一、 导言

　　区块链因其提供可追踪性、不变性和不可否认性的安全数据共享服务而受到广泛关注。尽管区块链具有诸多优点，但区块链技术的发展仍面临着许多挑战，包括可扩展性差、运营维护困难、在智能合约中发现易受攻击的代码以及识别区块链历史数据中的恶意行为。

　　人工智能的最新进展极大地推动了各种商业应用的发展。人工智能与区块链的融合有可能克服区块链的局限性。我们将人工智能赋予区块链生态系统的智能能力称为区块链智能。特别是机器学习、数据挖掘和数据可视化等人工智能方法，有助于捕捉区块链中的异常行为，识别交易中的风险，检测智能合约中可能存在的脆弱程序等。因此，可以采取主动识别行动来防止区块链的破坏性或非法行为，从而使区块链更加智能化。

　　本文旨在回顾区块链技术以及人工智能技术，对区块链与人工智能的结合进行深入分析，提出区块链智能技术。与目前大多数关于区块链与人工智能集成的研究（主要集中在应用区块链来克服人工智能的安全和隐私漏洞等缺点[14]）不同，本文主要集中在应用人工智能技术来改进区块链系统。综上所述，本文的主要贡献概括如下：

　　我们首先对区块链技术进行概述，并指出现有区块链系统面临的挑战。

　　然后我们回顾人工智能的进展，正式介绍人工智能和区块链的融合，然后讨论智能区块链带来的机遇。

　　接下来我们将展示一个案例研究，以证明智能区块链的可行性

　　二。区块链技术概述

　　作为一种颠覆性的技术，区块链正在重塑不同的行业职能部门。区块链本质上是一种链式的数据结构，存储由整个网络中的大多数节点达成共识验证的交易，如图1所示。由于区块链中已提交的交易已存储在每个节点，因此极难更改或伪造其数据。结合数字签名和非对称加密，对区块链数据进行认证和审计，意味着交易发起方的不可篡改。随着新的验证交易被附加到链的末尾，区块链的长度不断增长。区块链数据的数据分析可能会提到取有价值的信息。

　　区块链技术的发展经历了两个阶段：1）区块链（即以比特币的数字货币为标志）和区块链（即以太坊的以智能合约为标志）[1]。在区块链中，区块链主要用于比特币等数字货币。区块链的出现促进了智能合约的发展。智能合约基本上由多个当事人同意的若干计算机自动化合约协议组成[2]。智能合约中的合约条款被触发，并在满足特定条件时自动执行（例如，谁违反合约将被自动处以罚款）。

　　智能合约已经在区块链上实现，如图1所示。经批准授权确认的合同条款被转换成可执行的计算机程序。合同条款之间的逻辑连接也以程序中的逻辑流（例如if else if语句）的形式保留下来。每个合同语句的执行记录为存储在区块链中的不可变事务。同时，智能合约保证了适当的访问控制和合约执行。特别是，开发人员可以为合同中的每个函数分配访问权限。

　　尽管区块链及其智能合约在重塑各行各业方面都有很好的前景，但区块链系统固有的局限性也带来了不少的挑战。

　　1） 运行维护。

　　由于区块链系统的去中心和异质性，很难找出影响区块链绩效的潜在因素。例如，由于采用了不同的一致性算法，Hyperledger Fabric的交易吞吐量瓶颈不同于比特币和以太坊。此外，与其他软件系统一样，智能合约由许多计算机程序组成，这些程序可能会受到软件错误、恶意代码和运行环境不兼容的影响。因此，实现复杂区块链系统的智能化、自动化运营维护至关重要。

　　2） 智能合约的质量保证。

　　智能合约也存在许多漏洞，如重入性漏洞[1]、过充问题[3]、随机性控制[4]和去中心化自治组织（DAO）攻击[5]。此外，合约的正确性对智能合约也至关重要，因为一旦合约部署在区块链之上，几乎不可能进行任何修改更新。然而，与软件系统一样，智能合约通常包含编程错误，这些错误可能导致崩溃或错误行为，同时由于智能合约的复杂性，很难检测和识别这些错误。

　　3） 恶意行为检测。

　　除了合法业务外，区块链还可能被用于恶意活动，但由于区块链的假名（即匿名区块链地址），这些恶意活动很难被检测到。另一方​面，加密的区块链数据也导致难以通过简单的数据分析来检测和识别恶意行为。此外，区块链数据的海量性、异构性以及用户行为的多样性使得问题更加严重。因此，传统的基于分类的方法（如机器学习方法）不能直接应用。

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