Was sind aktualisierbare Smart Contracts und wie erstellt man einen solchen?

Erweiterbare Smart Contracts verstehen

1. Aktualisierbare Smart Contracts sind Blockchain-basierte Programme, die mit Mechanismen ausgestattet sind, die es ermöglichen, ihre Logik nach der Bereitstellung zu ändern, ohne ihre On-Chain-Adresse zu ändern.

2. Diese Fähigkeit beseitigt eine grundlegende Einschränkung herkömmlicher intelligenter Verträge – die Unveränderlichkeit –, die nach der Bereitstellung oft zu dauerhaften Schwachstellen oder veralteten Funktionen führt.

3. Die Kernidee beruht auf der Trennung der Vertragslogik vom Vertragsstatus, sodass Entwickler denselben Speicherort auf neuen Implementierungscode verweisen können.

4. Ethereum bleibt aufgrund seiner ausgereiften Tools und weit verbreiteten Akzeptanz in dezentralen Finanzprotokollen die häufigste Umgebung für solche Muster.

5. Sicherheitsüberprüfungen werden erheblich komplexer, da Upgrade-Pfade zusätzliche Angriffsflächen mit sich bringen, einschließlich Proxy-Besitz und Initialisierungsfehlern.

Proxy-Musterarchitektur

1. Das Transparent-Proxy-Muster verwendet einen Proxy-Vertrag, der Aufrufe mithilfe von „delegatecall“ an einen Implementierungsvertrag weiterleitet und dabei den Kontext des Aufrufers beibehält.

2. Ein Proxy verwaltet den dauerhaften Speicher und delegiert die Ausführung an eine veränderbare Implementierungsadresse, die von einem Administrator oder einer Brieftasche mit mehreren Signaturen gesteuert wird.

3. Funktionsselektoren werden vor der Weiterleitung überprüft: Admin-Funktionen dürfen nicht mit benutzerseitigen Funktionssignaturen kollidieren, um unbefugten Zugriff zu verhindern.

4. Die Kompatibilität des Speicherlayouts zwischen den Versionen ist von entscheidender Bedeutung. Jede Fehlausrichtung beeinträchtigt den Status und beeinträchtigt die Abwärtskompatibilität.

5. Die aktualisierbare Vertragsbibliothek von OpenZeppelin bietet standardisierte, geprüfte Vorlagen, einschließlich ERC-20- und Governance-Modulen, die für diese Architektur entwickelt wurden.

Risiken und häufige Fallstricke

1. Unsachgemäß initialisierte aktualisierbare Verträge können dazu führen, dass kritische Variablen nicht initialisiert werden, was zu stillen Fehlern während des Laufzeitbetriebs führt.

2. Die Eigentumszentralisierung in der Proxy-Verwaltung führt zu Single Points of Failure – kompromittierte Admin-Schlüssel können die Logik auf bösartige Implementierungen umleiten.

3. Upgrade-Funktionen selbst können Wiedereintrittsvektoren enthalten, wenn sie nicht sorgfältig durch Kontrollen wie ReentrancyGuard -Modifikatoren geschützt werden.

4. Entwickler vergessen manchmal, Initialisierungsmodifikatoren anstelle von Konstruktoren hinzuzufügen, was dazu führt, dass die Setup-Logik bei Upgrades übersprungen wird.

5. Fest codierte Adressen in Implementierungsverträgen beeinträchtigen die Zusammensetzbarkeit, wenn sich diese Adressen nach dem Upgrade ändern, was zu vertragsübergreifenden Aufruffehlern führt.

Bereitstellungsworkflow

1. Entwickler schreiben einen Implementierungsvertrag, der von OpenZeppelins Initializable erbt, und definieren die gesamte darin enthaltene Geschäftslogik.

2. Ein separater Proxy-Vertrag wird bereitgestellt, der zunächst auf die erste Implementierungsversion verweist und einer verifizierten Wallet Administratorrechte zuweist.

3. Der Implementierungsvertrag wird dann separat bereitgestellt und seine Adresse wird über eine signierte Transaktion an die Upgrade-Funktion des Proxys übergeben.

4. Alle nachfolgenden Interaktionen erfolgen über die Proxy-Adresse, wodurch sichergestellt wird, dass Benutzer trotz zugrunde liegender Logikänderungen dieselbe Schnittstelle beibehalten.

5. Jedes Upgrade erfordert vollständige Regressionstests – einschließlich Grenzfälle mit pausierten Zuständen, Notstopps und Token-Transfers – um zu vermeiden, dass die Annahmen von Frontends oder Orakeln gebrochen werden.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich einen Vertrag aktualisieren, der ursprünglich nicht als aktualisierbar konzipiert war? A: Nein. Das Nachrüsten der Upgrade-Fähigkeit auf einen Standardvertrag ist nicht möglich, ohne den gesamten Status manuell neu bereitzustellen und zu migrieren – ein Prozess, der mit Risiken behaftet ist und in der Produktion selten durchführbar ist.

F: Kostet die Interaktion mit aufrüstbaren Verträgen mehr Gas? A: Ja. Jeder externe Anruf verursacht einen Overhead durch die Delegatecall-Weiterleitungsschicht und die Selector-Dispatch-Logik des Proxys, der typischerweise 1.000–3.000 Gas pro Vorgang hinzufügt.

F: Ist es sicher, zum Testen einen öffentlichen Proxy-Administratorschlüssel zu verwenden? A: Dies ist nur in Testnetzen akzeptabel. Die Verwendung eines öffentlichen oder offengelegten Administratorschlüssels im Mainnet verstößt gegen die grundlegende Sicherheitshygiene und setzt das gesamte Protokoll einer sofortigen Gefährdung aus.

F: Was passiert, wenn ein Upgrade eine bahnbrechende Änderung am ABI eines externen Vertrags mit sich bringt? A: Jede dApp oder jeder Dienst, der sich auf diese ABI verlässt, schlägt stillschweigend fehl oder gibt bei Aufrufen Fehler aus, was möglicherweise zum Einfrieren von Geldern oder zum Anhalten von Integrationen führt, bis sie aktualisiert werden, um der neuen Schnittstelle zu entsprechen.