コントラクト バイトコードとは何ですか?また、Solidity コードからどのように生成されるのでしょうか?

イーサリアムのコントラクトバイトコードを理解する

1. コントラクト バイトコードは、イーサリアム仮想マシン (EVM) が直接実行できる 16 進形式で書かれたマシンレベルの命令のセットです。スマート コントラクトがイーサリアム ブロックチェーンにデプロイされると、このバイトコードがチェーン上に保存され、トランザクション中に呼び出されます。バイトコードには、元の高レベル コードで定義されているすべてのロジックが含まれていますが、EVM が理解できる形式に変換されます。

2. Solidity のすべての関数、状態変数、および修飾子は、バイトコードの最終構造に寄与します。これには、実行可能なロジックだけでなく、コンストラクター引数、関数セレクター、内部メソッド ディスパッチ メカニズムなどのメタデータも含まれます。 EVM はバイトコードからオペコードを解釈して、ストレージへの書き込み、算術計算、外部呼び出しなどの操作を実行します。

3. 導入プロセスは、契約の作成を対象としたトランザクションがブロードキャストされると開始されます。受信者アドレスを指定する代わりに、「宛先」フィールドは空のままにし、データ フィールドには初期化バイトコードが含まれます。マイニングされると、EVM はこのコードを実行し、ランタイム バイトコードを生成します。これが、デプロイされたコントラクトの永続的なロジックになります。

4. Etherscan などの検証ツールを使用すると、開発者はデプロイされたバイトコードを元の Solidity ソースと照合できます。これにより、特にユーザーが内部の仕組みを知らずに契約を操作する分散型金融 (DeFi) プロトコルの場合、透明性と信頼が確保されます。コンパイルされたバイトコードをオンチェーンのバージョンと照合することで、デプロイ中に変更が加えられていないことが確認されます。

Solidityからバイトコードまでのコンパイルプロセス

1. 変換は、Solidity コンパイラーsolc が人間が読める .sol ファイルを解析することから始まります。中間表現を生成する前に、構文をチェックし、インポートを解決し、型を検証します。この段階では、関数シグネチャの不一致や不正な可視性指定子などのエラーが検出されます。

2. セマンティック分析の後、コンパイラはコントラクトを EVM 互換アセンブリに変換します。このステップでは、ループや条件文などの高レベルの構成要素を、JUMP、SLOAD、MUL などの EVM オペコードのシーケンスにマップします。各オペコードは、EVM によってサポートされる特定の低レベル操作に対応します。

3. アセンブリ出力は、16 進文字列として表される生のバイトコードに変換されます。これには、初期化コード (デプロイメント中に使用される) と実行時コード (デプロイメント後に永続化される) の両方が含まれます。コンストラクター ロジックは初期化中に 1 回実行され、ストレージ レイアウトに影響を与えない限り、最終的なランタイム バイトコードから除外されます。

4. コンパイル中に、メタデータがバイトコードの末尾に追加されることがよくあります。これには、コンパイラのバージョン、ソース コード ハッシュ、ABI などの詳細が含まれます。この情報は実行されませんが、検証とデバッグに役立ちます。一部のツールは、オンチェーン展開との正確な一致を保証するために、比較する前にこのメタデータを削除します。

ABI の役割とデプロイメントアーティファクト

1. バイトコードと並行して、Solidity コンパイラーは、コントラクトの機能と対話する方法を記述するアプリケーション バイナリ インターフェイス (ABI) を生成します。 ABI は、関数名、パラメーター、戻り値の型、およびそれらが定数か支払可能かを指定します。これがないと、外部アプリケーションはコントラクトへの呼び出しを正しくエンコードまたはデコードできません。

2. Hardhat や Truffle などの開発フレームワークは、コンパイルと展開のワークフローを自動化します。バイトコードと ABI の両方を含むアーティファクトが保存されるため、さまざまなネットワーク間でのコントラクトのデプロイとテストが容易になります。これらのアーティファクトは、外部ロジックを必要とする複雑なコントラクトで使用されるライブラリのリンクもサポートします。

3. Solidity のライブラリは個別にデプロイされ、コンパイル時にリンクされます。それらのアドレスは、コンパイル中にメイン コントラクトのバイトコードに埋め込まれます。適切にリンクされていない場合、結果のバイトコードにプレースホルダーが含まれる可能性があり、実行時にエラーが発生する可能性があります。ツールは、最終的なバイトコード生成前にライブラリを自動的にデプロイし、参照を更新することでこれに対処します。

4. プロキシ コントラクトなどのアップグレード可能なパターンは、バイトコード構造の理解に大きく依存します。プロキシはストレージを保持し、アドレスを変更できる実装コントラクトへの呼び出しを委任します。このような場合、デリゲートコール転送が意図したとおりに機能し、ストレージ スロットが競合しないことを確認するには、バイトコードを分析することが重要になります。

コントラクト バイトコードは、イーサリアム ネットワーク上での実行に不可欠であり、コンパイル後の Solidity コードのデプロイ可能な最終的な形式を表します。

よくある質問

コントラクトのバイトコードを表示するにはどのようなツールを使用できますか?いくつかのツールではバイトコードを検査できます。 Remix IDE はコンパイルされたバイトコードを直接表示します。コマンドライン solc は、--bin フラグを使用してバイトコードを出力します。 Etherscan などのブロック エクスプローラーは、検証が成功すると、[バイトコード] タブに検証済みのコントラクト バイトコードを表示します。

2 つの異なる Solidity コードは同じバイトコードを生成できますか?はい、ロジックとコンパイラ設定が同一の場合、Solidity で異なるフォーマットや変数名を使用しても同じバイトコードになる可能性があります。コンパイラの最適化により、特にロジックが機能的に同等である場合、構造的に異なるコードが類似のオペコード シーケンスに収束する可能性があります。

バイトコードに swarm ハッシュが含まれる場合があるのはなぜですか? Swarm ハッシュは歴史的に、ソース コードとビルド設定を含むメタデータ ファイルの場所を示すためにバイトコードに埋め込まれていました。これにより、開発の詳細をオフチェーンで取得できるようになりました。最近の慣行では、プライバシーを保護するためにそれらを削除したり、契約の検証中に代替のメタデータ処理方法を使用したりすることがよくあります。

デプロイされたコントラクトがローカルのバイトコードと一致することを確認するにはどうすればよいですか? web3.js または ethers.js を使用して、ローカルのコンパイル出力からのランタイム バイトコードをブロックチェーン上のバイトコードと比較できます。 eth_getCode を介してオンチェーンのバイトコードを取得し、ローカルでコンパイルされたバージョンと照合します。正確な比較に必要な場合はメタデータを除外します。