( y1 K1 m
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:
) Z" b7 A3 m& M3 v. w1 O) n
$ ]4 x# N6 Z3 a; i" rOP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
' ^  R  @) y7 X; L+ `: x3 c/ D+ Y9 ]9 Y. k0 w7 s. {' P( H
OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
( H- I, ]6 L1 K1 @& I/ E2 j: K; w2 H6 E% I* v2 V( b
OP_DUP OP_HASH160 [B] OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
, m9 b+ q% I1 d# G7 Z( i2 v) B+ |3 J. b" f( g$ j
OP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG4 H4 M% l- ?1 J" }3 C" G

# Z, W3 L: w- HOP_DUP OP_HASH160  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG3 A! Q4 j6 U( G1 Z# ^) G

% z# s7 G; |# U$ J3 a/ F0 N6 L& t# 1个地址可以有很多个输出脚本
: |8 o- T, A% |) x( {" s+ h
: N% t0 s' \' P9 Q6 [6 m% o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。4 m! n2 Y  c* F( ~8 ~% G7 d  z

% d+ X5 x3 m& s; R4 |这就是UTXO模型,Unspent Transaction Output,未花费交易输出。9 }5 @/ I/ j# ~& Q' D& R
. p* e) G7 M  U. x, i
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。; {8 |4 v7 S" p8 v( {

, u4 ?1 o0 b: B1 X: 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。2 @. m8 c4 s. h4 J' i: n" l

. N* J2 X5 `4 K4 Z& R& V* n) V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:, G5 k  @( ?4 Z) G! \

( O1 Z% B( u4 H! L, o% f3 y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。
8 n5 J, W( j- n& d2 V8 M+ y* o+ a3 T
通过Solidity与后缀表达式转换
- H; Y! J0 G2 u1 z8 A; v
' q% J* [( `9 J1 x2 M; y% G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。
9 p) j4 v# i. I( W2 V- V
  S3 {) u$ G! ~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?" \6 T4 J* v7 P! V$ N- L( `
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