使用delegatecall扩充合约功能

天地一小儒

发布于 2023-11-14 08:16:17

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发布于 2023-11-14 08:16:17

文章被收录于专栏：信且诚心之动

一、背景

你是否经历过EIP-170（合约过大）的支配？你是否经历过合约代码臃肿，各种功能鱼龙混杂，让人看的头昏眼花？如果是，说明你需要了解一下delegatecall了。

在智能合约的开发中，使用 delegatecall 是一种强大的技术手段，它允许一个合约在执行时调用另一个合约的代码。这种机制为开发者提供了在不修改合约存储状态的情况下，动态调用其他合约的能力，从而实现合约的灵活性和可升级性。本文将深入介绍 delegatecall 的概念，以及如何利用它来扩充合约功能。

二、什么是 `delegatecall`？

delegatecall 是以太坊虚拟机提供的一种调用机制，它允许一个合约在执行时将执行流程切换到另一个合约，并在该合约的上下文中执行代码。与 call 不同，delegatecall 在执行过程中共享存储空间，这意味着被调用的合约可以访问调用者合约的状态变量。这一特性使得在不破坏原有合约存储结构的前提下，可以实现功能的扩展和升级。

三、使用场景

1. 升级合约逻辑

通过 delegatecall，我们可以将新版本的合约逻辑部署为一个独立的合约，并通过调用旧合约的 delegatecall 函数来执行新逻辑。这样就实现了合约的升级，而不需要迁移存储数据。

solidityCopy code
contract UpgradableContract {
    address public currentLogic;

    function upgradeTo(address newLogic) external {
        require(msg.sender == owner);
        currentLogic.delegatecall(abi.encodeWithSignature("upgrade()"));
    }
}

2. 功能模块化

使用 delegatecall 可以将合约的功能拆分为多个独立的模块，每个模块部署为一个独立的合约。主合约通过 delegatecall 调用这些模块，从而实现功能的动态组合和替换。

solidityCopy code
contract MainContract {
    address public module;

    function setModule(address newModule) external {
        require(msg.sender == owner);
        module.delegatecall(abi.encodeWithSignature("setModule()"));
    }
}

四、案例实战

在Layer2、跨链等项目方案中，需要将用户的ERC20 Token/NFT转给项目的主合约进行锁定，然后主合约收到后，再其项目中生成对应的凭证做后续交易；当需要解锁时，从主合约再转给用户，因此主合约在锁定期间是实际token或nft的持有者，后续转出时，也必须有主合约亲自发起。但，如果主合约写不下取款的代码了怎么办？如果不在主合约里写可以吗？当然可以。

1. 主合约

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.7.6;
pragma abicoder v2;

contract DelegateCallDemo {
        struct DelegateCall {
            address sender;
            address delegatecall_contract_address;
            uint256 amount;
            address token;
        }
        event DelegateCallFailure(
            address indexed sender,
            address indexed delegatecall_contract_address,
            uint256 amount,
            address token
        );
        function _delegateCall(DelegateCall calldata dc) internal {
            address _target = dc.delegatecall_contract_address;
            (bool success, ) = _target.delegatecall(
                abi.encodeWithSignature(
                    "delegatecallReceive(address,uint256,address)",
                    dc.sender,
                                dc.amount,
                    dc.token
                )
            );
            if (!success) {
                emit DelegateCallFailure(
                    dc.sender,
                    dc.delegatecall_contract_address,
                    dc.amount,
                    dc.token
                );
            }
        }
}

2. DelegateCall合约

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.7.6;

import "github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-contracts/blob/v3.4.2/contracts/token/ERC20/IERC20.sol";

contract DelegatecallReceiveDemo{
        function delegatecallReceive(
            address _sender,
            uint256 _amount,
            address _token
        ) external payable override returns (bool, bytes memory) {
            IERC20 token = IERC20(_token);
        
            token.transfer(_sender, _amount);
        }
}

这样，通过一个新部署的DelegateCall合约就可以完全代替主合约进行任意操作了。

值得说明的是，DelegateCall合约是没办法有自己的存储空间的，完全使用主合约的存储空间，因此如果要在DelegateCall中使用主合约的存储变量，请完全声明顺序一模一样的变量，或者继承主合约的存储合约，或者直接读取存储地址（就像你自己是主合约一样）等，取决于你的主合约用何种方式存储。

五、注意事项

在使用 delegatecall 时，需要注意以下事项：

存储隔离： 被调用的合约可能访问调用者合约的状态变量，因此要确保存储变量的隔离性，防止被调用合约意外修改调用者合约的状态。
数据传递： 使用 delegatecall 时，要确保正确传递参数。可以使用 abi.encodeWithSignature 将函数调用的签名和参数打包。
异常处理： 在 delegatecall 中，被调用的合约抛出的异常会传递到调用者合约。因此，需要适当处理异常，防止影响调用者合约的正常执行。