往期回顧：

程序維護中的一個基本問題是——缺陷修復總會以（20－50）%的機率引入新的bug。所以整個過程是前進兩步，後退一步。 ——布魯克斯《人月神話》

1. 合約升級的必要性

智能合約本質上是程序，既然是程序，缺陷就不可避免。即便是經過大量測試和審計的智能合約，仍然可能會有漏洞。合約的漏洞如果被攻擊者利用，可能造成用戶資產的損失，導致嚴重的後果。漏洞的修復往往需要通過合約升級來實現。除了漏洞修復，新特性的加入也需要合約升級。因此合約的可升級性非常有必要。本期Rust智能合約養成日記，將為大家介紹Rust合約的升級方式。

2. Solidity合約常見升級方式

以太坊中，智能合約具有不可變性，一旦被部署到鏈上，沒有人可以改變它。

那麼如果合約存在漏洞或合約需要添加新功能，該如何修改合約的代碼？解決方案是將新的合約部署到區塊鏈上。

該方法面臨的挑戰是，solidity每次部署合約後，合約都會被分配一個唯一的地址。因此所有用到了該合約的DApps都需要修改合約地址來適配新的合約。此外，舊版本合約中的狀態需要遷移到新版本合約中，狀態較為複雜的合約遷移的工作量很大，容易出錯，而且複制數據的Gas費用高。

因此，我們通常採用數據和邏輯分離的架構，將數據保存在一個不處理任何邏輯的合約（狀態合約）中，所有的邏輯在另一個合約（邏輯合約）中實現。通常合約升級修改的是邏輯，使用該架構只需要升級邏輯合約，不需要擔心狀態遷移。

為了解決這個問題，可以使用代理合約（Proxy Contract），具體架構如下圖所示。

代理合約用來來存儲數據，並且使用delegatecall調用邏輯合約A，這樣合約A讀寫的數據都存儲在代理合約中。如果需要升級邏輯合約，部署新的合約B，然後發一條交易給代理合約，讓代理合約指向新的邏輯合約B即可。

3. NEAR 合約升級常用方法

接下來我們將以StatusMessage項目為例，給大家介紹NEAR 合約的常用升級方法，如下是StatusMessage的合約代碼

 #[near_bindgen] #[derive(BorshDeserialize, BorshSerialize)] pub struct StatusMessage { records: LookupMap<String, String>, } impl Default for StatusMessage { fn default () -> Self { Self { records: LookupMap::new( b'r' .to_vec()), } } } #[near_bindgen] impl StatusMessage { pub fn set_status(&mut self , message: String) { let account_id = env::signer_account_id(); self .records.insert(&account_id, &message); } pub fn get_status(& self , account_id: String) -> Option<String> { return self .records.get(&account_id); } }

我們先將編譯好的合約部署在測試網上。 

 $ near deploy \ --accountId statusmessage.blocksec_upgrade.testnet \ --wasmFile target/wasm32-unknown-unknown/release/status_message.wasm

transaction 如下

 https: //explorer.testnet.near.org/transactions/BgMFFY8Bo2e2bETiEvpfTgJcZwS5oC1Nv4aKwrFQCqgd

接著我們調用set_status 方法，向合約中存儲數據

 $ near call --accountId blocksec_upgrade.testnet statusmessage.blocksec_upgrade.testnet set_status '{'message':'Hi!BlockSec'}'

transaction 如下

 https: //explorer.testnet.near.org/transactions/8QAH66QczyMSEizbfvygj8FVhxThQZUvJ6DY9hsZVyh9

接下來我們詳細討論兩種不同的合約升級情況

3.1 合約數據結構未被修改

例如我們增加一個函數： 

 #[near_bindgen] impl StatusMessage { pub fn set_get_status(&mut self , message: String) -> Option<String> { let account_id = env::signer_account_id(); self .records.insert(&account_id, &message); return self .records.get(&account_id); } }

編譯後使用deploy重新部署： 

 $ near deploy \ --accountId statusmessage.blocksec_upgrade.testnet \ --wasmFile target/wasm32-unknown-unknown/release/status_message.wasm

會提示該賬戶已經部署了一個合約，是否繼續。輸入y確認即可。 

 This account already has a deployed contract [ EVuouKAEq4JWsj3i96qhEf6QK3AMR1K3a1wy9g8qmM3J ]. Do you want to proceed? (y/n) y Starting deployment. Account id : statusmessage.blocksec_upgrade.testnet, node: https://rpc.testnet.near.org, helper: https://helper.testnet.near.org, file : target/wasm32- unknown - unknown / release /status_message.wasm Transaction Id 7 aeqQV9PWRzPhyaGSizTP6HtPSfqJzoczwg15NzDodSV To see the transaction in the transaction explorer, please open this url in your browser https://explorer.testnet.near.org/transactions/ 7 aeqQV9PWRzPhyaGSizTP6HtPSfqJzoczwg15NzDodSV Done deploying to statusmessage.blocksec_upgrade.testnet

接著我們調用get_status方法讀取之前寫入的數據

 near call --accountId blocksec_upgrade.testnet statusmessage.blocksec_upgrade.testnet get_status '{ 'account_id' : 'blocksec_upgrade.testnet' }'

原來合約中的數據能成功讀取： 

 Scheduling a call : statusmessage.blocksec_upgrade.testnet.get_status({ 'account_id' : 'blocksec_upgrade.testnet' }) Doing account.functionCall() Transaction Id FwGWCVuAo6dgvPfCJyS9HZAMstiZx4b47vb7kAx3GGME To see the transaction in the transaction explorer, please open this url in your browser https://explorer.testnet.near.org/transactions/FwGWCVuAo6dgvPfCJyS9HZAMstiZx4b47vb7kAx3GGME 'Hi!BlockSec'

這是因為NEAR合約可以重複部署，如果一個賬戶（地址）已經部署過合約，再次調用near deploy命令可以將新的合約代碼部署到該賬戶上。如果我們只修改合約邏輯，不涉及數據結構的修改，可以直接使用near deploy部署新的代碼。

3.2合約數據結構被修改

我們將該合約升級，修改了原來的數據結構，去除了records, 新增了taglines和bios 

 #[near_bindgen] #[derive(BorshDeserialize, BorshSerialize)] pub struct StatusMessage { taglines: LookupMap<String, String>, bios: LookupMap<String, String>, } impl Default for StatusMessage { fn default () -> Self { Self { taglines: LookupMap::new( b'r' .to_vec()), bios: LookupMap::new( b'b' .to_vec()), } } } #[near_bindgen] impl StatusMessage { pub fn set_tagline(&mut self , message: String) { let account_id = env::signer_account_id(); self .taglines.insert(&account_id, &message); } pub fn get_tagline(& self , account_id: String) -> Option<String> { return self .taglines.get(&account_id); } pub fn set_bio(&mut self , message: String) { let account_id = env::signer_account_id(); self .bios.insert(&account_id, &message); } pub fn get_bio(& self , account_id: String) -> Option<String> { return self .bios.get(&account_id); } }

我們嘗試再次重新部署： 

 $ near deploy --accountId statusmessage.blocksec_upgrade.testnet --wasmFile target/wasm32-unknown-unknown/release/status_message.wasm

合約還是成功部署了

 This account already has a deployed contract [ EzVBv3yrji88y4Lz1o3JZ8LymcDJHywFzjwkL2Cm5aHb ]. Do you want to proceed? (y/n) y Starting deployment. Account id : statusmessage.blocksec_upgrade.testnet, node: https://rpc.testnet.near.org, helper: https://helper.testnet.near.org, file : target/wasm32- unknown - unknown / release /status_message.wasm Transaction Id HYbXxTE1Y6h1hJhhHgekfw9rx7FT77CCW7NDRuKWzqYz To see the transaction in the transaction explorer, please open this url in your browser https://explorer.testnet.near.org/transactions/HYbXxTE1Y6h1hJhhHgekfw9rx7FT77CCW7NDRuKWzqYz Donedeploying to statusmessage.blocksec_upgrade.testnet

但是我們調用get_tagline方法讀取存儲的數據： 

 $ near call --accountId blocksec_upgrade.testnet statusmessage.blocksec_upgrade.testnet get_tagline '{'account_id':'blocksec_upgrade.testnet'}'

會發現出錯了，錯誤提示如下

 Cannot deserialize the contract state.

具體的transaction見

 https: //explorer.testnet.near.org/transactions/4hQQ1zAwU5bsbfb6tA6DQDqjmFcHsBwaBctdHaPiCKHu

這是因為合約的狀態是以序列化數據的形式進行持久化存儲的，重新部署合約後，代碼中的數據結構變了，狀態沒有變，新的數據結構匹配不上舊狀態，就出錯了。

3.3Migrate升級智能合約

NEAR提供了Migrate方法去幫助我們對合約進行升級，針對3.2中所出現的錯誤，我們在新的合約中加入migrate方法: 

 #[private] #[init(ignore_state)] pub fn migrate() -> Self { let old_state: OldStatusMessage = env::state_read().expect( 'failed' ); Self { taglines: old_state.records, bios: LookupMap::new( b'b' .to_vec()), } }

代碼中的#[init(ignore_state)]表示在migrate函數執行前不要加載狀態。接著，我們重新部署合約，但是在部署的同時調用migrate方法

 $ near deploy \ --wasmFile target/wasm32-unknown-unknown/release/status_message.wasm \ --initFunction 'migrate' \ --initArgs '{}' \ --accountId statusmessage.blocksec_upgrade.testnet

如下所示，該合約被成功部署

 This account already has a deployed contract [ D7AkSRdmktVAXSFDE7RGT3QSjS531wQsLR8MhY5YiLbM ]. Do you want to proceed? (y/n) y Starting deployment. Account id : statusmessage.blocksec_upgrade.testnet, node: https://rpc.testnet.near.org, helper: https://helper.testnet.near.org, file : target/wasm32- unknown - unknown / release /status_message.wasm Transaction Id DsoJbii6ofCTGdtgyirvqudUQNFgzaasJExXpWMFMG5m To see the transaction in the transaction explorer, please open this url in your browser https://explorer.testnet.near.org/transactions/DsoJbii6ofCTGdtgyirvqudUQNFgzaasJExXpWMFMG5m Done deploying and initializing statusmessage.blocksec_upgrade.testnet

我們嘗試調用合約新增的方法get_tagline去獲取新增的數據taglines 

 $ near call --accountId blocksec_upgrade.testnet statusmessage.blocksec_upgrade.testnet get_tagline '{'account_id':'blocksec_upgrade.testnet'}'

可以看到方法被成功調用，舊的合約數據也被遷移到新的合約

 Scheduling a call : statusmessage.blocksec_upgrade.testnet.get_tagline({ 'account_id' : 'blocksec_upgrade.testnet' }) Doing account.functionCall() Transaction Id 9 xymz7sL5GhsbWJHBY8KWDXYqSj8eQ2sQy631juQsws7 To see the transaction in the transaction explorer, please open this url in your browser https://explorer.testnet.near.org/transactions/ 9 xymz7sL5GhsbWJHBY8KWDXYqSj8eQ2sQy631juQsws7 'Hi!BlockSec'

4. 合約升級的安全考量

合約安全升級首先要考慮權限控制，一般合約只能由開發者或DAO升級。上一期Rust 智能合約養成日記（8）合約安全之權限控制介紹了特權函數的訪問控制，一般合約的升級函數為only owner函數，確保只能由owner調用。

我們推薦盡可能將合約的owner設置為DAO，通過提案和投票來共同管理合約。因為owner設置為個人賬戶，合約高度中心化，owner可以隨意修改合約數據，還存在owner私鑰丟失的風險。

除此之外，開發者在做合約遷移時，還可以考慮以下幾點建議

  • 在遷移函數前加入#[init(ignore_state)] ，確保執行遷移函數前不加載狀態。

  • 遷移完成後儘量刪除遷移函數，確保遷移函數只被調用一次。

  • 新增的數據結構在遷移時完成初始化。