スマート コントラクトはエラーと例外をどのように処理しますか?

スマートコントラクトにおけるエラー処理を理解する

1. スマート コントラクトはブロックチェーン ネットワーク上で動作し、すべてのトランザクションは取り消し不能で公的に記録されます。実行中にエラーが発生すると、データの整合性を維持するためにトランザクション全体が元に戻されます。このメカニズムにより、部分的な状態の変更が取り残されることがなくなり、台帳の一貫性が維持されます。

2. Ethereum 仮想マシン (EVM) は、例外を管理するために REVERT、INVALID、ASSERTFAIL などの組み込みオペコードをサポートするスタックベースのアーキテクチャを使用します。 REVERT を使用すると、コントラクトは理由文字列を返しながら状態の変更を元に戻すことができるため、すべてのガスを消費せずにデバッグするのに役立ちます。

3. 最も広く使用されているスマート コントラクト言語の 1 つである Solidity には、 require 、 assert 、およびrevertなどのいくつかの制御ステートメントが用意されています。 require 関数は条件をチェックし、偽の場合は元に戻します。通常は入力検証に使用されます。未使用のガソリンを返金するため、ユーザー向けの小切手のコスト効率が高くなります。

4. アサートは内部不変式を対象としており、バグによってのみ失敗する必要があります。トリガーされると、残りのガスがすべて消費され、実行が停止されます。この厳密な動作により、正しいロジックの下では決して違反してはいけない重要な内部状態を検証するのに適しています。

5. 開発者は、Solidity 0.8.4 以降で error キーワードを使用してカスタム エラー タイプを定義できます。これらのカスタム エラーは、長い復帰文字列をコンパクトな識別子に置き換えることで展開コストを削減し、特定の障害ケースを処理する際のガス効率と可読性の両方を向上させます。

例外処理時のガス管理

1. ガス料金は、スマート コントラクト内で例外を管理する方法において重要な役割を果たします。 require ステートメントが失敗すると、トランザクションは元に戻りますが、未使用のガスが呼び出し元に返されるため、無効な入力やエッジ ケースによる経済的損失が最小限に抑えられます。

2. 対照的に、アサート失敗は重大な論理欠陥を示すため、残りのガスをすべて消費します。この懲罰的なアプローチにより、不適切なコーディング慣行が阻止され、展開前の厳格なテストの重要性が強調されます。

3. Try/catch 構文の使用は Solidity に制限されており、外部呼び出しにのみ適用されます。呼び出されたコントラクトが元に戻った場合、呼び出し側コントラクトは try/catch ブロックを使用してこれをキャッチでき、例外を完全に伝播する代わりにフォールバック メカニズムまたは代替パスを許可します。

4. エラー処理ルーチンを設計する場合、ガスを効率的に使用することが不可欠です。元に戻す文字列を使いすぎると、展開コストと実行コストが増加します。カスタム エラーは、発行と解釈のコストが低いイベントのような構造で障害モードをエンコードすることにより、より経済的なソリューションを提供します。

5. 一部のプロトコルは、トランザクションが送信される前に潜在的な障害状態を検出するオフチェーン監視システムを実装しています。ノードまたは専用サービスを通じて実行をシミュレートすることで、ユーザーは予測可能な取り消しによって引き起こされる不必要なガス消費を回避します。

例外処理のセキュリティへの影響

1. エラー処理の設計が不十分だと、脆弱性が露呈する可能性があります。たとえば、意味のあるメッセージなしで throw または古いバージョンの revert のみに依存すると、デバッグが困難になり、悪意のある動作が監査人から隠蔽される可能性があります。

2. リエントラント攻撃はこれまで、元に戻す前の不適切な状態管理を悪用してきました。有名なケースには DAO ハッキングが含まれており、コントラクトによって状態変更を元に戻す前に、再帰呼び出しによって資金が枯渇しました。 Checks-Effects-Interactions のような最新のパターンは、状態の更新が外部呼び出しよりも前に行われるようにすることで、このようなリスクを軽減します。

3. アサートを誤用すると、サービス拒否シナリオが発生する可能性があります。攻撃者が意図的にアサート条件をトリガーできる場合、ガス欠を繰り返し強制することで特定の機能の実行を妨げる可能性があります。

4. 透過的なエラー通知は、セキュリティ監査と正式な検証プロセスに利益をもたらします。明確で構造化された例外は、自動化ツールが矛盾を検出し、複雑な契約のやり取り全体で正確さを検証するのに役立ちます。

5. アップグレード可能な契約により、さらに複雑さが生じます。プロキシ パターンでは、特にデリゲートコールが関与し、ストレージ レイアウトの不一致が発生した場合に、プロキシ コントラクトと実装コントラクト間でエラーがどのように伝播するかを慎重に検討する必要があります。

よくある質問

スマートコントラクトが元に戻るとガスはどうなりますか? require または revert ステートメントによってスマート コントラクトが元に戻されると、トランザクション状態の変更は元に戻され、未使用のガスが送信者に返されます。ただし、基本取引コストは引き続き請求されます。対照的に、アサート失敗は利用可能なガスをすべて消費します。

スマートコントラクトは、取り消されたトランザクションから回復できますか?取り消されたトランザクションは回復できません。その効果は完全に破棄されます。ただし、ユーザーは、有効な入力や十分なトークン残高の提供など、元に戻す原因に対処した後、修正されたトランザクションを送信できます。

カスタムエラーによりスマートコントラクトの効率がどのように向上するのでしょうか?カスタム エラーは、長い復帰文字列を一意の識別子に置き換え、デプロイメントおよび実行時のバイトコード サイズとガス コストを削減します。また、特定の障害状態に記号名を付けることで明確さが向上し、フロントエンドや監視ツールとの対話が向上します。

元に戻さずに例外を処理する方法はありますか?ほとんどの場合、例外が発生すると、一貫性を維持するために元に戻されます。ただし、開発者は、特に読み取り専用またはシミュレーション コンテキストにおいて、事前に条件をチェックし、元に戻す代わりにブール値のフラグまたはステータス コードを返すロジックを設計できます。