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Upgradable smart contract using zos

smart contract跟一般程式最大的差異,就是smart contract上了鏈就不能改了(這是區塊鏈的特性也是優點,但是如果真的有bug,麻煩就大了...)。所以今天要介紹的是,如何用 ZeppelinOS 來實作upgradeable smart contract,可升級的smart contract。 版本  - zos: 2.1.0  - Truffle: 5.0.1 OpenZeppelin 對smart contract的開發者一定不陌生,提供相當多smart contract的範例程式。Zeppelin部落格有介紹如何使用proxy contract實作可升級的contract,這是他們 proxy patterns的設計 ,之後有機會再深入介紹proxy pattern。本篇主要在介紹如何使用 zos 部署可升級的contract。(本篇需要有使用過truffle的經驗) Deploy contracts 環境部分,先安裝Node.js跟npm,跟Ganache(或Ganache-cli)。 Deploy your first project 有詳細地介紹如何使用zos部署。 先安裝ZeppelinOS npm install --global zos 再來建立專案 mkdir MyProject cd MyProject 初始化專案 npm init zos init MyProject npm install zos-lib 這個時候,資料夾內容就跟下過 truffle init 一樣,有 contracts , migrations 資料夾, truffle-config.js 等。以上環境就都建置完成了,再來就是寫contract了,這裡直接用官方的範例 pragma solidity ^ 0.4 .24; import "zos-lib/contracts/Initializable.sol" ; contract MyContract is Initializable { uint256 public x; string public s; function initialize(uint256...

Ethereum RNG (RANDAO & VDF)

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RNG 是 Random Number Generator ,也就是亂數產生器 在現實世界中要產生真正的隨機數,其實不容易,各個語言的library所提供的隨機數,都是偽隨機數,是可以預測的,不過在大部分的應用場域,都是可以應付的。區塊鏈的世界,面對的是全世界的人,怎麼產生不可預測的隨機數,就很重要,不然就可以被有心人所操作。例如Ethereum Beacon chain(POS chain)中的validator/attester(產塊跟驗證的角色),若是可以被預測,那大概就沒有人會相信這條鏈了。而這也是Ethereum Serenity(Eth-2.0),所遇到的問題之一。目前隨機數的產生,就由RANDOA + VDF所產生,以下就分別介紹 RANDAO RANDAO是利用經濟模式(獎勵跟處罰)的方式,促使在公共場域中能產生隨機變數 原理很簡單,想參加的人把拿錢來抵押,需要產生隨機數的人要付錢。所以參加者就可以從中分潤,當然不守規矩抵押的錢也就會被沒收,利用獎勵跟處罰的方式迫使大家都守規矩。詳細步驟如下: 首先,會有個收集seed的時間,例如6個block的時間。接著,想參與的人,投入某個數量的ETH到RANDAO這個smart contract(作質押),然後附上secret(某個只有你知道的值s,然後作sha3)。 等收集時間結束,就是驗證時間。此階段所有參與著需要把s傳入smart contract做驗證,smart contract會把s作sha3,去驗證是不是跟第一階段傳進來的一致。最終會把驗證過的s當作seed去產生隨機數。 最後,就是產生隨機數,然後把隨機數傳給之前有請求過的contract。然後歸還質押的ETH跟利潤分給參與者。 此外有幾個附加條件 第一階段若收集到數筆一樣的secret,只接受第一筆 第一階段會規定基本人數,若結束後未到達人數門檻,則此次的產生就失敗 若第二階段需提供s 若未提供,則質押的ETH會被沒收 若此階段有一個以上參與著未提供s,則此次產生失敗,並且把沒收的ETH分給有提供s的參與者。且退還請求者所支付的ETH。 VDF VDF  全名為 Verifiable delay functions ,從字面上有點難懂在幹嘛,從運...

私鑰分割 - Shamir's Secret Sharing

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在做區塊鏈應用的時候,最常碰到的一個問題就是,怎麼保管私鑰,怎麼讓使用者方便,但又同時是安全的。第一個想法就是備份金鑰(不論是passphrase/keystore/私鑰),但是如果把使用者金鑰(加密)備份到自己的server,只要server的安全上有個不小心,使用者的金鑰就可能就被盜取了,就算是加密過的,也難保不會被破解。那如果切成好幾部分,有好幾份備份呢? 那怎麼切,才能確保安全呢?這就是本篇的重點啦! 最直覺的想法就是直接切成N等份,例如32bytes的私鑰分成四份,然後任三份可以組成完整的私鑰,這樣每份至少需要11 bytes。聽起來問題好像解決了,但要怎麼切分,可以保證4取3可以完整組回私鑰,又是另一個麻煩的問題(自己寫的演算法,如果沒有被完整測試過,屆時使用者的私鑰組不回來,公司的問題就大了)。 ZeroPass 有作切分金鑰並且提供備份的服務,不過找不到他們背後的演算法,後來google到 Shamir's Secret Sharing ,覺得很酷,在概念上用很簡單的數學就解決了這個問題,所以在這裡跟大家分享。 我是參考 這篇 ,淺顯易懂,不介意看英文的可以直接看。 如何拆分 先定義一下要我們接下來要幹嘛 1. 把秘密( secret )拆分成N份,並且只需M(M < N)份即可組回完整的秘密, 被拆分過的每一份秘密叫做 share 2. 建立一個(M-1)次方程式 假設,我們要傳遞的秘密是數字 3 ,然後希望3份(M=3)就能回復完整的秘密,所以要建立一個一元 二次(M-1) 方程式, y=ax 2 +bx+c 。 a跟b可以任選,而 c是秘密 (在我們的例子就是 3 ),我們選a=2, b=1,所以方程式為 y=2x 2 +x+3 。 方程式圖如下: 接著,我們任意取三點(因為M=3) , (1, 6), (2, 13), (-2, 9) 而這三個點座標就是三個 share。 最終可以由這三個點座標( share )還原秘密( secret )。 如何還原 目標是,還原(M-1)次方程式。 若取得原本的方程式,即可拿到原本的秘密。我們知道兩點可以成一直線,而三點可以定義一個拋物線。現在,我們有三個點 (1, 6), (2, 13), ...

What's New in Ethereum Serenity (2.0)

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Ethereum 2.0 已經正式改名為Ethereum Serenity 原本預計在今年(2018)上線的Hybrid POS(Casper FFG)跟sharding,因為遇到一些技術上的困難,所以把Hybrid POS改成單純POS,然後因為sharding跟POS有部份技術是重疊的,所以把POS跟sharding併在一起做(本來是分成兩個team作開發) Beacon Chain 在Ethereum Serenity的規劃中,在原本的POW chain之外多一個鏈叫做 Beacon chain ,是一個POS chain。在Beacon chain中有兩種角色 proposer 跟 attester ,proposer就是產塊的人,attester是驗證的人。而在POW chain上存入32 ETH,可以成為Beacon chain上的 validator ,而validator有權利產塊(proposer),也會有機會被選attester。此外,延續了Casper FFG finality這個概念,也就是在finality之後的狀態就是正確的狀態(不可回復),不像POW一般需要6個塊的時間才能確認交易是不會被更改的(POW的狀態確認是機率,六個塊之後有"很高的機率"是無法被改變的,而finality就像是0跟1一樣,沒有中間)。 聽到這,好像覺得很簡單,但是在實作上會遇到幾個問題,首先,怎麼決定誰是proposer誰是attester,如果亂數的隨機性不夠,就很容易被遭到操控。接下來是,每次驗證都需要做一次簽名,因為32個ETH就可以當validator/attester,每次驗證可能會有10~20幾萬的簽章( 簽章數量的預估方法 ),驗完簽章天都黑了 XD。 RNG 針對亂數產生( RNG , Random Number Generator),使用 RANDAO 跟 VDF ,RANDAO是個利用經濟獎勵的機制來產生亂數,原始的設計是在smart contract上,而在Beacin chain會直接實作這個邏輯。而VDF是一個delay function,因為速度的關係,基金會打算自己開發ASIC晶片。關於這RNG之後會再寫一篇 詳細解釋 。 Signature Aggregatio...

Ethereum Plasma Prime

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" We finally hit the peak of the mountain! "  這是Ethereum Foundation researcher, Karl在Devcon 4 所說的。用這句話作為開場,代表著Plasma Prime離最終目標已經不遠了。 Plasma Prime是什麼呢?其實在 Ethereum Research 上找不到這個主題,Plasma Prime是Plasma Cash延伸的提案。Plasma Cash有一個很大的問題就是交易的歷史紀錄過於龐大(每個coin每年大約有1-3GB的歷史紀錄),如果沒有這些歷史紀錄,就沒辦法驗證作challenge 的動作。而Plasma Prime就是利用質數跟因式分解的特性,解決歷史紀錄過於龐大的問題。 Plasma Prime利用RSA accumulator來取代原本的驗證需要整個Merkle tree branch的方式。這邊用的概念很簡單,直接看範例不看數學式,假設有3, 5, 11這三個質數,可以得到 $A = g^{3*5*11}$ ,若要證明3是$A$的一部分(比較精確的說法應該是$g^3$是$A$的一部分),只要可以在 ${(g^3)}^x$ 中求得整數$x$,就代表3是$A$的一部分,以這個例子來說,可以得到整數 $x=55$ ,因此3是$A$的一部分。但是實際應用上$x$可能會很大(因為coin數很多),所以會需要更有效率的確認方式,這部分牽涉到的數學比較多,就不在這裡討論,有興趣可以參考 Wesolowski的論文 跟 Benedikt  Bünz 的演講 。 回過頭來解釋這個範例,$g$是generator(代表了初始的accumulator),$A$是accumulator,然後每產出一個block,accumulator就會累加上一個block的accumulator,也就是一開始accumulator $A = g^v$ ,下一個block就accumulator $A` = A^y$ ,以此類推,一直累加上去。所以每個block就不需要帶著整個交易的Merkle tree,只需要多一個accumulator就可證明是否有交易過。 接下來,證明沒有交易過,代表要證明某數 $v$ 不是$A$的一部分,很直覺會...

Ethereum Plasma Debit and More Viable Plasma

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看完上篇 Plasma MVP跟Plasma Cash的介紹 ,感覺Plasma MVP目前還處於是概念上的階段,正式上線好像還有段距離。Plasma Cash每個coin都是不可分割的,在實際上的使用上有點困難。而本篇是要接續介紹Ethereum researcher 們更新的提案- Plasma Debit 跟 More Viable Plasma 。 Plasma Debit Plasma Debit要解決的就是Plasma Cash 每筆進帳不可分割的問題。Plasma Cash的帳戶裡只有一個值(而且值等於1),在Plasma Debit改成兩個值a跟v,    v  代表這個帳戶最多可以擁有多少錢(也就是存了多少ETH進Plasma chain)    a  是目前帳戶裡的錢 舉例來說, 1. 甲存了5 ETH進入Plasma chain後,v=5, a=5 2. 甲轉2 Plasma token給乙,v=5, a= 3 可以想作是信用卡的 最高額度(v) 跟還 可以使用的額度(a) 。 但是,這裡有個問題,在最一開始大家的a跟v的值都一樣,代表著大家不能相互轉帳。什麼意思呢? 舉例來解釋一下   1. 甲,乙各存了5ETH, 7ETH進Plasma chain,此時甲:(v=5, a=5), 乙:(v=7, a=7)   2. 甲想轉帳給乙,但因為乙的v=a,若甲轉給乙則會造成乙的 a>v 的狀況,這在設計上是不允許的(信用卡公司給你5萬的額度,總不能刷超過5萬吧) 為了要有流動性,operator可以透過不同的function存錢進你的帳戶(也就是某個coin),也就意味著你的v值會變被增加(當然會需要付一些手續費給operator),以上例來說   3. operator提供2ETH的額度給乙(v=9, a=7)   4. 甲就可以轉2ETH給乙(甲:(v=5, a=3), 乙:(v=9, a=9)) 目前Plasma Debit的設計類似payment channel,每個 coin的擁有者 跟 operator 建立一個雙向的payment channel(提案中多處都在類比Lightning Net...

Ethereum Identity - ERC725/735

前幾天,因緣際會地得知ERC725,是一個跟identity有關的EIP,提案人是Fabian Vogelsteller,ERC20跟web3js的創始人(大神等級  XD),這篇就來介紹一下ERC725還有附屬的ERC735!(本篇主要是介紹ERC725,讓在做identity相關的開發者可以有多一點的資訊,所以不會提到太多介面或實作上的細節) ERC725 於2017年10月提出,目的是為了要建立區塊鏈上的數位身份。簡單來說,有兩個主要功能 Key Management 跟 Identity Usage ( Identity Verification 稍後再提)。 Key Management 目前的定義有: MANAGEMENT, ACTION, CLAIM, ENCRYPTION 可以想作是每個身份的權限管理,不同的key能做不同的事。例如擁有 MANAGEMENT就代表你可以管理這個身份,是這個身份的擁有者,你要加key或是移除key也都需要這個權限。ACTION的key代表能夠執行某些動作。 ERC725-Key-Management 有每個key的介紹。 Identity Usage ERC725在設計上是proxy contract,也就是可以經由這個identity contract去執行其他contract的function,透過 execute 這個function去執行。例如transfer ether。 除了執行的部分,Identity Usage還有 approve 的功能,簡單來說,就是支援multisig的功能,需要多人簽章,要執行的function才會執行。 ERC735 / Identity Verification Identity在實際場景中會有一個問題,就是身份怎麼「認證」,而作者把認證這塊獨立提了另一個EIP,也就是 ERC735 。 ERC735的內容也相當簡單,就是增加跟移除認證(Claim)而已。在提案中沒有限制Claim issuer(也就是發認證者)的身份,可以是smart contract或是外部的帳號都可以。 特別提一下,設計中有個topic的欄位,可以讓認證方去指定這個認證是屬於哪個類別的,可以讓認證的內容更加彈性,例如是生物辨識的資料,或是住家地址,不...