Reduzindo os Custos de Implantação de Contratos Inteligentes com Clones

Muitas vezes, ao desenvolver smart contracts, precisamos criar Factory Pattern—contratos que geram outros contratos. No entanto, instanciar um novo contrato diretamente pode ser caro. É aí que entram os clones. Os clones nos permitem usar o bytecode de um contrato base que já está armazenado na blockchain Ethereum, eliminando a necessidade de publicar o bytecode novamente para cada novo clone criado.

Compreendendo o Uso de Clones em Solidity

Clones são contratos inteligentes que compartilham o mesmo bytecode (lógica), mas têm instâncias separadas de armazenamento de estado. Isso significa que, quando você clona um contrato, todas as funcionalidades e comportamentos definidos no código original são replicados, mas cada clone tem um estado de dados único e independente.

Em Solidity, a biblioteca Clones da OpenZeppelin simplifica o processo de criação de clones. Esta biblioteca usa uma técnica conhecida como “padrão de proxy delegado”, onde um contrato mestre (modelo) serve como um proxy para encaminhar chamadas para os clones, minimizando os custos de implementação e armazenamento.

Exemplo de Contrato e Fábrica Usando Clones

Vamos examinar um exemplo prático de implementação de contratos clonáveis usando Solidity e a biblioteca Clones da OpenZeppelin.

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

import "@openzeppelin/contracts/proxy/Clones.sol";

contract ClonableContract {
    uint256 public data;

    constructor() {
        _disableInitializers();
    }

     function initialize(
        uint256 initialData_
    ) external initializer {
        data = initialData_;
    }

    function setData(uint256 _data) external {
        data = _data;
    }
}

contract Factory {
    address public template;
    event CloneCreated(address indexed clone);

    constructor() {
        template = address(new ClonableContract());
    }

    function createClone(uint256 initialData_) external {
        address clone = Clones.clone(template);
        clone.initialize(initialData_);
        emit CloneCreated(clone);
    }
}

Explicação do Código

ClonableContract:

• Este contrato define uma variável data que pode ser atualizada através da função setData.
• O construtor desabilita inicializadores de forma eficiente para garantir que não haja múltiplas inicializações ao clonar.
• No exemplo, a função initialize faz parte do contrato ClonableContract. Esta função é crucial porque, ao usar clones de contratos, o Solidity não permite que construtores sejam executados em instâncias clonadas. Em vez disso, funções de inicialização como initialize são usadas para configurar variáveis de estado iniciais ou realizar qualquer configuração necessária após a criação do clone.

Factory:

• A fábrica é responsável por criar clones do ClonableContract.
• Durante a inicialização do contrato Factory, o endereço do contrato ClonableContract é usado como modelo inicial.
• A função createClone é usada para criar novos clones. Ela utiliza a função clone da biblioteca Clones para criar um novo contrato baseado no modelo fornecido.
• Após criar o clone, a função initialize é chamada no clone para definir parâmetros iniciais, neste caso, o valor inicial de data.
• Um evento CloneCreated é emitido para registrar a criação de cada clone.

Benefícios dos Clones em Solidity

• Eficiência de Gás: Clones são mais eficientes em termos de gás na blockchain Ethereum em comparação com a implantação de contratos do zero, pois evitam duplicação de código e operações de inicialização.
• Flexibilidade: Permite a criação dinâmica de contratos com diferentes configurações sem a necessidade de novas implantações.
• Padrões de Design: Facilita a implementação de padrões como o Padrão de Fábrica, onde múltiplas instâncias de contratos são necessárias com lógica semelhante.

Nota sobre a Execução de Construtores

É importante notar que, ao criar um clone usando Clones.clone, o construtor do contrato modelo (neste caso, ClonableContract) não é executado. Isso ocorre porque a operação de clonagem copia o bytecode do modelo diretamente, incluindo seu layout de armazenamento, mas não aciona a lógica do construtor. Portanto, qualquer inicialização ou configuração necessária para cada instância de clone deve ser gerenciada através de funções de inicialização separadas ou outros mecanismos.

Considerações Finais

O uso de clones em Solidity proporciona uma solução robusta para casos de uso onde a criação dinâmica e eficiente de contratos é essencial. Ao aproveitar bibliotecas como a Clones da OpenZeppelin, os desenvolvedores podem facilmente implementar padrões de design poderosos enquanto otimizam o consumo de recursos na blockchain. Esta abordagem não só reduz custos, mas também simplifica a gestão e manutenção de contratos inteligentes em aplicações descentralizadas (dApps) e sistemas de blockchain.

Texto escrito por Gustavo Toledo

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