Einführung in Smart Contracts

Was ist ein Smart Contract?

Ein "Smart Contract" oder intelligenter Vertrag ist einfach ein Programm, das auf der Ethereum-Blockchain läuft. Es ist eine Sammlung von Anweisungen (seinen Funktionen) und Daten (seinem Zustand), die sich an einer bestimmten Adresse in der Ethereum-Blockchain befindet.

Smart Contracts sind eine Art Ethereum-Konto. Das bedeutet, dass sie über ein Guthaben verfügen und Ziel von Transaktionen werden können. Allerdings werden sie nicht von einem Benutzer gesteuert, sondern im Netzwerk bereitgestellt und wie programmiert ausgeführt. Benutzerkonten können dann mit einem Smart Contract interagieren, indem sie Transaktionen übermitteln, die eine im Smart Contract definierte Funktion ausführt. Smart Contracts können, wie auch herkömmliche Verträge, Regeln definieren und diese mittels Programmierung automatisch durchsetzen. Standardmäßig können Smart Contracts nicht gelöscht werden und Interaktionen mit ihnen sind irreversibel.

Voraussetzungen

Wenn Sie gerade erst anfangen, sich mit dem Thema zu beschäftigen, oder auf der Suche nach einer weniger technischen Einführung sind, empfehlen wir Ihnen unsere Einführung in Smart Contracts.

Machen Sie sich mit Konten, Transaktionen und der Ethereum-Virtual Machine vertraut, bevor Sie in die Welt der Smart Contracts einsteigen.

Ein digitaler Verkaufsautomat

Die vielleicht beste Metapher für einen Smart Contract ist ein Verkaufsautomat, wie von Nick Szabo(opens in a new tab) beschrieben. Mit den richtigen Eingaben ist eine bestimmte Ausgabe garantiert.

So bekommen Sie einen Schokoriegel aus einem Verkaufsautomaten:

1Geld + Produktauswahl = ausgeworfener Riegel

Diese Logik ist in den Automaten einprogrammiert.

Einem Smart Contract wurde, wie auch einem Verkaufsautomaten, eine Logik einprogrammiert. Hier ist ein einfaches Beispiel dafür, wie dieser Automat aussehen würde, wenn er ein in Solidity geschriebener intelligenter Vertrag wäre:

1pragma solidity 0.8.7;
2
3contract Verkaufsautomat {
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5    // Deklariere Zustandsvariablen des Vertrags
6    address public owner;
7    mapping (address => uint) public toertchenBestand;
8
9    // Wenn der 'Verkaufsautomat'-Vertrag bereitgestellt wird:
10    // 1. Setze die Bereitstellungsadresse als Eigentümer des Vertrags
11    // 2. set the deployed smart contract's cupcake balance to 100
12    constructor() {
13        owner = msg.sender;
14        cupcakeBalances[address(this)] = 100;
15    }
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17    // Allow the owner to increase the smart contract's cupcake balance
18    function refill(uint amount) public {
19        require(msg.sender == owner, "Only the owner can refill.");
20        cupcakeBalances[address(this)] += amount;
21    }
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23    // Allow anyone to purchase cupcakes
24    function purchase(uint amount) public payable {
25        require(msg.value >= amount * 1 ether, "You must pay at least 1 ETH per cupcake");
26        require(cupcakeBalances[address(this)] >= amount, "Not enough cupcakes in stock to complete this purchase");
27        cupcakeBalances[address(this)] -= amount;
28        cupcakeBalances[msg.sender] += amount;
29    }
30}
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Wenn ein Verkaufsautomat vorhanden ist, benötigt man keinen Verkäufer mehr. Genau so können Smart Contracts in vielen Branchen Vermittler ersetzen.

Genehmigungsfrei

Jeder kann einen Smart Contract erstellen und ihn im Netzwerk bereitstellen. Sie müssen nur lernen, wie Sie in einer intelligenten Vertragssprache codieren. Zudem benötigen Sie ausreichend ETH, um Ihren Vertrag bereitzustellen. Das Bereitstellen eines Smart Contracts ist technisch gesehen eine Transaktion, so dass Sie Gas bezahlen müssen wie für eine einfache ETH-Überweisung. Allerdings sind die Gaskosten für die Vertragsbereitstellung weitaus höher.

Ethereum bietet entwicklerfreundliche Sprachen zum Schreiben von Smart Contracts:

Solidity
Vyper

Mehr zu den Sprachen

Allerdings müssen sie kompiliert werden, bevor sie bereitgestellt werden können, damit die Ethereum-Virtual Machine den Vertrag interpretieren und speichern kann. Mehr zum Kompilieren

Komposition

Smart Contracts sind auf Ethereum öffentlich. Sie können sie sich als offene APIs vorstellen. Das bedeutet, dass Sie andere Smart Contracts in Ihrem eigenen Smart Contract aufrufen können, um die Anwendungsmöglichkeiten deutlich zu erweitern. Verträge können sogar andere Verträge bereitstellen.

Erfahren Sie mehr über die Kombinierbarkeit von Smart Contracts.

Einschränkungen

Smart Contracts allein können keine Informationen über Ereignisse in der „realen Welt“ erhalten, da sie keine Daten von Quellen außerhalb der Kette abrufen können. Das bedeutet, dass sie nicht auf Ereignisse in der realen Welt reagieren können. Das ist beabsichtigt. Sich auf externe Informationen zu verlassen, könnte den für Sicherheit und Dezentralisierung wichtigen Konsens gefährden.

Für Blockchain-Anwendungen ist es jedoch wichtig, dass sie auch Daten außerhalb der Chain benutzen können. Die Lösung sind Orakel, d. h. Tools, die Off-Chain-Daten aufnehmen und sie für Smart Contracts verfügbar machen.

Eine weitere Einschränkung von Smart Contracts ist die maximale Vertragsgröße. Ein Smart Contract kann maximal 24 KB groß sein, sonst gehen ihm die Ressourcen aus. Das kann mit The Diamond Pattern(opens in a new tab) behoben werden.

Multisig-Verträge

Multisig-Verträge (multiple Signaturen) sind Smart Contract-Accounts, die mehrere gültige Unterschriften erfordern, um eine Transaktion durchzuführen. Dies ist sehr nützlich, um einzelne Schwachstellen bei Verträgen zu vermeiden, die große Mengen an Ether oder anderen Token enthalten. Multisig-Verträge teilen außerdem die Verantwortung für die Vertragsausführung und die Schlüsselverwaltung auf mehrere Parteien auf und verhindern den Verlust eines einzigen privaten Schlüssels, der sonst zu einem irreversiblen Verlust von Geldern führt. Aus diesen Gründen können Multisig-Verträge für eine einfache DAO-Governance verwendet werden. Multisig-Verträge erfordern N Unterschriften von M möglichen akzeptablen Unterschriften (wobei N ≤ M und M > 1), um ausgeführt werden zu können. Üblicherweise werden N = 3, M = 5 und N = 4, M = 7 verwendet. Ein 4/7-Multisig-Vertrag erfordert vier von sieben möglichen gültigen Unterschriften. Das bedeutet, dass die Gelder auch dann noch abrufbar sind, wenn drei Unterschriften verloren gehen. In diesem Fall bedeutet es auch, dass die Mehrheit der Schlüsselinhaber zustimmen und unterschreiben muss, damit der Vertrag ausgeführt werden kann.

Ressourcen für Smart Contracts

OpenZeppelin Contracts – Bibliothek für die sichere Entwicklung von Smart Contracts