WTF Solidity课程

我最近在重新学 Solidity，巩固一下细节，也写一个“WTF Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新 1-3 讲。

所有代码和教程开源在 github: github.com/AmazingAng/WTF-Solidity

这一讲，我们将介绍代理合约中选择器冲突（Selector Clash）的另一个解决办法：通用可升级代理（UUPS，universal upgradeable proxy standard）。教学代码由OpenZeppelin的UUPSUpgradeable简化而成，不应用于生产。

UUPS

我们在上一讲已经学习了"选择器冲突"（Selector Clash），即合约存在两个选择器相同的函数，可能会造成严重后果。作为透明代理的替代方案，UUPS也能解决这一问题。

UUPS（universal upgradeable proxy standard，通用可升级代理）将升级函数放在逻辑合约中。这样一来，如果有其它函数与升级函数存在“选择器冲突”，编译时就会报错。

下表中概括了普通可升级合约，透明代理，和UUPS的不同点：

UUPS合约

首先我们要复习一下WTF Solidity极简教程第23讲：Delegatecall。如果用户A通过合约B（代理合约）去delegatecall合约C（逻辑合约），上下文仍是合约B的上下文，msg.sender仍是用户A而不是合约B。因此，UUPS合约可以将升级函数放在逻辑合约中，并检查调用者是否为管理员。

UUPS的代理合约

UUPS的代理合约看起来像是个不可升级的代理合约，非常简单，因为升级函数被放在了逻辑合约中。它包含3个变量：

implementation：逻辑合约地址。
admin：admin地址。
words：字符串，可以通过逻辑合约的函数改变。

它包含2个函数

构造函数：初始化admin和逻辑合约地址。
fallback()：回调函数，将调用委托给逻辑合约。

contract UUPSProxy {
    address public implementation; // 逻辑合约地址
    address public admin; // admin地址
    string public words; // 字符串，可以通过逻辑合约的函数改变

    // 构造函数，初始化admin和逻辑合约地址
    constructor(address _implementation){
        admin = msg.sender;
        implementation = _implementation;
    }

    // fallback函数，将调用委托给逻辑合约
    fallback() external payable {
        (bool success, bytes memory data) = implementation.delegatecall(msg.data);
    }
}

UUPS的逻辑合约

UUPS的逻辑合约与第47讲中的不同是多了个升级函数。UUPS逻辑合约包含3个状态变量，与代理合约保持一致，防止插槽冲突。它包含2个

upgrade()：升级函数，将改变逻辑合约地址implementation，只能由admin调用。
foo()：旧UUPS逻辑合约会将words的值改为"old"，新的会改为"new"。

// UUPS逻辑合约（升级函数写在逻辑合约内）
contract UUPS1{
    // 状态变量和proxy合约一致，防止插槽冲突
    address public implementation; 
    address public admin; 
    string public words; // 字符串，可以通过逻辑合约的函数改变

    // 改变proxy中状态变量，选择器： 0xc2985578
    function foo() public{
        words = "old";
    }

    // 升级函数，改变逻辑合约地址，只能由admin调用。选择器：0x0900f010
    // UUPS中，逻辑合约中必须包含升级函数，不然就不能再升级了。
    function upgrade(address newImplementation) external {
        require(msg.sender == admin);
        implementation = newImplementation;
    }
}

// 新的UUPS逻辑合约
contract UUPS2{
    // 状态变量和proxy合约一致，防止插槽冲突
    address public implementation; 
    address public admin; 
    string public words; // 字符串，可以通过逻辑合约的函数改变

    // 改变proxy中状态变量，选择器： 0xc2985578
    function foo() public{
        words = "new";
    }

    // 升级函数，改变逻辑合约地址，只能由admin调用。选择器：0x0900f010
    // UUPS中，逻辑合约中必须包含升级函数，不然就不能再升级了。
    function upgrade(address newImplementation) external {
        require(msg.sender == admin);
        implementation = newImplementation;
    }
}

`Remix`实现

部署UUPS新旧逻辑合约UUPS1和UUPS2。

部署UUPS代理合约UUPSProxy，将implementation地址指向旧逻辑合约UUPS1。

利用选择器0xc2985578，在代理合约中调用旧逻辑合约UUPS1的foo()函数，将words的值改为"old"。

利用在线ABI编码器HashEx获得二进制编码，调用升级函数upgrade()，将implementation地址指向新逻辑合约UUPS2。

利用选择器0xc2985578，在代理合约中调用新逻辑合约UUPS2的foo()函数，将words的值改为"new"。

总结

这一讲，我们介绍了代理合约“选择器冲突”的另一个解决方案：UUPS。与透明代理不同，UUPS将升级函数放在了逻辑合约中，从而使得"选择器冲突"不能通过编译。相比透明代理，UUPS更省gas，但也更复杂。

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UUPS

下表中概括了普通可升级合约，透明代理，和UUPS的不同点：

UUPS合约

UUPS的代理合约

UUPS的代理合约看起来像是个不可升级的代理合约，非常简单，因为升级函数被放在了逻辑合约中。它包含3个变量：

implementation：逻辑合约地址。
admin：admin地址。
words：字符串，可以通过逻辑合约的函数改变。

它包含2个函数

构造函数：初始化admin和逻辑合约地址。
fallback()：回调函数，将调用委托给逻辑合约。

contract UUPSProxy {
    address public implementation; // 逻辑合约地址
    address public admin; // admin地址
    string public words; // 字符串，可以通过逻辑合约的函数改变

    // 构造函数，初始化admin和逻辑合约地址
    constructor(address _implementation){
        admin = msg.sender;
        implementation = _implementation;
    }

    // fallback函数，将调用委托给逻辑合约
    fallback() external payable {
        (bool success, bytes memory data) = implementation.delegatecall(msg.data);
    }
}

UUPS的逻辑合约

UUPS的逻辑合约与第47讲中的不同是多了个升级函数。UUPS逻辑合约包含3个状态变量，与代理合约保持一致，防止插槽冲突。它包含2个

upgrade()：升级函数，将改变逻辑合约地址implementation，只能由admin调用。
foo()：旧UUPS逻辑合约会将words的值改为"old"，新的会改为"new"。

// UUPS逻辑合约（升级函数写在逻辑合约内）
contract UUPS1{
    // 状态变量和proxy合约一致，防止插槽冲突
    address public implementation; 
    address public admin; 
    string public words; // 字符串，可以通过逻辑合约的函数改变

    // 改变proxy中状态变量，选择器： 0xc2985578
    function foo() public{
        words = "old";
    }

    // 升级函数，改变逻辑合约地址，只能由admin调用。选择器：0x0900f010
    // UUPS中，逻辑合约中必须包含升级函数，不然就不能再升级了。
    function upgrade(address newImplementation) external {
        require(msg.sender == admin);
        implementation = newImplementation;
    }
}

// 新的UUPS逻辑合约
contract UUPS2{
    // 状态变量和proxy合约一致，防止插槽冲突
    address public implementation; 
    address public admin; 
    string public words; // 字符串，可以通过逻辑合约的函数改变

    // 改变proxy中状态变量，选择器： 0xc2985578
    function foo() public{
        words = "new";
    }

    // 升级函数，改变逻辑合约地址，只能由admin调用。选择器：0x0900f010
    // UUPS中，逻辑合约中必须包含升级函数，不然就不能再升级了。
    function upgrade(address newImplementation) external {
        require(msg.sender == admin);
        implementation = newImplementation;
    }
}

`Remix`实现

部署UUPS新旧逻辑合约UUPS1和UUPS2。

部署UUPS代理合约UUPSProxy，将implementation地址指向旧逻辑合约UUPS1。

利用选择器0xc2985578，在代理合约中调用旧逻辑合约UUPS1的foo()函数，将words的值改为"old"。

利用在线ABI编码器HashEx获得二进制编码，调用升级函数upgrade()，将implementation地址指向新逻辑合约UUPS2。

利用选择器0xc2985578，在代理合约中调用新逻辑合约UUPS2的foo()函数，将words的值改为"new"。

UUPS

UUPS合约

UUPS的代理合约

UUPS的逻辑合约

Remix实现

总结

Solidity 103

UUPS

UUPS合约

UUPS的代理合约

UUPS的逻辑合约

Remix实现

总结

`Remix`实现

`Remix`实现