CN114201206A - 一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，在区块链架构下完成，架构内包含有用户端、永久存储代理、逻辑智能合约、所有者永久存储代理以及永久存储模块，方法包括如下步骤：S1、永久存储代理接收来自用户端的消息，并从中取出数据；S2、永久存储代理回传数据给逻辑智能合约；S3、逻辑智能合约完成在线热更新；S4、用户端调用更新后的逻辑智能合约。本发明基于以太坊区块链部署智能合约的技术，通过设计的一个新的代理合约架构，实现了智能合约的动态升级，解决了以太坊系统中已部署上链的智能合约无法实时更新的问题。

Description

一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法

技术领域

本发明涉及一种智能合约升级方法，具体涉及一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，涉及区块链技术领域。

背景技术

区块链技术是一种可编程的分布式账本技术，它由多方共同维护、使用密码学保证可验证传输和访问安全，从而实现数据的一致存储、难以篡改、防止抵赖等特点。也正是由于区块链技术所具有的去中心化、防篡改、数据一致性、过程可追踪等优势，使得其在各行业领域中的应用前景得到了极大的关注。

可以说，区块链技术的快速发展为当今时代带来了一个新的变化，它让不同的用户在区块链中相互信任，从根本上解决了价值交易中的欺诈问题。完整的区块链架构一般由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层以及应用层构成，区块链底层则利用数据区块和加密算法等技术、使区块链底层的数据存储机制得以形成。

智能合约是一种能在区块链上运行的计算机程序，它是一种以信息化方式传播、验证和执行合同的计算机协议，允许在没有第三方的情况下进行可信交易，并且这些交易过程可追踪且不可逆转。智能合约提供优于传统合约的安全方法，并且减少与合约相关的其他交易成本。用户可以通过使用智能合约进行交易、数据共享，并由区块链特性保障数据的存储、读取以及执行整个过程可跟踪、不可篡改。一般情况下，用户可以通过调用区块链节点的API接口以达到创建新的智能合约的目的，且每个智能合约的安装和运行都消耗一定的资源。目前，有两种主要的方法可以用来实现智能合约的升级，即： 1、使用代理合约；2、将逻辑和数据分离成不同的合约。这两种方法想要解决的根本问题是如何更新合约的逻辑，同时仍然保留对合约状态的访问。

然而，随着应用的不断深入，领域内的技术人员发现，在以太坊上部署智能合约后会导致无法进行更新操作，因此这也就成为了眼下区块链技术的痛点之一。综上所述，如果能够提出一种全新的、热更新区块链的方法，并对其进行优化设计，以解决现有技术中无法实时更新智能合约的问题，那么必将对区块链技术的未来发展和应用提供巨大的帮助。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，具体如下。

一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，在区块链架构下完成，架构内包含有用户端、永久存储代理、逻辑智能合约、所有者永久存储代理以及永久存储模块，所述用户端、永久存储代理及逻辑智能合约三者双向信号连接，所述永久存储代理还分别与所有者永久存储代理及永久存储模块信号连接，所述逻辑智能合约还与永久存储模块信号连接；

方法包括如下步骤：

S1、永久存储代理接收来自用户端的消息，并从中取出数据；

S2、永久存储代理回传数据给逻辑智能合约；

S3、逻辑智能合约完成在线热更新；

S4、用户端调用更新后的逻辑智能合约。

优选地，S1具体包括如下步骤：

S11、初始化永久代理；

S12、所有者永久存储代理向永久存储代理发送数据请求；

S13、永久存储代理接收来自所有者永久存储代理的数据，并对数据进行解密；

S14、解密更新内容；

S15、解密完成后对数据信息进行校对，调用永久存储模块内的数据，判断二者的数据结构是否一致，若一致则继续解密消息，否则返回错误提示、结束流程；

S16、永久存储代理解密数据完成，将数据发送给逻辑智能合约。

优选地，S11具体包括如下步骤：

S111、在区块链架构中部署永久存储代理合约；

S112、在区块链架构中部署初始版本的逻辑智能合约，对逻辑智能合约的部署利用solidity语言完成；

S113、调用永久存储代理合约，将初始版本的逻辑智能合约的地址注册到代理合约中。

优选地，S2具体包括如下步骤：

S21、将数据通过delegatecall操作码将函数调用转发到逻辑智能合约中；

S22、永久存储代理在数据回传过程中，利用delegatecall操作码将所有数据存储至永久存储模块中。

优选地，S3具体包括如下步骤：

S31、逻辑智能合约接收到更新请求后，调用永久存储模块进行数据和函数状态的对比，确保所更新的数据结构与初始版本的逻辑智能合约定义的结构一致,若不一致则返回错误提示、结束流程；

S32、逻辑智能合约从永久存储代理处得到更新请求，随后逻辑智能合约向永久存储模块发送请求，永久存储模块直接将数据传送给逻辑智能合约、完成更新过程。

S33、在逻辑智能合约的更新过程中，会生成新的hash校验值、用于在用户更新的时候进行hash对比。

优选地，S4具体包括如下步骤：

S41、用户端向逻辑智能合约发送调用请求，同时进行一次hash校验，且当逻辑智能合约更新完毕后，永久存储代理会向所有调用该逻辑智能合约的用户端发送一次状态码更新请求；

S42、状态码更新请求主动要求用户端更新；

S43、用户端更新，正常调用更新后的逻辑智能合约，随即结束流程。

与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明所提出的一种智能合约动态升级方法，基于以太坊区块链部署智能合约的技术，通过设计的一个新的代理合约架构，实现了智能合约的动态升级，解决了现有技术中普遍存在的、以太坊系统中已部署上链的智能合约无法实时更新的问题。

在本发明的方案中，通过定义永久存储代理、所有者永久存储代理和永久存储模块地方式解决了智能合约升级的需求。且在整个流程中，方法都利用hash值进行校对，充分地保证了用户的信息安全、智能合约的安全以及数据的完整性。

此外，本发明的方案还为智能合约热更新的相关研究和应用提供了一种全新的思路，为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以此为依据进行拓展延伸和深入研究，具有十分广阔的应用前景。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本发明方法的升级过程示意图。

具体实施方式

本发明揭示了一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，如图1所示，其主要利用智能合约升级手段中使用代理合约的方式，这一方式虽然无法直接更新已部署的合约代码，但可以通过一个代理合约架构达到智能合约升级的目的。本发明的创新点在于设计了一个全新的代理合约架构以进行智能合约升级。具体方案如下。

一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，在区块链架构下完成。架构内包含有用户端、永久存储代理、逻辑智能合约、所有者永久存储代理以及永久存储模块，所述用户端、永久存储代理及逻辑智能合约三者双向信号连接，所述永久存储代理还分别与所有者永久存储代理及永久存储模块信号连接，所述逻辑智能合约还与永久存储模块信号连接。

本发明的方法包括如下步骤：

S1、永久存储代理接收来自用户端的消息，并从中取出数据；

S2、永久存储代理回传数据给逻辑智能合约；

S3、逻辑智能合约完成在线热更新；

S4、用户端调用更新后的逻辑智能合约。

具体而言，S1具体包括如下步骤：

S11、初始化永久代理；

S12、所有者永久存储代理向永久存储代理发送数据请求；请求通过hash算法加密，以保障只有智能合约所有者才能向代理合约发送对应的数据。消息在传递过程中，以bytes形式进行传输，会将其签名加密后附在消息的前31个字节即（0x00-0x1F）。在取出消息的时候，要从0x20（第32个字节）位置开始取数，即消息放在从32字节开始往后的位置。

S13、永久存储代理接收来自所有者永久存储代理的数据，并对数据进行解密；永久存储代理收到数据后，首先对前31个字节进行解密，判断逻辑合约保存的签名是否与永久代理收到的一致，若一致则继续解密消息，否则返回错误提示、结束流程。

S14、解密更新内容；如上所述，数据的前0x20字节为智能合约拥有者的签名，数据会从第32字节的位置开始取出，一直到数据结束。拿到数据以后对第32字节的位置开始取出的数据进行解密。

S15、解密完成后对数据信息进行校对，调用永久存储模块内的数据，判断二者的数据结构是否一致，若一致则继续解密消息，否则返回错误提示、结束流程；

S16、永久存储代理解密数据完成，将数据发送给逻辑智能合约。

更进一步而言，S11具体包括如下步骤：

S111、在区块链架构中部署永久存储代理合约；

S112、在区块链架构中部署初始版本的逻辑智能合约，对逻辑智能合约的部署利用solidity语言完成；

S113、调用永久存储代理合约，将初始版本的逻辑智能合约的地址注册到代理合约中。

具体而言，S2具体包括如下步骤：

S21、将S1中解密后的数据通过delegatecall操作码将函数调用转发到逻辑智能合约中；在区块链系统中，solidity语言中可以利用操作码调用智能合约，一般有delegatecall操作码和call操作码。Delegatecall操作码和Call操作码的功能是相似的，区别仅在于前者仅仅是使用给定地址的代码，其它信息则使用当前合约 (例如存储，余额等)。本发明中使用delegatecall操作码, 通过该操作码可以给指定地址传送数据，并且保留函数调用状态。

S22、永久存储代理在数据回传过程中，利用delegatecall操作码将所有数据存储至永久存储模块中。永久存储模块定义了智能合约中所有的变量信息以及数据结构。在使用delegatecall操作码进行状态更新时，会保留合约的状态，只进行部分数据的更新。本发明的方法仅改变逻辑智能合约的值，而不改变智能合约的地址。

具体而言，S3具体包括如下步骤：

S31、逻辑智能合约接收到更新请求后，调用永久存储模块进行数据和函数状态的对比，确保所更新的数据结构与初始版本的逻辑智能合约定义的结构一致,若不一致则返回错误提示、结束流程；

此处需要注意的是，逻辑智能合约的后续版本均不应定义任何其他状态变量，逻辑智能合约的所有版本都必须始终使用最开始定义存储结构。

S32、逻辑智能合约从永久存储代理处得到更新请求，随后逻辑智能合约向永久存储模块发送请求，永久存储模块直接将数据传送给逻辑智能合约、完成更新过程。

S33、在逻辑智能合约的更新过程中，会生成新的hash校验值、用于在用户更新的时候进行hash对比。

具体而言，S4具体包括如下步骤：

S41、用户端向逻辑智能合约发送调用请求，同时进行一次hash校验，校验合约的完整性以及保证合约不能被非智能合约拥有者进行篡改，当逻辑智能合约更新后，hash值会有所不同，因此当逻辑智能合约更新完毕后，永久存储代理会向所有调用该逻辑智能合约的用户端发送一次状态码更新请求；

S42、状态码更新请求主动要求用户端更新；由于delegatecall操作码特性，本发明的方法更改了逻辑智能合约但是调用合约地址不会改变，因此，用户端在调用更新后逻辑智能合约后不需要改变地址，只需要更新逻辑智能合约内的值。

S43、用户端更新，正常调用更新后的逻辑智能合约，随即结束流程。

综上所述，本发明基于以太坊区块链部署智能合约的技术，通过设计的一个新的代理合约架构，实现了智能合约的动态升级，解决了现有技术中普遍存在的、以太坊系统中已部署上链的智能合约无法实时更新的问题。

在本发明的方案中，通过定义永久存储代理、所有者永久存储代理和永久存储模块地方式解决了智能合约升级的需求。且在整个流程中，方法都利用hash值进行校对，以保证用户的信息安全、智能合约的安全以及数据的完整性。需要注意的是，所有的数据结构、数据模块，都是在逻辑智能合约首次部署时已经存在的，通过永久存储代理模式更新并不能带来数据结构的变化。

此外，本发明的方案还为智能合约热更新的相关研究和应用提供了一种全新的思路，为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以此为依据进行拓展延伸和深入研究，具有十分广阔的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

最后，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，在区块链架构下完成，架构内包含有用户端、永久存储代理、逻辑智能合约、所有者永久存储代理以及永久存储模块，所述用户端、永久存储代理及逻辑智能合约三者双向信号连接，所述永久存储代理还分别与所有者永久存储代理及永久存储模块信号连接，所述逻辑智能合约还与永久存储模块信号连接；

其特征在于，方法包括如下步骤：

S1、永久存储代理接收来自用户端的消息，并从中取出数据；

S2、永久存储代理回传数据给逻辑智能合约；

S3、逻辑智能合约完成在线热更新；

S4、用户端调用更新后的逻辑智能合约。

2.根据权利要求1所述的一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，其特征在于，S1具体包括如下步骤：

S11、初始化永久代理；

S12、所有者永久存储代理向永久存储代理发送数据请求；

S13、永久存储代理接收来自所有者永久存储代理的数据，并对数据进行解密；

S14、解密更新内容；

S15、解密完成后对数据信息进行校对，调用永久存储模块内的数据，判断二者的数据结构是否一致，若一致则继续解密消息，否则返回错误提示、结束流程；

S16、永久存储代理解密数据完成，将数据发送给逻辑智能合约。

3.根据权利要求2所述的一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，其特征在于，S11具体包括如下步骤：

S111、在区块链架构中部署永久存储代理合约；

S112、在区块链架构中部署初始版本的逻辑智能合约，对逻辑智能合约的部署利用solidity语言完成；

S113、调用永久存储代理合约，将初始版本的逻辑智能合约的地址注册到代理合约中。

4.根据权利要求1所述的一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，其特征在于，S2具体包括如下步骤：

S21、将数据通过delegatecall操作码将函数调用转发到逻辑智能合约中；

S22、永久存储代理在数据回传过程中，利用delegatecall操作码将所有数据存储至永久存储模块中。

5.根据权利要求1所述的一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，其特征在于，S3具体包括如下步骤：

S31、逻辑智能合约接收到更新请求后，调用永久存储模块进行数据和函数状态的对比，确保所更新的数据结构与初始版本的逻辑智能合约定义的结构一致,若不一致则返回错误提示、结束流程；

S32、逻辑智能合约从永久存储代理处得到更新请求，随后逻辑智能合约向永久存储模块发送请求，永久存储模块直接将数据传送给逻辑智能合约、完成更新过程；

S33、在逻辑智能合约的更新过程中，会生成新的hash校验值、用于在用户更新的时候进行hash对比。

6.根据权利要求1所述的一种区块链中基于代理合约的智能合约动态升级方法，其特征在于，S4具体包括如下步骤：

S41、用户端向逻辑智能合约发送调用请求，同时进行一次hash校验，且当逻辑智能合约更新完毕后，永久存储代理会向所有调用该逻辑智能合约的用户端发送一次状态码更新请求；

S42、状态码更新请求主动要求用户端更新；

S43、用户端更新，正常调用更新后的逻辑智能合约，随即结束流程。

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