CN106709704A - 一种基于许可链的智能合约升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于许可链的智能合约升级方法，由于智能合约部署后会出现Bug或者存在日常升级的需求，传统智能合约技术本质上不能升级，本方法通过打破智能合约地址、代码、存储单元三者不可变更的结构，并对存储单元按照属性名称进行索引和序列化，使合约代码能够直接整体更新，同时可以复用之前的合约地址和合约存储单元，来提供一套适用于许可链的智能合约架构，以提供简单的编写机制和升级机制。

Description

一种基于许可链的智能合约升级方法

技术领域

本发明涉及许可链上的智能合约开发和数据存储架构，特别涉及其中的升级方法。

背景技术

区块链(Block Chain)按照访问和管理权限可以分为公有链和许可链。公有链是指没有准入机制，全世界任何人都可以根据公开协议，生成合法账户，参与读取，发送交易，交易确认，甚至参与共识的区块链。

许可链(Permissioned Chain)是指其共识过程受到预选节点控制的区块链，由若干个机构组成的共同体，每个机构都运行着一个节点，而且为了使每个区块生效需要获得其中多数机构的确认。区块链上的用户身份也经过审核，大多为实名制，与现实世界的身份关系对应。

从用户角度来讲，智能合约通常被认为是一个自动担保账户，例如，当特定的条件满足时，程序就会释放和转移资金。从技术角度来讲，智能合约被认为是网络服务器，只是这些服务器并不是使用IP地址架设在互联网上，而是架设在区块链上。从而可以在其上面运行特定的合约程序。但是与网络服务器不同的是，所有人都可以看到智能合约，因为这些智能合约的代码和状态都在区块链上。

然而，问题并没有解决，只不过是出现在了新的层级：例如，合约可能有漏洞，造成严重后果，例如著名的TheDAO事件等。在现实生活中，这些事情可以通过中心化的系统来撤消。但是如果是去中心化的系统，则只能自己承担风险。所以智能合约的升级问题是影响系统可用性的关键。

现有技术的技术方案：目前公有链的智能合约技术升级方案是，合约部署后生成一次性地址，之后大多供任意用户使用，由于安全限制且实现方便，代码一经部署后就不可再修改或替换。合约的代码和存储空间是相互隔离的，合约数据对于其他合约不可自由读写，需通过接口供外部调用，若想升级目前的方法是进行数据和逻辑的拆分，使用多个合约。

1：部署路由合约，生成永久路由合约地址。路由合约内部只有业务逻辑的接口，没有具体实现，但可以存储函数的映射表，外部调用自己的函数会被导流至实际的操作合约。同时定义了能够对路由合约进行修改的用户权限规则。

2：部署数据合约，生成永久数据合约地址。数据合约内部只有数据结构，并只提供基础读写接口。

3：部署操作合约，生成操作合约地址。操作合约内容有完整的业务逻辑，并一一将操作合约的实际函数内容挂载到路由合约中。

普通用户通过调用永久的路由合约地址，即完成了初始的业务和数据的对接，之后如果需要升级操作合约内部的具体实现逻辑，需要重新部署操作合约，再由有权限进行路由合约操作的用户，一一将操作合约的实际函数内容挂载到路由合约中，延续了数据合约积累的数据，同时升级和业务逻辑。

现有技术的缺点：目前许可链的智能合约技术沿用公有链的机制，并没有创新。目前这套智能合约升级框架受制于公有链智能合约的去中心化机制，合约一经部署不可修改，合约地址、合约代码、合约存储单元三者为永久绑定关系，无法进行后续更改，而且合约数据存储是根据编译时变量声明顺序生成Index的数字索引，进行数组式的存储序列化。只能通过上述方法，进行迂回升级，造成了合约结构的冗余和编写困难，同时无法对数据结构进行扩展。

发明内容

鉴于现有技术中的不足，提出了一种许可链智能合约升级方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于许可链的智能合约升级方法，包括如下步骤：

(1)针对现有技术下的传统区块链运行架构，重新设计现有技术下世界状态中的合约代码存储空间的数据结构CodeData为：map(合约地址Address＝>合约代码Binary)；重新设计现有技术下世界状态中的合约数据存储空间数据结构StorageData为：map(合约地址Address＝>map(属性名称Attribute＝>属性内容Value))。

(2)设定合约升级条件Conditions，并编译合约代码生成Binary，用户发起部署合约交易，传入Binary。

(3)区块链收到该Transaction后生成合约地址Address，并将Binary插入CodeData中。

(4)区块链根据合约属性结构，初始化map(Attribute＝>Value)，序列化后作为整体，根据Address插入StorageData。

(5)合约开始运行，接受用户调用交易，执行并更新用户数据，根据用户对Attribute的操作，不断更新其属性内容Value内容并序列化存储。

(6)达到步骤2所述的合约升级条件时，则用户进行代码修改，并重新编译合约代码生成New Binary，通过调用保留函数Update，并向Update传入合约Address和NewBinary，发起合约更新交易。

(7)区块链收到该合约更新交易后在Code Data中查找该条记录并更新。

(8)区块链根据新合约中属性结构的变更，进行相应的Storage Data变更。

(9)合约升级完成，重新运行。重复步骤6-8，即可完成对同一合约的持续升级。

本发明的有益效果在于：本发明打破智能合约地址、代码、存储单元三者不可变更的结构，并对存储单元按照属性名称进行索引和序列化，使合约代码能够直接整体更新，同时可以复用之前的合约地址和合约存储单元。

附图说明

图1为本发明的Code Data数据结构图；

图2为本发明的Storage Data数据结构图。

具体实施方式

步骤1：沿用现有技术下合约编写、编译、部署、地址生成、用户发起交易Transaction、虚拟机执行、区块打包、数据序列化、世界状态存储等传统区块链运行架构。

由于区块链的特殊架构，用户部署合约和升级合约的操作，均是提交一个新的交易，原始块内的交易数据不可更改，只是增加一个新的区块记录合约升级的新代码数据，世界状态数据保留在区块链之外，根据块最新交易和运行结果进行存储。

步骤2：重新设计现有技术下世界状态中的合约代码存储空间的数据结构CodeData为：map(合约地址Address＝>合约代码Binary)。原有技术下的Code Data只能新增，不可更改，本方法增加了更改操作。

步骤3：重新设计现有技术下世界状态中的合约数据存储空间数据结构StorageData为：map(合约地址Address＝>map(属性名称Attribute＝>属性内容Value))。

原有技术下的Storage Data结构为map(合约地址Address＝>[属性内容Value]列表)，属性根据编译时的Index进行索引和存储，顺序不可更改，数量也不可增减，本方法增加了增删操作。

步骤4：用户编写合约代码，并设定合约升级条件Conditions，并编译合约代码生成Binary，用户发起部署合约交易Transaction，传入Binary。

由于许可链中的用户大都为实名制认证，合约开发者和使用者身份明确固定，前期设定升级权限，比如合约作者可以升级，即合约作者发起的调用即达到Conditions为True，或者给定一段时间收集当时合约用户的投票，大于百分之多少即达到Conditions为True，或者设置达到固定时间点Conditions为True。

此处的Conditions不是一个特殊的变量，只是升级条件代码的代称，由合约作者自由编写，本质上Update保留函数的调用没有条件判断，只是如果没有Conditions的逻辑条件，则任意人任意时候都可以调用Update保留函数，造成合约升级的混乱。

步骤5：区块链收到该Transaction后生成固定地址Address，并将Binary插入CodeData中。

步骤6：区块链根据合约属性结构，初始化map(Attribute＝>Value)，序列化后作为整体根据Address插入Storage Data。

步骤7：合约开始运行，接收用户调用交易Transaction，执行并更新用户数据，根据用户对Attribute的操作，不断更新其Value内容并序列化存储。

步骤8：如需更新，则用户进行代码修改，并重新编译合约代码生成New Binary，发起合约更新交易Transaction，调用合约保留函数Update，传入合约Address和New Binary。

设计Update为合约的系统级保留函数，参数为新合约字节码，用户不能声明同名的函数。

步骤9：区块链收到该Transaction后在Code Data中查找该条记录并更新。

代码修改包含合约属性代码修改和函数代码修改，如果仅是函数代码修改，包括增加函数、删除函数、或者修改函数内部代码，这部分Binary都仅在运行时加载，不需引起Storage Data的变动。

步骤10：区块链根据新合约中属性结构的变更，进行相应的Storage Data变更。

由于Storage Data设计了根据属性名称索引属性值的结构，所以保持同样的属性名称和属性类型就可以在升级后复用以往的Value。如果新增属性，则在Storage Data中初始化该条记录。如果删除属性，则同样在Storage Data中删除该条记录。对于修改属性类型和修改属性名称的情况，等同于删除属性记录并新增一条属性记录的操作。

步骤11：合约升级完成，重新运行。重复步骤6-8，即可完成对同一合约的持续升级。

合约的Update函数可以多次调用，重复覆盖，增量更新，每次更新后重置Conditions为False，只需在每次更新时，积累条件变更其为True。

Claims (1)

1.一种基于许可链的智能合约升级方法，其特征在于,包括如下步骤：

(1)针对现有技术下的传统区块链运行架构，重新设计现有技术下世界状态中的合约代码存储空间的数据结构CodeData为：map(合约地址Address＝>合约代码Binary)；重新设计现有技术下世界状态中的合约数据存储空间数据结构StorageData为：map(合约地址Address＝>map(属性名称Attribute＝>属性内容Value))。

(2)设定合约升级条件Conditions，并编译合约代码生成Binary，用户发起部署合约交易，传入Binary。

(3)区块链收到该Transaction后生成合约地址Address，并将Binary插入CodeData中。

(4)区块链根据合约属性结构，初始化map(Attribute＝>Value)，序列化后作为整体，根据Address插入StorageData。

(5)合约开始运行，接受用户调用交易，执行并更新用户数据，根据用户对Attribute的操作，不断更新其属性内容Value内容并序列化存储。

(6)达到步骤2所述的合约升级条件时，则用户进行代码修改，并重新编译合约代码生成New Binary，通过调用保留函数Update，并向Update传入合约Address和New Binary，发起合约更新交易。

(7)区块链收到该合约更新交易后在Code Data中查找该条记录并更新。

(8)区块链根据新合约中属性结构的变更，进行相应的Storage Data变更。

(9)合约升级完成，重新运行。重复步骤6-8，即可完成对同一合约的持续升级。