深入了解智能合约的最小代理“EIP-1167”

概述

在一开始，代理合约很难去掌握，在这篇文章中，我们将分析最小代理标准或“EIP-1167”，并创建一个代码示例。

在开始之前，不要混淆可升级代理和最小代理，这是非常重要的，它们是完全不同的。在这篇文章中，我们只讨论最小代理。

最小代理标准早在2018年就正式发布了，这个标准的主要思想是尽可能便宜地部署基础合约的副本。让我进一步展开:

最好的例子是一个多重签名钱包。让我们假设用户创建了一个非常简单的多重签名钱包，它可以接收资金、发送资金和设置n个所有者的数量。当然，为了发送资金，用户需要达到一定的法定人数(n≥m)。一旦智能合约准备好了，有两种主要的方法可以让它准备好投入生产。第一个是部署合约，使所有用户直接交互，这意味着所有的资金将存储在该合约，为了跟踪谁拥有什么，需要创建一个映射（地址 => uint) 公共余额+ 一些修饰符。这种方法的问题在于，用户将所有内容集中在一个地方，最重要的是，用户打开了额外攻击向量的可能性。换句话说，用户使合约更加复杂了。我们不想这样做，我们想把安全作为我们的首要任务。想到的第二种方法是让用户部署合约，为了做到这一点，用户需要编译合约，将字节码放在前端，并让用户部署合约。这种方法的问题是效率非常低，而且gas价格昂贵。想象一下，如果合约变得太大太复杂，部署成本将非常高，再加上我们正在用大量存储轰炸链。解决这个问题的方法是实现最小代理标准。

最小代理所做的是创建一个廉价的克隆(我们称它为廉价，因为它的部署成本非常低)，它具有与实现合约完全相同的逻辑，但具有自己的存储状态。这是通过低级别的委托调用实现的。

为了实施这个标准，我们需要：

• 执行合约：有时被称为基础合约、核心合约、主合约等。重要的是，执行合约是所有逻辑所在的地方。

• 代理工厂或克隆工厂：顾名思义，克隆工厂合约将是我们的工厂。这意味着用户将调用工厂的一个函数，而工厂将克隆一份实施合同的精确副本，但拥有自己的存储空间。这意味着每个克隆都有相同的逻辑，但存储状态独立。

• 代理：如前所述，代理合约是实施合约的克隆，但具有独特的存储。

现在我们有了一个大致的了解，让我们创建一个示例来巩固我们的知识。我们将在Remix中做这个例子，使它更简单。

合约将会非常简单，这里的目的是理解标准。

为此我们需要以下合约:

• 实现：这是我们的逻辑所在的地方，我们将其称为Implementation.sol。

• CloneFactory：这将是我们的工厂，我们将有一个clone() 函数，用户将触发该函数，工厂将输出代理的地址。工厂的名称将是CloneFactory.sol。

• 代理：与代理无关，代理将是CloneFactory.sol 中的clone() 函数的输出。可以有尽可能多的不同代理，这就是整个目的，以创建许多Implementation.sol的克隆。

这是它看起来的样子:

需要记住的一个非常重要的方面是，克隆不知道构造函数，因此我们使用initialize()函数“替换构造函数”，而不是使用构造函数来分配重要变量。我们只需要确保initialize()函数只被调用一次，这样人们就不能篡改合约，类似于构造函数的工作原理。为了做到这一点，我们通常使用openZeppelin的Initializabl。对于本例，我们不打算使用任何第三方合约，只是为了更清楚地说明。

让我们从Implementation.sol开始。合约唯一要做的就是拥有一个带有setter函数和修饰符的uint公共变量，限制只有所有者才能更改变量的访问权限。

让我们来分析一下：

uint public x→我们将在setter函数中更改的无符号整数(默认为0)。

bool public isBase→这个布尔值将确保实现合约永远不会被初始化。如果在构造函数中看到，我们将：isBase设置为true，并且initialize()函数的第一个require语句是require(isBase ==false)。这保证了实现合约只用于逻辑，没有人可以篡改。请记住，代理或克隆合约不知道构造函数，因此isBase将被设置为其默认值false。

address public owner→合约所有者(外部拥有的账户)。所有者默认为address(0)。在Solidity中，如果不分配地址类型，则默认值为address(0)。

modifier onlyOwner()→希望用户不需要解释这个，但基本上这是说只有所有者可以调用这个函数。

initialize(address _owner)→一旦创建代理克隆，需要立即调用initialize函数。这就像我们的构造函数，意味着如果之前有人调用这个函数，它将控制合约。如我们所见，它有一个参数(address _owner)。该参数将在CloneFactory 中提供。这里有两个重要的考虑:

• 用户需要确保initialize函数只被调用一次。我们这样做，是通过检查所有者是否是地址(0)。一旦分配了所有者，并且我们试图再次调用该函数，交易将恢复。强烈建议在Initializable合约中使用这个体系结构+ OpenZppelin的initializer()修饰符。这确保了函数只能被调用一次。

• 使实现合约不可用：通过在构造函数中赋值isBase=true，并在initialize()函数中要求isBase== false，我们可以确保没有人可以篡改合约。该合约的唯一目的是充当逻辑合约，如果有人试图调用基础合约的初始化函数，它将立即恢复。

一旦我们准备好了Implementation.sol，让我们创建CloneFactory.sol。为此，我们将使用 OpenZeppelin 的 Clone 库中的 clone() 函数。

让我们来分析一下:

interface Implementation→initialize()是我们在Implementation.sol中需要的唯一函数。一旦创建了克隆合约，我们将立即调用它。

address public implementation→implementation .sol的地址。

mapping(address => address[]) public allClone →这只是一个跟踪所有已部署克隆的映射，第一个地址是 msg.sender 或克隆的所有者。

clon(address implementation)→这个函数来自Open Zeppelin。在较高的层次上，我们提供实现地址(implementation .sol)，它返回该地址的一个实例，换句话说，它返回一个完全相同的implementation .sol的克隆。

clone()→这是用户将要调用的函数。一旦有人调用这个函数，第一件事就是创建一个新的克隆并将它保存在地址 sameChild 下。这个地址将持有与Implementation.sol相同的逻辑，但有自己的存储状态。正如我们在clone()的第三行中看到的，我们正在调用initialize函数:

这是至关重要的，这就是为什么我们要立即调用它。这将使clone()函数的调用者成为克隆合约的所有者。一旦做了，就没有回头路了。

用户可以克隆任意数量的合约，每个合约都有自己的存储空间。任何调用_clone()函数的人都将是唯一能够访问更改“x”的帐户。

结论

当我们需要为一个合约创建多个副本时，最小代理标准非常有效，每个副本都有自己的存储状态。最常见的用例是:Multi-Sig-Wallet、托管账户、某种类型的流动性池等。

作为提醒，无论何时执行此标准，都要特别注意以下事项：

• 实现合约中的initialize()函数只能被调用一次。

• 需要尽快触发实现合约中的initialize()函数。

• 使实现合约不可用。