合約層

什麼是合約層？

合約層是區塊鏈架構中專責部署與執行智能合約的部分。該層為合約運行提供虛擬機環境，並設有狀態資料庫，負責儲存合約資料，並隨著新區塊產生即時更新。

智能合約是一種公開的程式碼，當預設條件達成時可自動執行，無需仰賴任何單一中介。例如，當用戶在代幣合約上發起「轉帳」指令時，合約層會檢查餘額，依據合約邏輯更新帳戶資料，並將結果寫入區塊鏈。

合約層與共識層、執行層的關聯

合約層與共識層、執行層密切協同：共識層負責區塊排序與有效性判斷，執行層負責處理交易與狀態更新，而合約層則於執行環境中專責智能合約邏輯。

舉例來說，共識層如同「會計與審計規則」，執行層是「記帳流程」，合約層則是「業務邏輯系統」。每次呼叫時，合約層負責運行業務規則，執行層根據結果更新狀態，共識層則確保所有節點對該狀態達成共識。

合約層如何執行智能合約？

合約層透過虛擬機（如以太坊的EVM或其他區塊鏈的WASM/BPF）以確定性方式執行合約。交易內容包含功能細節（由ABI描述，可視為「合約選單」）及參數，虛擬機會逐步執行每條指令，直到完成或回滾。

Gas是衡量執行成本的單位，也是鏈上運算與儲存的計價標準。每條指令都會消耗Gas；若用戶設定的Gas上限不足，執行將失敗且已消耗的Gas不會退還。執行成功後，狀態（如餘額、合約變數）會更新，並觸發事件（Logs），供錢包與區塊瀏覽器顯示。

例如，ERC-20 代幣的transfer功能會檢查發送者餘額是否充足，隨後減少發送者餘額、增加接收者餘額，並觸發Transfer事件——這些皆於合約層的狀態機中完成。

合約層支援哪些應用？

合約層是多數Web3應用的核心基礎：

• 代幣發行與管理：如ERC-20等標準規範代幣的轉帳、授權與查詢方式。用戶需於錢包中新增合約地址以辨識資產，該地址即指向部署於合約層的代幣邏輯。例如，在Gate Web3錢包新增自訂代幣時需輸入代幣合約地址。
• 去中心化交易：如AMM與去中心化交易所（DEX）等模式皆依賴合約層程式碼進行定價與資金池管理，撮合與結算皆於鏈上完成。
• NFT與遊戲物品：NFT的鑄造、轉讓及版稅支付（透過ERC-721/1155合約）皆由合約層管理，遊戲物品亦成為受合約邏輯保護的鏈上資產。
• DAO治理：投票、提案、金庫管理等均透過治理合約協調，所有活動皆有透明日誌記錄。

不同區塊鏈的合約層有何差異？

各區塊鏈的合約層存在明顯差異：

• EVM生態：以太坊及多數相容鏈採用EVM，主要開發語言為Solidity，工具體系完善（如Remix、Hardhat、OpenZeppelin），合約部署與互動標準統一。
• WASM/BPF生態：新興鏈採用WASM或BPF執行環境，開發語言多以Rust為主。其並行模型、資源計量、效能及開發模式與EVM有顯著不同。
• 帳戶模型差異：以太坊採帳戶模型，部分鏈則採不同語意或並行執行策略，影響批次處理、並發及手續費估算。

對初學者而言，EVM相容鏈有豐富範例與工具可直接利用；非EVM鏈則需學習不同語言與執行模式。

合約層如何連結鏈下資料或其他區塊鏈？

合約層原生僅能存取鏈上資料。若需獲取現實世界或跨鏈資訊，則需依賴配套元件：

• 預言機：預言機將鏈下資料（如資產價格、天氣、體育比分）安全傳遞至區塊鏈，合約可透過預言機資料源進行清算或抵押管理等功能。
• 事件與索引器：合約觸發事件後，索引服務會將事件整理為資料庫，方便快速查詢及DApp展示。
• 跨鏈橋與訊息通道：可實現不同鏈間資產或訊息轉移，是多鏈部署的基礎。安全性則取決於橋接設計及信任機制。

如何開發或互動合約層？

合約層的入門分為開發者部署與用戶互動兩大路徑。

開發者步驟：

1. 設定錢包並連接測試網。安裝Web3相容錢包（如Gate Web3錢包），切換至測試網，並從水龍頭取得測試代幣作為Gas支付。
2. 使用線上IDE（如Remix）撰寫或複用開源範本（如OpenZeppelin的ERC-20或ERC-721），設定編譯器版本並完成合約編譯。
3. 部署至測試網。將錢包連結至Remix，發起部署交易，確認Gas設定，部署後記錄合約地址。
4. 於區塊瀏覽器上驗證合約程式碼供公眾查閱，並撰寫腳本或前端呼叫合約功能及訂閱事件。

用戶步驟：

1. 查核DApp及合約來源。透過區塊瀏覽器查驗程式碼驗證、審計報告及社群討論，避免隨意授權無限權限。
2. 於錢包中新增合約地址以正確辨識資產，並於DApp介面發起呼叫時留意Gas費用及風險提示。
3. 建議先以小額試行或批次操作，降低因失誤或漏洞產生的損失風險。

費用與效能如何影響合約層？

執行合約需支付Gas費，費用受網路壅塞、合約複雜度與儲存使用等因素影響。網路壅塞時Gas價格上升，交易等待時間拉長，導致用戶體驗下降。

為降低成本並提升擴展性，許多專案會遷移或部署至第二層網路（L2）或側鏈，透過批次處理或更高效的執行環境降低單筆交易成本。開發者也可透過減少儲存寫入、採用Gas高效資料結構、合併批次呼叫等方式優化合約。

用戶可選擇於離峰時段交易、提高Gas上限以確保交易被打包，或直接使用L2網路以大幅提升體驗。

合約層常見風險及防範措施

主要風險包括：

• 程式漏洞：如重入、溢位或權限控管不嚴，恐導致資產被盜。應優先選用經審計及社群驗證的範本，關鍵邏輯須多輪審計。
• 權限與升級：代理合約權限管理不當可能遭濫用。建議採用時鎖、多簽錢包及透明權限管理。
• 預言機操控：單一或易受操控的資料源可能導致異常清算。應採用健全的預言機方案並設置風控機制。
• 假合約與釣魚：偽造代幣地址或釣魚網站誘導用戶授權。務必透過區塊瀏覽器查核合約地址、驗證狀態及歷史。
• 私鑰安全與授權：金鑰洩漏或永久授權會帶來持續風險。建議使用硬體錢包、最小權限授權，並定期撤銷無用權限。

合約層重點總結

合約層將業務邏輯以程式碼形式交由虛擬機執行，是區塊鏈應用運作的核心。它與共識層、執行層協同處理交易接收與狀態更新。圍繞合約層，衍生出代幣、DEX、NFT、DAO等生態，不同區塊鏈有各自的執行環境與語言特色。實務上，應透過錢包或區塊瀏覽器查核合約詳情，從小額交易開始，謹慎管理授權，注意Gas費用與網路壅塞，必要時選擇L2或經審計合約。掌握上述要點，有助於更安全地建構與運用基於合約層的Web3應用。

常見問題

我想在合約層部署DeFi應用，應該選擇哪一條區塊鏈？

需綜合考量Gas費用、生態活躍度與開發工具成熟度。以太坊合約層生態最為成熟但費用較高，適合大額交易；Polygon或Arbitrum等Layer 2方案費用低，適合測試；Solana與BSC則在成本與效能間取得平衡。建議先於測試網驗證，再依專案需求選擇主網。

合約層執行一筆交易需要多長時間？為什麼有時會變慢？

交易速度取決於網路壅塞情況及Gas價格設定。以太坊通常12–15秒確認，尖峰時可能需數分鐘。主要延遲原因包括：網路壅塞導致排隊；Gas價格過低導致優先級降低；合約邏輯複雜消耗更多資源。可透過提高Gas價格提升優先級，或選擇網路較空閒時段進行交易。

合約層出現智能合約漏洞，資產會永久遺失嗎？

智能合約漏洞確實存在風險，具體影響取決於漏洞類型與專案因應措施。重大漏洞（如重入攻擊）可能導致資產被盜，但正規專案會定期進行安全審計以降低風險。與新合約互動前，應查核第三方審計與專案背景，先以小額測試，避免一次投入全部資產。Gate精選合約專案皆會進行初步風險評估。

為什麼不同區塊鏈上的智能合約無法直接互動？

每條區塊鏈的合約層皆為獨立虛擬機環境，無法原生實現跨鏈通訊。就像不同國家的銀行系統：雖皆可處理資金，但規則與運作方式各異。跨鏈互動需透過橋接協議（如Stargate或Axelar）作為中介轉移資產或訊息，這一過程會產生額外確認時間與費用。

合約在測試網能正常運作，主網卻失敗，原因為何？

測試網與主網環境差異可能影響合約表現。常見原因包括：Gas上限不同，導致複雜操作超限；不同預言機資料源造成結果不一致；區塊時間間隔不同導致時間戳邏輯異常。最佳實踐為：主網上線前於多個測試網充分驗證，模擬主網流量及Gas價格，完成全面安全審計，主網初期先小規模測試再逐步擴大。