符安文

（成都?？松瓲柨萍加邢薰?，四川成都 610041）

1.區(qū)塊鏈智能合約概述

事務(wù)及事件信息載入智能合約后，將針對該部分資源狀態(tài)做更新處理，觸發(fā)智能合約，以完成狀態(tài)機判斷操作。在該路徑中，若達到觸發(fā)的條件要求，則啟用狀態(tài)機，由其依據(jù)既定的合約執(zhí)行?；谥悄芎霞s的處理機制具有全面性，其將眾籌規(guī)則納入智能合約內(nèi)，同時構(gòu)成完整的區(qū)塊鏈眾籌合約系統(tǒng)。在區(qū)塊鏈的技術(shù)體系中，依托于物聯(lián)網(wǎng)可伸縮管理機制，用戶可根據(jù)需求及時調(diào)用智能合約，從而以便捷化的方式精準(zhǔn)完成對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的伸縮管理操作。

2.區(qū)塊鏈智能合約腳本設(shè)計

通過對機器學(xué)習(xí)算法的深入應(yīng)用，智能合約腳本采用的是利用該方法訓(xùn)練后的模型，對上鏈數(shù)據(jù)做擬合預(yù)測操作。

2.1 功能架構(gòu)分析

系統(tǒng)功能架構(gòu)的核心包含物理層、機器學(xué)習(xí)層及區(qū)塊鏈層，各自有其特定的功能，同時又密切關(guān)聯(lián)，形成一套秩序性較好的工作機制。物理層的核心功能在于采集數(shù)據(jù)，通過對移動終端、傳感器等相關(guān)裝置的協(xié)同應(yīng)用，采集數(shù)據(jù)并將其傳輸至機器學(xué)習(xí)層；繼而對該部分前端數(shù)據(jù)做規(guī)范化處理，由此得到兩個細(xì)分部分，即訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和測試數(shù)據(jù)集，各自又有特定的使用路徑，分別用于機器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練、性能的評估；在得到訓(xùn)練后，將生成一套訓(xùn)練模型參數(shù)，此部分內(nèi)容會被完整地寫入智能合約內(nèi)，對其執(zhí)行編譯操作，最終可以部署至區(qū)塊鏈中[1]。經(jīng)過該處理流程，可以完成模型預(yù)測和數(shù)據(jù)擬合操作，最終滿足補全數(shù)據(jù)的要求。關(guān)于系統(tǒng)的架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

2.2 智能合約腳本

智能合約的屬性體現(xiàn)在“值”“狀態(tài)”兩個方面。合約觸發(fā)條件符合要求后，將以預(yù)設(shè)信息為依據(jù)，啟用狀態(tài)機并選擇合約動作自動執(zhí)行。經(jīng)特定機制的訓(xùn)練后，合約腳本模型獲得某滿足要求的擬合函數(shù)，將其視為訓(xùn)練模型，以完成對上鏈數(shù)據(jù)缺失值的補充[2]。

關(guān)鍵的流程為：若存在訪問區(qū)塊鏈的需求，則向機器學(xué)習(xí)器內(nèi)輸入含缺失值的數(shù)據(jù)X；通過對合約腳本的運行，可以生成一個參數(shù)估計值β，其會被編譯至智能合約內(nèi)；此后，將X、Y視為完整數(shù)據(jù)，向區(qū)塊鏈內(nèi)存入，此時將觸發(fā)智能合約，在數(shù)據(jù)接收端完成模型預(yù)測的同時，還可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的擬合操作，由此產(chǎn)生響應(yīng)Y，其特點在于具有完善性，換言之，包含了缺失值的擬合填充值。

數(shù)據(jù)預(yù)處理合約算法偽代碼為：

輸入：待處理數(shù)據(jù)；

輸出：含兩條路徑，處理完成則向區(qū)塊鏈存入數(shù)據(jù)；未順利完成處理操作，則返回錯誤信息。

1.編譯智能合約；

2.部署智能合約并調(diào)用start（）；

3.解鎖已有賬戶；

4.獲取輸入數(shù)據(jù)；

5.與最佳估計腳本交互；

6.If交互出錯；

7.Returnerror；

8.Else獲得β值；

9.Ifβ與智能合約腳本不符；

10.Returnerror；

11.Else異步執(zhí)行：實例化智能合約；

12.ThenputParams（最佳估計系數(shù)）；

13.For：數(shù)據(jù)輸入；

14.If：數(shù)據(jù)存入?yún)^(qū)塊鏈；

15.else：y=regression（輸入單行數(shù)據(jù)）；

16.數(shù)據(jù)與Y打包并存入?yún)^(qū)塊鏈；

17.End。

在本次設(shè)計中，采用到線性回歸模型，通過對機器學(xué)習(xí)與區(qū)塊鏈智能合約的深入融合，能夠高效實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的預(yù)處理操作目標(biāo)。單組數(shù)據(jù)包含X、Y兩部分?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集時缺失Y，依托于線性回歸特性，能夠得到變量的定量關(guān)系，在完成數(shù)據(jù)訓(xùn)練操作后，可以得到最佳估計β值的轉(zhuǎn)置，其能夠與剩余數(shù)據(jù)X矩陣相乘，至此則可以達到補全缺失值Y的效果?；赟olidity語言，可以將“Y=β×X”寫入智能合約腳本。式中，Y為預(yù)測的因變量，β為最佳估計（經(jīng)過訓(xùn)練后得出），X為自變量。

在實際應(yīng)用中，需借助特定的觸發(fā)條件，以便調(diào)取滿足需求的智能合約。在操作中，輸入自變量X，通過與β矩陣的轉(zhuǎn)置相乘后，即可產(chǎn)生Y，將經(jīng)過前述流程后的Y與自變量X存入?yún)^(qū)塊鏈。需明確的是，一旦X、Y數(shù)據(jù)被存入?yún)^(qū)塊鏈且上傳完畢，則不具有可篡改的可能，此時也意味著結(jié)束了智能合約的部署與調(diào)用操作。

3.功能設(shè)計

以太坊是開源的底層系統(tǒng)，在其組成體系中，合約對應(yīng)的是程序，即一個合約則指的是區(qū)塊鏈中的某個程序。在功能設(shè)計中，以太坊虛擬機能夠提供腳本語言，可執(zhí)行以太坊合約。在本次設(shè)計中，則創(chuàng)建了以太坊區(qū)塊鏈實驗環(huán)境，在此前提下實現(xiàn)區(qū)塊鏈智能合約腳本[3]。

從整個實現(xiàn)過程來看，其涵蓋了如下3部分內(nèi)容：

（1）回歸算法。依據(jù)線性回歸算法，經(jīng)設(shè)計后生成數(shù)據(jù)預(yù)處理算法模型，利用Python語言編寫，解出最佳估計值。

（2）合約部署。在完成truffe編譯操作后，能夠從語法正確性的角度對智能合約做出判斷，同時將其部署至區(qū)塊鏈上。在智能合約的部署工作中，應(yīng)當(dāng)確保區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)有正在挖礦的節(jié)點進行驗證。具體至本次設(shè)計中，在以太坊私有鏈上部署智能合約腳本，目的在于完成對上鏈數(shù)據(jù)的預(yù)處理操作。

（3）合約調(diào)用。此操作的基本目的在于驗證功能是否完善，同時對機器學(xué)習(xí)算法的功能實現(xiàn)性做出判斷，即是否可以完成對數(shù)據(jù)的擬合操作，以及其是否能夠上傳并有效存入?yún)^(qū)塊鏈。對此，采用的是樂高模型價格預(yù)測數(shù)據(jù)，以完成驗證操作，對智能合約腳本的可行性做出判斷。

根據(jù)智能合約的調(diào)用結(jié)果，所提出的智能合約腳本可行性較佳，可高效滿足預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)；此外，經(jīng)驗證后也充分說明了該區(qū)塊鏈智能合約的可行性，可以深度融合機器學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈，并在區(qū)塊鏈內(nèi)按照特定的流程高效完成數(shù)據(jù)的存儲以及處理操作；借助區(qū)塊鏈不可篡改的特性，可有效減小外部對數(shù)據(jù)的干擾，保證數(shù)據(jù)存儲的安全性，也能夠給數(shù)據(jù)的處理提供安全層面的保障?？傮w來看，基于機器學(xué)習(xí)的區(qū)塊鏈智能合約綜合應(yīng)用效果較佳。

4.結(jié)語

在本文的設(shè)計中，以機器學(xué)習(xí)算法為核心，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)擬合的區(qū)塊鏈應(yīng)用，經(jīng)驗證后認(rèn)為該設(shè)計方案具有可行性，可以給同仁提供參考。同時也可以預(yù)見的是，區(qū)塊鏈的發(fā)展已經(jīng)不再局限于數(shù)字貨幣領(lǐng)域，其正逐步朝著智能合約方向變遷，在未來的區(qū)塊鏈技術(shù)探索路徑中，智能合約將是重要的方向。