Solidity Path: Beginner to Intermediate Smart Contracts [3] Advanced Solidity Concepts

1. 컨트랙트의 불변성

이더리움 DApp에는 일반적인 애플리케이션과는 다른 여러가지 특징이 있다.

1. 이더리움에 컨트랙트를 배포하고 나면, 컨트랙트는 변하지 않는다(Immutable) 

= 컨트랙트를 수정하거나 업데이트 할 수 없다

컨트랙트로 배포한 최초의 코드는 항상, 블록체인에 영구적으로 존재한다. 이것이 바로 솔리디티에 있어서 보안이 굉장히 큰 이슈인 이유이다. 

만약 컨트랙트 코드에 결점이 있다면, 그것을 이후에 고칠 수 있는 방법이 전혀 없다. 사용자에게 결점을 보완한 다른 스마트 컨트랙트 주소를 쓰라고 해야한다.

이것이 스마트 컨트랙트의 특징이다. 코드는 곧 법이다.

어떤 스마트 컨트랙트의 코드를 읽고 검증을 했다면, 함수를 호출할 때마다 코드가 쓰여진 그대로 함수가 실행될 것이라고 확신할 수 있다. 누구도 배포 이후에 함수를 수정하거나 예상치 못한 결과를 발생시키지 못한다. 

 

2. 외부 의존성

우리는 컨트랙트의 주소를 DApp에 직접 써넣었었다. 그런데 만약 컨트랙트에 버그가 있었고 문제가 생긴다면 어떻게 될까?

우리의 DApp이 완전히 쓸모없게 될 것이다. 고치기 위해 컨트랙트를 수정할 수도 없다.

이런 이유로, DApp의 중요한 일부를 수정할 수 있도록 하는 함수를 만들어놓는 것이 합리적이다.

예를 들면, DApp에 크립토키티 컨트랙트 주소를 직접 써넣는 대신, 언젠가 컨트랙트에 문제가 생기면 해당 주소를 바꿀 수 있도록 해주는 함수를 만들 수 있다. 

 

3. 소유 가능한 컨트랙트

  KittyInterface kittyContract;

  function setKittyContractAddress(address _address) external {
    kittyContract = KittyInterface(_address);
  }

setKittyContractAddress함수는 external이라, 누구든 이 함수를 호출할 수 있다. 

이는 아무나 이 함수를 호출해서 컨트랙트의 주소를 바꿀 수 있는 것이다.

다른 사람은 주소를 업데이트할 수 없게하고, 우리만 주소를 바꿀 수 있게끔 하고싶다면 컨트랙트를 소유 가능하게 만들면 된다.

컨트랙트를 대상으로 특별한 권리를 가지는 소유자가 있음을 의미하는 것이다. 

 

-OpenZepplin의 Ownable 컨트랙트

/**
 * @title Ownable
 * @dev The Ownable contract has an owner address, and provides basic authorization control
 * functions, this simplifies the implementation of "user permissions".
 */
contract Ownable {
  address public owner;
  event OwnershipTransferred(address indexed previousOwner, address indexed newOwner);

  /**
   * @dev The Ownable constructor sets the original `owner` of the contract to the sender
   * account.
   */
  function Ownable() public {
    owner = msg.sender;
  }

  /**
   * @dev Throws if called by any account other than the owner.
   */
  modifier onlyOwner() {
    require(msg.sender == owner);
    _;
  }

  /**
   * @dev Allows the current owner to transfer control of the contract to a newOwner.
   * @param newOwner The address to transfer ownership to.
   */
  function transferOwnership(address newOwner) public onlyOwner {
    require(newOwner != address(0));
    OwnershipTransferred(owner, newOwner);
    owner = newOwner;
  }
}

-생성자(Constructor) : function Ownable()는 생성자이다. 컨트랙트와 동일한 이름을 가진, 생략할 수 있는 특별한 함수이다. 이 함수는 컨트랙트가 생성될 때 딱 한 번만 실행된다.

-함수 제어자(Function Modifier) : modifier onlyOnwer() - 제어자는 다른 함수들에 대한 접근을 제어하기 위해 사용되는 일종의 유사 함수이다. 보통 함수 실행 전의 요구사항 충족 여부를 확인하는 데에 사용한다. onlyOwner의 경우에는 접근을 제한해서 오직 컨트랙트의 소유자만 해당 함수를 실행할 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다. 

 

4. onlyOwner 함수 제어자

-함수 제어자

함수 제어자는 함수처럼 보이지만, function 키워드 대신 modifier 키워드를 사용한다. 

또, 함수를 호출하듯이 직접 호출할 수는 없다. 대신에 함수 정의부 끝에 해당 함수의 작동 방식을 바꾸도록 제어자의 이름을 붙일 수 있다.

/**
 * @dev Throws if called by any account other than the owner.
 */
modifier onlyOwner() {
  require(msg.sender == owner);
  _;
}
//우리는 이 제어자를 다음과 같이 사용할 것이다:

contract MyContract is Ownable {
  event LaughManiacally(string laughter);

  // 아래 `onlyOwner`의 사용 방법을 보자:
  function likeABoss() external onlyOwner {
    LaughManiacally("Muahahahaha");
  }
}

likeABoss 함수의 onlyOwner 제어자 부분을 보자. likeABoss 함수를 호출하면, onlyOwner의 코드가 먼저 실행된다. 

그리고 onlyOwner의 _; 부분을 likeABoss 함수로 되돌아가 해당 코드를 실행하게 된다.

제어자를 사용할 수 있는 다양한 방법이 있지만, 가장 일반적으로 쓰는 예시 중 하나는 함수 실행 전에 require 체크를 넣는 것이다. onlyOwner의 경우에는, 함수에 이 제어자를 추가하면 오직 컨트랙트의 소유자만이 해당 함수를 호출할 수 있따.

 

**

참고: 이렇게 소유자가 컨트랙트에 특별한 권한을 갖도록 하는 것은 자주 필요하지만, 이게 악용될 수도 있다네. 예를 들어, 소유자가 다른 사람의 좀비를 뺏어올 수 있도록 하는 백도어 함수를 추가할 수도 있지!

그러니 잘 기억하게. 이더리움에서 돌아가는 DApp이라고 해서 그것만으로 분산화되어 있다고 할 수는 없네. 반드시 전체 소스 코드를 읽어보고, 자네가 잠재적으로 걱정할 만한, 소유자에 의한 특별한 제어가 불가능한 상태인지 확인하게. 개발자로서는 자네가 잠재적인 버그를 수정하고 DApp을 안정적으로 유지하도록 하는 것과, 사용자들이 그들의 데이터를 믿고 저장할 수 있는 소유자가 없는 플랫폼을 만드는 것 사이에서 균형을 잘 잡는 것이 중요하네.

 

5. 가스(Gas)

솔리디티와 다른 프로그래밍 언어들의 차이점을 살펴보자.

가스 - 이더리움 DApp이 사용하는 연료

솔리디티에서는 사용자들이 DApp 함수를 실행할 때 마다 _가스_라고 불리는 화폐를 지불해야 한다.

사용자들은 이더(ETH, 이더리움의 화폐)를 이용해서 가스를 산다.

함수를 실행하는 데에 얼마나 많은 가스가 필요한지는 그 함수의 로직(논리 구조)이 얼마나 복잡한지에 따라 달라진다.

각각의 연산은 소모되는 가스 비용(gas cost)이 있고, 그 연산을 수행하는 데에 소모되는 컴퓨팅 자원의 양이 이 비용을 결정한다. 

예를 들어, storage에 값을 쓰는 것은 두 개의 정수를 더하는 것보다 훨씬 비용이 높다. 

함수를 실행하는 것은 우리의 사용자에게 실제 돈을 쓰게 하기 때문에, 이더리움에서 코드 최적화는 다른 프로그래밍 언어에 비해 훨씬 더 중요하다. 

 

가스는 왜 필요한가?

이더리움은 크고 느리지만, 굉장히 안전한 컴퓨터와 같다. 

어떤 함수를 실행할 때, 네트워크상의 모든 개별 노드가 함수의 출력값을 검증하기 위해 그 함수를 실행해야 한다. 

모든 함수의 실행을 검증하는 수천 개의 노드가 바로 이더리움을 분산화하고, 데이터를 보존하며 누군가 검열할 수 없도록 하는 요소이다. 

 

이더리움을 만든 사람들은 누군가가 무한 반복문을 써서 네트워크를 방해하거나, 자원 소모가 큰 연산을 써서 네트워크 자원을 모두 사용하지 못하도록 만들길 원했다. 그래서 연산 처리 비용이 들도록 만들었고, 사용자들은 저장 공간 뿐만아니라 연산 사용 시간에 따라서도 비용을 지불해야 한다. 

** 참고) 사이드 체인에서는 반드시 가스 비용을 지불해야 하는 것이 아니다. 프로그램을 이더리움 메인넷에 올리면 엄청난 가스 비용을 지불해야 할 수 있다. 

 

가스를 아끼기 위한 구조체 압축

레슨 1에서, uint에 다른 타입이 있다는 것을 배웠다. (uint8, uint16, uint32...)

기본적으로 이런 하위 타입들을 쓰는 것은 아무런 이득이 없다.솔리디티에서는 uint의 크기에 상관없이 256비트의 저장 공간을 미리 잡아놓기 때문이다. 

즉, uint(uint256) 대신에 uint 8을 쓰는 것은 가스 소모를 줄이는 데에 아무 영향이 없다. 

하지만 struct 안에서는 예외이다. 

구조체 안에 여러 개의 uint를 만든다면, 가능한 더 작은 크기의 uint를 쓰자. 

솔리디티에서 그 변수들을 더 적은 공간을 차지하도록 압축할 것이다. 

 

struct NormalStruct {
  uint a;
  uint b;
  uint c;
}

struct MiniMe {
  uint32 a;
  uint32 b;
  uint c;
}

// `mini`는 구조체 압축을 했기 때문에 `normal`보다 가스를 조금 사용할 것이네.
NormalStruct normal = NormalStruct(10, 20, 30);
MiniMe mini = MiniMe(10, 20, 30);

 

또한 동일한 데이터 타입은 하나로 묶어놓는 것이 좋다. 구조체에서 서로 옆에 있도록 선언하면 솔리디티에서 사용하는 저장 공간을 최소화한다.

(ex) uint c; uint32 a; uint32 b;라는 필드로 구성된 구조체가 uint32 a; uint c; uint32 b;필드로 구성된 구조체보다 가스를 덜 소모한다. (시프에서 배운건데!!)

 

6. 시간 단위(Time units)

솔리디티는 시간을 다룰 수 있는 단위계를 기본적으로 제공한다. 

now 변수를 쓰면 현재의 유닉스 타임스탬프(1970년 1월 1일부터 지금까지의 초 단위 합)값을 얻을 수 있다. 

**참고) 유닉스 타임은 전통적으로 32비트 숫자로 저장된다. 이는 유닉스 타임스탬프 값이 32비트로 표시 되지 않을 만큼 커졌을 때 많은 구형 시스템에서 "Year 2038"문제를 일으킬 것이다. 그러니 우리의 DApp이 지금부터 20년 이상 운영되길 원한다면, 64비트 숫자를 써야한다.(더 많은 가스를 소모해야 한다, 설계를 보고 결정하자)

 

솔리디티는 또한 seconds, minutes, hours, days, weeks, years 같은 시간 단위 또한 포함하고 있다. 

이들은 그에 해당하는 길이 만큼의 초 단위 uint 숫자로 변환된다. 

즉 1minutes는 60, 1 hours는 3600, 1days는 86400 같이 변환된다. 

uint lastUpdated;

// `lastUpdated`를 `now`로 설정
function updateTimestamp() public {
  lastUpdated = now;
}

// 마지막으로 `updateTimestamp`가 호출된 뒤 5분이 지났으면 `true`를, 5분이 아직 지나지 않았으면 `false`를 반환
function fiveMinutesHavePassed() public view returns (bool) {
  return (now >= (lastUpdated + 5 minutes));
}