探索以太坊合约委托调用(DelegateCall)

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不多的几个较为抽象的概念也很容易理解,之所以很多人感觉探索以太坊合约委托调用(DelegateCall)比较复杂,一方面是因为大多数的文档没有做到由浅入深地讲解,概念上没有注意先后顺序,给读者的理解带来困难

探索以太坊eth合约委托调用(DelegateCall)

  • Solidity
  • 委托调用

call()delegatecall()的异同。在delegatecall()的情况下,我们需要关心字段变量的顺序

  • 原文:https://medium.com/coinmonks/delegatecall-calling-another-contract-function-in-solidity-b579f804178c , 作者:zerofruit
  • 译文出自:登链翻译计划
  • 译者:翻译小组
  • 校对:Tiny 熊
  • 本文永久链接:learnblockchain.cn/article…

在本文中,我们看看如何调用另一个合约的函数,并更深入讨论delegatecall委托调用。

有时,需要在编写以太坊eth智能合约代码中,与其他合约进行交互。在Solidity中,有几种方法可以实现此目标:

如果知道目标合约的ABI,可以直接使用函数签名

假设已经部署了一个简单的合约,称为“Storage”,该合约允许用户保存val

pragma solidity ^0.5.8; contract Storage {     uint public val;     constructor(uint v) public {         val = v;     }      function setValue(uint v) public {         val = v;     } }

现在我们部署另一个称为“Machine”的合约,它是“Storage”合约的调用方。 “Machine”引用“Storage”合约并更改其val

pragma solidity ^0.5.8; import "./Storage.sol"; contract Machine {     Storage public s;      constructor(Storage addr) public {         s = addr;         calculateResult = 0;     }      function saveValue(uint x) public returns (bool) {         s.setValue(x);         return true;     }     function getValue() public view returns (uint) {         return s.val();     } }

在此案例中,我们知道 Storage合约的ABI及其地址,以便我们可以使用该地址初始化现有的Storage合约,而ABI的作用是告诉我们如何调用Storage合约的函数。可以看到Machine合约调用了Storage.setValue()函数。

编写测试代码检查Machine.saveValue()是否实际上调用了Storage.setValue()函数并更改了其状态。

const StorageFactory = artifacts.require('Storage'); const MachineFactory = artifacts.require('Machine');  contract('Machine', accounts => {   const [owner, ...others] = accounts;    beforeEach(async () => {     Storage = await StorageFactory.new(new BN('0'));     Machine = await MachineFactory.new(Storage.address);   });    describe('#saveValue()', () => {     it('should successfully save value', async () => {       await Machine.saveValue(new BN('54'));       (await Storage.val()).should.be.bignumber.equal(new BN('54'));     });   }); });

测试通过了!

Contract: Machine   After initalize     #saveValue()       ✓ should successfully save value (56ms)  1 passing (56ms)

如果不知道目标合约的ABI,请使用call或delegatecall

但是,如果调用者(在本例中为“Machine”合约)不知道目标合约的ABI,该怎么办?

其实,我们仍然可以使用call()delegatecall()来调用目标合约的函数。

在解释以太坊eth Solidity的 call()delegatecall()之前,了解EVM如何保存合约变量对于了解call()delegatecall()会有所帮助。

EVM如何将字段变量保存到存储

以太坊eth中,有两种空间可以保存合约的字段变量。一个是“内存”,另一个是“存储”。而且,“ foo”保存到存储意味着“ foo”的值会永久记录到区块链blockchain状态中。

那么,单个合约中的如此多的变量又是怎样让彼此不重叠呢? EVM将插槽号分配给字段变量。

contract Sample1 {     uint256 first;  // slot 0     uint256 second; // slot 1 }

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EVM使用插槽保存字段变量

因为firstSample1合约中最先声明,所以分配了0个插槽。每个不同的变量都通过其插槽号来区分。

在EVM中,智能合约存储中具有2256个插槽,每个插槽可以保存32字节大小的数据。

如何调用智能合约函数

像Java,Python这样的通用编程代码一样,Solidity函数可以看作是一组命令。当我们说“函数被调用”时,这意味着我们将特定的上下文(如参数)注入到该组命令(函数)中,并且在此上下文中一个接一个地执行命令。

函数、命令组、地址空间可以通过其名称找到。

以太坊eth函数中,调用可以用字节码表示,使用 4 + 32 * N个字节表达。这个字节码由两部分组成。

  • 函数选择器:这是函数调用字节码的前4个字节。函数选择器是通过对目标函数的名称加上其参数类型(不包括空格)进行哈希(keccak-256哈希函数)取前 4 个字节得到,例如bytes4(keccak-256(“saveValue(uint)”))。基于此函数选择器,EVM可以决定应在合约中调用哪个函数。
  • 函数参数:将参数的每个值转换为固定长度为32bytes的十六进制字符串。如果有多个参数,则串联在一起。

如果用户将此4 + 32 * N字节字节代码传递给交易的数据字段。 EVM可以找到应执行的函数,然后将参数注入该函数。

用测试用例解释DelegateCall

上下文(context)

当我们谈论智能合约函数的调用方式时,有一个“上下文(context)”一词。实际上,“上下文”一词在软件中是很笼统的概念,其含义根据场合不同有所改变。

当我们谈论程序的执行时,我们可以说“上下文”是指执行时所有环境(如变量或状态)。例如,在执行程序“A”时,执行该程序的用户名是“zeroFruit”,则用户名 “zeroFruit”可以是程序“A”的上下文。

以太坊eth智能合约中,有很多上下文,其中一个代表性的事情是谁执行这个合约。你可能会在很多Solidity代码中看到msg.sender,而msg.sender地址的值就是根据执行此合约函数的人,而有所不同。

委托调用(DelegateCall)

委托调用,顾名思义,是调用方合约如何调用目标合约函数的调用机制,但是当目标合约执行其逻辑时,其使用调用方合约的上下文。

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合约调用(call)另一个合约时的上下文

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合约委托调用(delegatecall)另一个合约时的上下文

那么,当合约委托调用目标时,存储状态将如何更改?

由于当使用委托调用目标时,上下文在调用者合约上,所以所有状态更改逻辑都会反映在调用者的存储上。

例如,我们有代理合约和业务合约。代理合约委托调用到业务合约函数。如果用户调用代理合约,则代理合约会将委托给业务合约,并执行函数。但是所有状态更改将反映在代理合约存储中,而不是业务合约中。

测试用例验证

以下是上面解释的合约的扩展版本。它仍然有Storage作为字段,还额外增加了有addValuesWithDelegateCalladdValuesWithCall以测试如何存储的更改。而且Machine具有calculateResultuser用于保存结果,以及谁调用了此函数。

pragma solidity ^0.5.8; import "./Storage.sol";  contract Machine {     Storage public s;      uint256 public calculateResult;      address public user;      event AddedValuesByDelegateCall(uint256 a, uint256 b, bool success);     event AddedValuesByCall(uint256 a, uint256 b, bool success);      constructor(Storage addr) public {         ...         calculateResult = 0;     }    ...      function addValuesWithDelegateCall(address calculator, uint256 a, uint256 b) public returns (uint256) {         (bool success, bytes memory result) = calculator.delegatecall(abi.encodeWithSignature("add(uint256,uint256)", a, b));         emit AddedValuesByDelegateCall(a, b, success);         return abi.decode(result, (uint256));     }      function addValuesWithCall(address calculator, uint256 a, uint256 b) public returns (uint256) {         (bool success, bytes memory result) = calculator.call(abi.encodeWithSignature("add(uint256,uint256)", a, b));         emit AddedValuesByCall(a, b, success);         return abi.decode(result, (uint256));     } }

下面是目标合约Calculator,它也有calculateResultuser

pragma solidity ^0.5.8;  contract Calculator {     uint256 public calculateResult;      address public user;      event Add(uint256 a, uint256 b);      function add(uint256 a, uint256 b) public returns (uint256) {         calculateResult = a + b;         assert(calculateResult >= a);          emit Add(a, b);         user = msg.sender;          return calculateResult;     } }

测试addValuesWithCall

下面是addValuesWithCall的测试代码。需要测试的有:

  • 由于上下文位于“Calculator”而非“Machine”上,因此add结果应保存到“Calculator”合约存储中
  • 因此,CalculatorcalculateResult应该为3,而user的地址应该设置为Machine的地址。
  • 并且MachinecalculateResult应该为0,user为零地址。
describe('#addValuesWithCall()', () => {   let Calculator;    beforeEach(async () => {     Calculator = await CalculatorFactory.new();   });    it('should successfully add values with call', async () => {     const result = await Machine.addValuesWithCall(Calculator.address, new BN('1'), new BN('2'));expectEvent.inLogs(result.logs, 'AddedValuesByCall', {       a: new BN('1'),       b: new BN('2'),       success: true,     });      (result.receipt.from).should.be.equal(owner.toString().toLowerCase());     (result.receipt.to).should.be.equal(Machine.address.toString().toLowerCase());(await Calculator.calculateResult()).should.be.bignumber.equal(new BN('3'));     (await Machine.calculateResult()).should.be.bignumber.equal(new BN('0'));(await Machine.user()).should.be.equal(constants.ZERO_ADDRESS);      (await Calculator.user()).should.be.equal(Machine.address);   }); });

按预期通过了所有测试:

Contract: Machine   After initalize     #addValuesWithCall()       ✓ should successfully add values with call (116ms)  1 passing (116ms)

测试addValuesWithDelegateCall

下面是我们的addValuesWithCall测试代码。我们需要测试的有:

  • 由于上下文位于“Machine”而非“Calculator”上,因此add结果应保存到“Machine”存储中。
  • 因此,CalculatorcalculateResult应该为0,而user的地址应为0地址。
  • MachinecalculateResult应为3,而user的则为用户地址(EOA)。
describe('#addValuesWithDelegateCall()', () => {   let Calculator;    beforeEach(async () => {     Calculator = await CalculatorFactory.new();   });    it('should successfully add values with delegate call', async () => {     const result = await Machine.addValuesWithDelegateCall(Calculator.address, new BN('1'), new BN('2'));expectEvent.inLogs(result.logs, 'AddedValuesByDelegateCall', {       a: new BN('1'),       b: new BN('2'),       success: true,     });      (result.receipt.from).should.be.equal(owner.toString().toLowerCase());     (result.receipt.to).should.be.equal(Machine.address.toString().toLowerCase());// Calculator storage DOES NOT CHANGE!     (await Calculator.calculateResult()).should.be.bignumber.equal(new BN('0'));      // Only calculateResult in Machine contract should be changed     (await Machine.calculateResult()).should.be.bignumber.equal(new BN('3'));(await Machine.user()).should.be.equal(owner);     (await Calculator.user()).should.be.equal(constants.ZERO_ADDRESS);   }); });

但是失败了!什么呢?“562046206989085878832492993516240920558397288279”来自哪里?

0 passing (236ms) 1 failing1) Contract: Machine      After initalize        #addValuesWithDelegateCall()          should successfully add values with delegate call:  AssertionError: expected '562046206989085878832492993516240920558397288279' to equal '3'     + expected - actual-562046206989085878832492993516240920558397288279     +3

如前所述,每个字段变量都有其自己的插槽。当我们委托调用Calculator时,上下文位于Machine上,但是插槽编号基于Calculator

因此,由于CalculatorcalculateResult覆盖了Storage地址,而user覆盖了calculateResult,因此测试失败。

基于此知识,我们可以找到“ 562046206989085875878832492993516240920558397288279”的来源。它是EOA的十进制版本。

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“Calculator”合约字段变量将覆盖“Machine”合约字段变量

因此,要解决此问题,我们需要更改“ Machine”字段变量的顺序。

contract Machine {     uint256 public calculateResult;      address public user;      Storage public s;      ... }

最后,测试通过了!

Contract: Machine   After initalize     #addValuesWithDelegateCall()       ✓ should successfully add values with delegate call (106ms)  1 passing (247ms)

总结一下

在本文中,我们已经看到了如何从合约中调用另一个合约的函数。

  • 如果我们知道目标函数的ABI,就可以直接使用目标函数签名
  • 如果我们不知道目标函数的ABI,可以使用call()delegatecall()。但是在delegatecall()的情况下,我们需要关心字段变量的顺序。

源代码

如果你想自己进行测试,可以在此代码库中找到代码。


本翻译由 Cell Network 赞助支持。

  • 发表于 5小时前
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  • 分类:Solidity
  • 专栏:全面掌握Solidity智能合约开发

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