可升级的合约和代理模式简介

透明代理

UUPS代理

Beacon代理

Beacon代理模式允许多个代理合约通过引用Beacon合约来共享同一个逻辑实现。Beacon合约为调用的代理合约提供逻辑实现合约的地址，当升级到一个新的逻辑实现地址时，只需要更新Beacon合约里记录的地址即可。

代理误用和安全事件

开发人员可以利用代理模式合约来实现可升级的合约系统。然而，代理模式也有一定的操作门槛，如果使用不当，可能会给项目带来堪称毁灭性的安全问题。以下部分展示了与代理误用相关的事件，以及代理带来的中心化风险。

代理管理的密钥泄露

2021年3月5日，PAID Network遭受了由于私钥管理不善而引起的“铸币”攻击。PAID Network被攻击者利用，攻击者窃取了代理管理员的私钥并触发了升级机制以更改逻辑合约。

未初始化的UUPS代理实现

initialize()函数通常被“initializer”修饰符保护，以限制该函数只能被调用一次。在调用initialize()函数后，从代理合约的角度看，逻辑合约被初始化了。

逻辑合约被接管的影响取决于系统中的合约代码。在最坏的情况下，攻击者可以将UUPS代理模式中的逻辑合约升级为恶意合约，并执行“自毁”函数调用，这可能导致整个代理合约变得毫无用处，合约中的资产将永久丢失。

① Parity Multisig Freeze：未初始化逻辑合约。攻击者触发了许多钱包的初始化，并通过调用 selfdestruct() 将以太币锁定在合约中。

② Harvest Finance、Teller、KeeperDAO和Rivermen都使用了未初始化的逻辑合约，这将允许攻击者任意设置合约的初始化参数，并在delegatecall() 期间执行selfdestruct()将代理合约销毁。

OpenZeppelin库提供的代理合约不会在合约中声明状态变量，而是基于EIP 1967标准，将需要存储的数值（如管理地址）保存到特定的存储槽中，以防止冲突。

项目方私自定义的proxyAdmin的值被错误的当成了initialized和initializing的值，使得initializer修饰符返回了错误的结果，进而允许攻击者再次调用initialize()函数并将管理合约的权限授予自己。攻击者随后更改了投票参数并通过了他们的恶意提案，以窃取Audius资产。

Pickle Finance、Furucombo以及dYdX攻击事件。

（1）仅在必要的时候才使用代理模式

（2）不要修改代理库

（1）初始化逻辑合约

攻击者可以接管一个未初始化的逻辑合约，并有可能借此破坏代理合约系统。因此请在部署后初始化逻辑合约，或者在逻辑合约的构造函数中使用_disableInitializers()来自动禁用初始化。

（2）确保代理管理账户的安全

一个可升级的合约系统通常需要一个“代理管理员”的特权角色来管理合约的升级。如果管理密钥泄露，攻击者可以自由地将合约升级为恶意合约，就可以窃取用户的资产。我们建议谨慎管理代理管理账户的私钥，以避免任何被黑客攻击的潜在风险。可以使用多签名钱包来防止单点的密钥管理失败。

（3）为透明代理管理使用单独的账户

（1）在代理合约中声明状态变量时要小心谨慎

（2）维护逻辑合约的变量声明顺序和类型

（3）在基础合约中包含存储间隙

逻辑合约需要在合约代码中包含存储间隙，以便在部署新的逻辑实现时预测到新的状态变量。在添加新的状态变量后，需要适当地更新间隙的大小。

（4）不在构造函数或声明过程中设置状态变量的值

合约继承

（1）可升级合约只能继承自其他可升级合约

与不可升级的合约相比，可升级的合约具有不同的结构。例如，构造函数与改变代理状态不兼容，它使用initialize()函数来设置状态变量。

（2）不要在逻辑合约中实例化新合约

通过Solidity创建实例化的合约将不可升级。合约应单独部署，并将其地址作为参数传递给可升级的逻辑合约，以实现可升级状态。

（3）Parent合约初始化风险

逻辑合约的实现

避免使用selfdestruct()或对不信任的合约执行selegatecall()/call()

写在最后

逻辑实现合约也应注意不要使用delegatecall()，这样可以防止攻击者执行某些恶意代码，如selfdestruct()。