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带安全保障的 ERC-20

erc-20
初学者
Ori Pomerantz
2022年8月15日
13 分钟阅读

简介

以太坊的优点之一在于，没有任何中心化机构可以修改或撤销你的交易。 以太坊的一大问题也正在于此：没有任何中心化机构有权撤销用户错误或非法交易。 在本文中，你将了解用户在使用 ERC-20 代币时常犯的一些错误，以及如何创建 ERC-20 合约来帮助用户避免这些错误，或赋予中心化机构某些权力（例如冻结帐户）。

请注意，虽然我们将使用 OpenZeppelin ERC-20 代币合约opens in a new tab，但本文不会对其进行详细解释。 你可以在此处找到此信息。

如果你想查看完整的源代码：

  1. 打开 Remix IDEopens in a new tab。
  2. 点击克隆 GitHub 图标（克隆 github 图标）。
  3. 克隆 GitHub 仓库 https://github.com/qbzzt/20220815-erc20-safety-rails。
  4. 打开 contracts > erc20-safety-rails.sol。

创建 ERC-20 合约

在添加安全保障功能之前，我们首先需要 ERC-20 合约。 在本文中，我们将使用 OpenZeppelin 合约向导opens in a new tab。 在另一个浏览器中将其打开，然后遵循以下说明：

  1. 选择 ERC20。

  2. 请输入以下设置：

    参数Value
    名称SafetyRailsToken
    符号SAFE
    预铸1000
    功能无
    访问控制Ownable
    可升级性无

  3. 向上滚动并点击 Open in Remix（适用于 Remix）或 Download 以使用不同的环境。 我将假设你正在使用 Remix，如果你使用其他工具，请做相应更改。

  4. 我们现在已经拥有一份功能齐全的 ERC-20 合约。 你可以展开 .deps > npm 查看导入的代码。

  5. 编译、部署并试用该合约，看看它是否能作为 ERC-20 合约正常运行。 如果你需要学习如何使用 Remix，请参阅此教程opens in a new tab。

常见错误

这些错误

用户有时会向错误的地址发送代币。 虽然我们无法读懂他们的心思，不知道他们想做什么，但有两种经常发生且易于检测的错误类型：

  1. 将代币发送到合约自己的地址。 例如，Optimism 的 OP 代币opens in a new tab在不到两个月的时间里累积了超过 120,000opens in a new tab 个 OP 代币。 这代表着一笔巨额财富，而人们很可能就这样白白损失了。

  2. 将代币发送到空地址，即不对应外部帐户或智能合约的地址。 虽然我没有关于这种情况发生频率的统计数据，但有一次事件可能造成了 20,000,000 代币的损失opens in a new tab。

阻止转账

OpenZeppelin ERC-20 合约包含一个钩子 _beforeTokenTransferopens in a new tab，它在代币转账前被调用。 默认情况下，这个钩子不执行任何操作，但我们可以在其上挂载自己的功能，例如在出现问题时进行回滚检查。

要使用这个钩子，请在构造函数后添加以下函数：

1    function _beforeTokenTransfer(address from, address to, uint256 amount)
2        internal virtual
3        override(ERC20)
4    {
5        super._beforeTokenTransfer(from, to, amount);
6    }

如果你不太熟悉 Solidity，此函数的某些部分对你来说可能比较陌生：

1        internal virtual

virtual 关键字表示，就像我们从 ERC20 继承功能并重写此函数一样，其他合约也可以从我们这里继承并重写此函数。

1        override(ERC20)

我们必须明确指定我们正在重写opens in a new tab _beforeTokenTransfer 的 ERC20 代币定义。 通常，从安全角度来看，显式定义比隐式定义要好得多——如果做过的事情就在眼前，你就不会忘记。 这也是我们需要指定正在重写哪个超类的 _beforeTokenTransfer 的原因。

1        super._beforeTokenTransfer(from, to, amount);

这行代码调用我们所继承的、且包含此函数的合约的 _beforeTokenTransfer 函数。 在本例中，只有 ERC20 有这个钩子，Ownable 没有。 尽管目前 ERC20._beforeTokenTransfer 不执行任何操作，但我们仍然调用它，以防将来添加新功能（然后我们决定重新部署合约，因为合约在部署后无法更改）。

将要求编写为代码

我们想向函数中添加这些要求：

  • to 地址不能等于 address(this)，即 ERC-20 合约本身的地址。
  • to 地址不能为空，它必须是以下之一：
    • 一个外部帐户 (EOA)。 我们无法直接检查一个地址是否为 EOA，但可以检查该地址的 ETH 余额。 EOA 几乎总是有余额，即使不再使用也是如此——很难将余额清零到最后一个 wei。
    • 一个智能合约。 测试一个地址是否为智能合约要更难一些。 有一个检查外部代码长度的操作码，名为 EXTCODESIZEopens in a new tab，但它不能直接在 Solidity 中使用。 我们必须为此使用 Yulopens in a new tab，它是一种 EVM 汇编语言。 我们也可以使用 Solidity 中的其他值（<address>.code 和 <address>.codehashopens in a new tab），但它们成本更高。

我们来逐行查看新代码：

1        require(to != address(this), "不能将代币发送到合约地址");

这是第一个要求，检查 to 和 this(address) 是否不相同。

1        bool isToContract;
2        assembly {
3           isToContract := gt(extcodesize(to), 0)
4        }

我们通过这种方式检查一个地址是否为合约。 我们无法直接从 Yul 接收输出，因此我们定义了一个变量来保存结果（在本例中为 isToContract）。 Yul 的工作方式是，每个操作码都被视为一个函数。 所以我们首先调用 EXTCODESIZEopens in a new tab 来获取合约大小，然后使用 GTopens in a new tab 来检查它是否不为零（我们处理的是无符号整数，所以它当然不可能是负数）。 然后我们将结果写入 isToContract。

1        require(to.balance != 0 || isToContract, "不能将代币发送到空地址");

最后，我们进行空地址的实际检查。

管理访问权限

有时候，有一个可以撤销错误的管理员是很有用的。 为了减少潜在的滥用，这个管理员可以是一个多签opens in a new tab，这样就需要多个人同意才能执行一项操作。 本文将介绍两种管理功能：

  1. 冻结和解冻帐户。 例如，当帐户可能被盗用时，这就很有用。

  2. 资产清理。

    有时，诈骗者会向真实代币的合约发送诈骗代币，以使其看起来合法。 例如，请看这里opens in a new tab。 合法的 ERC-20 合约是 0x4200....0042opens in a new tab。 冒充它的诈骗合约是 0x234....bbeopens in a new tab。

    也有可能有人误将合法的 ERC-20 代币发送到我们的合约中，这也是我们希望有办法将这些代币取出的另一个原因。

OpenZeppelin 提供了两种机制来实现管理访问：

为简单起见，本文使用 Ownable。

冻结和解冻合约

冻结和解冻合约需要进行几项更改：

  • 一个从地址到布尔值opens in a new tab的映射opens in a new tab，用于跟踪哪些地址被冻结。 所有值的初始值都为零，对于布尔值，这被解释为 false。 这正是我们想要的，因为默认情况下帐户不会被冻结。

    1    mapping(address => bool) public frozenAccounts;

  • 使用事件opens in a new tab来通知所有相关方帐户被冻结或解冻。 从技术上讲，这些操作并不需要事件，但它有助于链下代码能够侦听这些事件并了解正在发生的情况。 当发生可能与其他人相关的事情时，智能合约发出事件被认为是一种良好实践。

    这些事件已编入索引，因此可以搜索某个帐户所有被冻结或解冻的时间。

    1  // 当帐户被冻结或解冻时
    2  event AccountFrozen(address indexed _addr);
    3  event AccountThawed(address indexed _addr);

  • 用于冻结和解冻帐户的函数。 这两个函数几乎完全相同，因此我们只介绍冻结函数。

    1    function freezeAccount(address addr)
    2      public
    3      onlyOwner

    标记为 publicopens in a new tab 的函数可以从其他智能合约调用，也可以通过交易直接调用。

    1  {
    2      require(!frozenAccounts[addr], "帐户已被冻结");
    3      frozenAccounts[addr] = true;
    4      emit AccountFrozen(addr);
    5  }  // freezeAccount

    如果帐户已被冻结，则回滚。 否则，冻结它并 emit 一个事件。

  • 更改 _beforeTokenTransfer 以防止资金从冻结帐户中转出。 请注意，资金仍可转入冻结帐户。

    1     require(!frozenAccounts[from], "该帐户已被冻结");

资产清理

要释放此合约持有的 ERC-20 代币，我们需要在该代币所属的代币合约上调用一个函数，即 transferopens in a new tab 或 approveopens in a new tab。 在这种情况下，没有必要将燃料浪费在许可额度上，我们不如直接转账。

1    function cleanupERC20(
2        address erc20,
3        address dest
4    )
5        public
6        onlyOwner
7    {
8        IERC20 token = IERC20(erc20);

这是我们在收到地址时为合约创建对象的语法。 我们可以这样做，因为我们的源代码中包含了 ERC20 代币的定义（见第 4 行），并且该文件包含了 IERC20 的定义opens in a new tab，即 OpenZeppelin ERC-20 合约的接口。

1        uint balance = token.balanceOf(address(this));
2        token.transfer(dest, balance);
3    }

这是一个清理函数，所以我们大概不希望留下任何代币。 与其让用户手动获取余额，我们不如将这个过程自动化。

结论

这不是一个完美的解决方案——“用户犯错”问题没有完美的解决方案。 不过，使用这类检查至少可以避免一些错误。 冻结帐户的功能虽然危险，但可以通过拒绝黑客获得被盗资金来限制某些黑客攻击造成的损害。

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页面最后更新： 2025年9月4日

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