Testowanie i debugowanie inteligentnych kontraktów: kompleksowy przewodnik

Wraz z rozwojem inteligentnych kontraktów branża blockchain przeszła rewolucję, tworząc samowykonalne kontrakty, których warunki zostały dosłownie zakodowane w kodzie.

Niemniej jednak istnieje negatywna strona tej innowacji, o którą należy się martwić, a mianowicie istotna rola zapewnienia, że umowy te działają bez zarzutu. Charakter łańcucha bloków w inteligentnych umowach oznacza, że po ich wprowadzeniu nie można ich łatwo zmienić, a kompleksowe testowanie i debugowanie są ważnymi elementami procesu rozwoju.

Testowanie jednostkowe

Cykl rozpoczyna się od testów jednostkowych, które dotyczą pojedynczego elementu inteligentnego kontraktu. Obejmują one generowanie określonych przypadków testowych w celu zapewnienia, że wszystkie funkcje działają prawidłowo i dają pożądane wyniki w różnych warunkach.

Programiści opracowujecie izolowane scenariusze testowe, które sprawdzają określone funkcje bez żadnych zewnętrznych zależności.

Testowanie integracji

Kolejnym ważnym krokiem będzie testowanie integracyjne, które określa interakcje między różnymi częściami systemu inteligentnych kontraktów oraz sposoby ich wykrywania i naprawiania, zanim przerodzą się one w poważniejsze błędy systemowe.

Metodologia testowania jest uważana za zbliżoną do rzeczywistej sytuacji, w której grupa funkcji jest od siebie zależna i gwarantuje płynne działanie w całym ekosystemie kontraktów.

Audyty bezpieczeństwa

Audyty bezpieczeństwa są również nieodłącznym elementem procesu testowania, ponieważ służą do wykrywania problemów, które mogą pojawić się podczas testów jednostkowych, ale ujawnią się dopiero wtedy, gdy elementy systemu będą współdziałać w złożony sposób.

Ze względu na skutki ekonomiczne i niewrażliwość inteligentnych kontraktów na zmiany, priorytetem są odpowiednie badania bezpieczeństwa. Najpopularniejszymi narzędziami w testowaniu inteligentnych kontraktów są automatyczne i ręczne audyty mające na celu wykrycie potencjalnych luk w zabezpieczeniach, wektorów ataku i luk bezpieczeństwa, które mogą zostać wykorzystane przez złośliwe podmioty.

Pakiet Truffle

Jednym z najczęściej używanych frameworków jest Truffle Suite, który oferuje pełne środowisko programistyczne z zaawansowanymi funkcjami testowymi. Framework testowy ułatwił tworzenie i uruchamianie zarówno testów jednostkowych, jak i integracyjnych, a także proces tworzenia i wdrażania, ponieważ wspiera elastyczność stylów testowania.

• •Pomaga w automatycznym testowaniu
• •W krótkim czasie można przeprowadzić szeroko zakrojone testy.
• •Przydatne w procesach ciągłej integracji
• •Wbudowana funkcja testowania różnych metodologii

Kaski ochronne

Symulowana interakcja z łańcuchem bloków jest funkcją Hardhat, która daje deweloperom pewność, że kontrakty będą działać w środowisku produkcyjnym zgodnie z ich specyfikacjami, ponieważ mogą oni przechodzić przez kolejne etapy wykonywania kontraktu.

Hardhat obsługuje również forking do sieci głównej, umożliwiając deweloperom testowanie waszych kontraktów w rzeczywistym stanie łańcucha bloków bez ryzyka i kosztów związanych z wdrożeniem do sieci głównej.

MythX

Platforma jest zautomatyzowana i współpracuje z popularnymi platformami programistycznymi, zapewniając informacje zwrotne dotyczące bezpieczeństwa w czasie rzeczywistym w miarę postępu procesu programowania.

Aby zidentyfikować różne luki w zabezpieczeniach, w tym reentrancy, przepełnienie liczb całkowitych, kontrolę dostępu i inne, MythX wykorzystuje kilka metod analizy, takich jak analiza statyczna i wykonanie symboliczne, co czyni go bardzo cennym narzędziem w rękach programistów pragnących poprawić bezpieczeństwo swoich kontraktów.

Slither

Slither to kolejne niezbędne narzędzie do analizy bezpieczeństwa, ale tym razem koncentruje się ono na statycznej analizie kodu Solidity w celu zmniejszenia ryzyka pojawienia się w nim luk w zabezpieczeniach na etapie produkcji.

• •Bardzo skuteczny w identyfikowaniu różnych rodzajów luk w zabezpieczeniach
• •Dostarczaj szczegółowe raporty dotyczące identyfikacji problemów
• •Możesz używać w automatycznych procesach testowania
• •Funkcje szybkiej analizy niezbędne w programach blockchain

Rozbudowane logowanie

Niezmienność wdrożonych kontraktów oznacza, że debugowanie często musi być wykonywane na etapie rozwoju i testowania, dlatego rozbudowane logowanie można uznać za jedną z najbardziej przydatnych metod debugowania, które może zastosować twórca inteligentnych kontraktów.

Dodając szczegółowe instrukcje logowania w całym kodzie umowy, programiści mogą:

• •Śledź przebieg wykonywania
• •Monitoruj stan zmiennych w krytycznych punktach
• •Określ procesy decyzyjne związane z umową
• •Debuguj złożoną logikę za pomocą instrukcji warunkowych lub pętli

Kontrakty generują zdarzenia, które są trwale przechowywane w łańcuchu bloków i są one przydatne jako informacje służące do debugowania, pozostające dostępne nawet po zakończeniu poszczególnych transakcji.

Wdrożenie sieci testowej

Sieci testowe zapewniają symulację sieci głównej, która nie ma żadnych konsekwencji finansowych związanych z użyciem prawdziwych kryptowalut. Funkcje popularnych sieci testowych, takich jak Ropsten i Rinkeby, dają wam możliwość testowania i wdrażania kontraktów w realistycznych warunkach oraz dalszego eksperymentowania z różnymi rozwiązaniami złożonych problemów.

Możliwość wdrożenia dwóch lub więcej wersji umów, przetestowania różnych scenariuszy i optymalizacji ich wdrożeń bez kosztów i presji związanych z wdrożeniem w sieci głównej jest bardzo duża.

Interaktywne narzędzia do debugowania

Interaktywne narzędzia do debugowania są częścią obecnego środowiska programistycznego i zazwyczaj są pomocne w przypadku złożonych kontraktów lub gdy wystąpi błąd, a programista nie jest pewien, jak przebiega proces.

Funkcje te pozwalają deweloperom na:

• •Przeprowadź testy jednostkowe z przypadkami skrajnymi
• •Przeprowadźcie kontrolę kodu linia po linii.
• •Zobacz, jak stan umowy zmienia się w czasie
• •Wskaż dokładnie, gdzie występują problemy.

Sytuacja ta ilustruje wspólny charakter różnych metod debugowania, które są wykorzystywane do zapewnienia niezawodności umów.

Implementacja logowania

• •Logi dają wgląd w wewnętrzne zmiany stanu umowy
• •Pozwól na sprawdzenie poprawności działania algorytmu zamiany
• •Postępuj zgodnie z obliczeniami pośrednimi, aby zapewnić, że operacje matematyczne dają pożądane wyniki

Systematyczne podejście do testowania

• •Przetestuj różne pary tokenów
• •Przetestuj różne wolumeny obrotu
• •Przetestujcie skrajne przypadki, takie jak warunki poślizgu.
• •Określ problemy, które mogą nie być widoczne w niektórych scenariuszach rynkowych

Interaktywne aplikacje do debugowania

Interaktywne debugowanie jest szczególnie przydatne w przypadku:

• •Nieoczekiwane awarie wymiany
• •Błędne obliczenia cenowe
• •Monitorowanie zmiennych podczas operacji zamiany

Testowanie przypadków skrajnych

Podejście to uznaje się za kompleksowe, ponieważ ma na celu rozpoznanie problemów, które mogą być spowodowane interakcją elementów w środowisku, a nie tylko awarią poszczególnych funkcji.

Bezpieczeństwo finansowe

Aspekt finansowy większości inteligentnych kontraktów naraża je na ataki ze strony osób o złych zamiarach, co wymaga zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa podczas ich testowania.

Większość z tych problemów można wykryć za pomocą automatycznych narzędzi do analizy bezpieczeństwa, ale pełny proces weryfikacji bezpieczeństwa nadal wymaga:

• •Kontrola ręczna
• •Konkretne scenariusze testowe
• •Testowanie optymalizacji zużycia paliwa
• •Sprawdzanie kontroli dostępu

Optymalizacja wydajności

Umowy, które zużywają dużo gazu, mogą sprawić, że porozumienia staną się niewykonalne dla użytkowników i mogą odzwierciedlać nieekonomiczny kod, który można zoptymalizować.

Należy przetestować różne ścieżki wykonania i zużycie gazu, aby upewnić się, że programiści zoptymalizowali wydajność kontraktu.

• •Specyfikacje dokumentujące dobrze znane przypadki testowe określają oczekiwane zachowanie umów
• •Proszę prowadzić rejestr problemów, poprawek i weryfikacji testów.
• •Przydatne do długoterminowej konserwacji projektów

Rygorystyczne testowanie i debugowanie inteligentnych kontraktów jest jednym z podstawowych warunków pomyślnego rozwoju aplikacji blockchain.

Biorąc pod uwagę niemożność zmiany technologii blockchain oraz konsekwencje finansowe niewywiązania się z umów, dokładny proces zapewnienia jakości jest raczej koniecznością niż luksusem.

Nawet w przypadku niezawodności umów programiści muszą dysponować skutecznymi narzędziami, które ją gwarantują, a narzędzia te powinny uwzględniać specyficzne ograniczenia kontekstów blockchain, koncentrując się na takich metodach, jak:

• •Intensywne logowanie
• •Korzystanie z sieci testowych
• •Interaktywne debuggery

Takie podejście pomaga programistom wykrywać i naprawiać błędy, zanim wpłyną one na wdrożenia produkcyjne, zwiększa zaufanie użytkowników i zmniejsza ryzyko kosztownych problemów po wdrożeniu.

Ponieważ ekosystem blockchain wciąż się rozwija, praktyki te będą miały kluczowe znaczenie dla skutecznego rozwoju inteligentnych kontraktów.