Web3智能合约 -- create2 底层原理与实现机制

CREATE2 是以太坊的一条 EVM 指令，用于部署智能合约。与传统的 CREATE 指令不同，CREATE2 允许通过计算得到合约地址，而不是依赖发送方的 nonce。这种方式使得合约地址在部署之前就可以被预测，方便一些高级用例，例如 「工厂模式」 和 「合约钱包的预部署地址」。

1.「CREATE 与 CREATE2 的对比」

1.1 「CREATE」

• 合约地址通过以下公式计算

address = keccak256(rlp(sender, nonce))[12:]

• 「sender」：创建合约的地址
• 「nonce」：发送方的交易计数器

合约地址依赖部署者的 nonce，在部署前无法预测地址，部署顺序改变时地址也会变化。

1.2 「CREATE2」

• 合约地址通过以下公式计算

address = keccak256(0xFF, deployer, salt, keccak256(init_code))[12:]

• 「0xFF」：固定字节前缀，避免冲突。
• 「deployer」：合约创建者的地址。
• 「salt」：部署时指定的随机数。
• 「init_code」：合约的部署代码（字节码）。
• 特点：
  • 合约地址由 deployer、salt 和 init_code 决定。
  • 地址可以在部署前预测
  • 如果提供相同的 salt 和 init_code，地址是唯一且可复现的

1.2.1 「CREATE2 的部署机制」

• 「部署流程」

  • 使用上述公式计算出目标地址
  • 地址是唯一的，只要 salt 和 init_code 不变，地址也不会变化
  • 「生成合约地址」
  • 「校验地址是否已存在:」 如果目标地址上已有合约代码，部署会失败。
  • 「执行合约初始化代码:」 合约的 init_code 在目标地址处运行，生成运行时字节码
  • 「完成部署:」 如果 init_code 执行成功，生成的运行时字节码会被存储在目标地址。

• 「底层实现（EVM 指令）」

  • [value, offset, size, salt] -> [new_contract_address]

  • value：要发送的 ETH 数量

  • offset 和 size：表示初始化代码在内存中的位置和大小

  • salt：一个用户定义的 32 字节值，用于唯一标识部署

  • 返回值是新合约的地址。

  • CREATE2 是 EVM 中的一个指令，操作码为 0xF5

  • 参数栈

1.2.2 「CREATE2 的地址计算公式解析」

• 公式：

address = keccak256(0xFF, deployer, salt, keccak256(init_code))[12:]

• 「步骤解析」

  • 合约部署时的初始化代码

  • 包括合约构造函数的逻辑

  • 用户提供的一个任意值，用于指定不同的合约部署场景

  • 通常用于生成不同的合约地址。

  • 「固定前缀」 0xFF：防止与 CREATE 生成的地址冲突

  • 「部署者地址」 deployer：当前创建合约的账户地址

  • 「盐值」 salt:

  • 「初始化代码哈希」 keccak256(init_code)：

  • 「计算地址：」 整个哈希结果的后 20 字节（即 [12:]）被用作最终的合约地址。

1.2.3 「示例实现」

• 「合约中使用 CREATE2」

pragma solidity ^0.8.0;

contract Factory {
    event Deployed(address addr);

    function deploy(bytes32 salt, bytes memory bytecode) public returns (address) {
        address addr;
        assembly {
            addr := create2(0, add(bytecode, 0x20), mload(bytecode), salt)
        }
        require(addr != address(0), "Deploy failed");
        emit Deployed(addr);
        return addr;
    }

    function computeAddress(bytes32 salt, bytes memory bytecode) public view returns (address) {
        return address(uint160(uint(keccak256(abi.encodePacked(
            bytes1(0xFF),
            address(this),
            salt,
            keccak256(bytecode)
        )))));
    }
}

• 「调用流程」

  • 「部署新合约：」 调用 deploy 函数，传入 salt 和目标合约的字节码

  • 「计算合约地址」： 使用 computeAddress 提前计算合约地址，确保预测地址正确

1.2.4 「应用场景」

• 「工厂合约：」 工厂合约（Factory Contract）可以使用 CREATE2 部署子合约，使子合约地址可预测
• 「合约钱包：」 使用 CREATE2 预先计算钱包地址，允许用户在创建钱包前接收资金
• 「可升级合约：」 将合约地址与特定逻辑绑定，通过 CREATE2 确保逻辑的唯一性和可预测性
• 「DeFi 合约：」 用于创建和管理流动性池等可预测地址的合约