solidity-development

Solidity 開発スキル

設計パターン、テスト戦略、本番環境でのベストプラクティスを活用して、Solidity スマートコントラクト開発を習得します。

クイックスタート

# Invoke this skill for Solidity development
Skill("solidity-development", topic="patterns", solidity_version="0.8.24")

対象トピック

1. 言語機能（0.8.x）

最新の Solidity の基本事項：

• データ型：値型、参照型、マッピング
• 関数：可視性、修飾子、オーバーロード
• 継承：ダイヤモンド問題、C3 線形化
• カスタムエラー：ガス効率の高いエラー処理

2. 設計パターン

実績のあるパターン：

• CEI：Checks-Effects-Interactions
• Factory：コントラクトのデプロイパターン
• Proxy：アップグレード可能なコントラクト
• Access Control：RBAC、Ownable

3. テスト

包括的なテスト戦略：

• ユニットテスト：Foundry、Hardhat
• ファズテスト：プロパティベーステスト
• 不変条件テスト：システム全体のプロパティ
• フォークテスト：メインネットのシミュレーション

4. アップグレード機能

安全なアップグレードパターン：

• UUPS：自己アップグレード型プロキシ
• Transparent：管理者の分離
• Beacon：共有実装
• Diamond：複数のファセット

コード例

CEI パターン

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.24;

contract SecureVault {
    mapping(address => uint256) public balances;

    error InsufficientBalance();
    error TransferFailed();

    function withdraw(uint256 amount) external {
        // 1. CHECKS
        if (balances[msg.sender] < amount) revert InsufficientBalance();

        // 2. EFFECTS
        balances[msg.sender] -= amount;

        // 3. INTERACTIONS
        (bool ok,) = msg.sender.call{value: amount}("");
        if (!ok) revert TransferFailed();
    }
}

Factory パターン

contract TokenFactory {
    event TokenCreated(address indexed token, address indexed owner);

    function createToken(
        string memory name,
        string memory symbol
    ) external returns (address) {
        Token token = new Token(name, symbol, msg.sender);
        emit TokenCreated(address(token), msg.sender);
        return address(token);
    }
}

Foundry テスト

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.24;

import "forge-std/Test.sol";

contract VaultTest is Test {
    Vault vault;
    address alice = makeAddr("alice");

    function setUp() public {
        vault = new Vault();
        vm.deal(alice, 10 ether);
    }

    function test_Deposit() public {
        vm.prank(alice);
        vault.deposit{value: 1 ether}();

        assertEq(vault.balances(alice), 1 ether);
    }

    function testFuzz_Withdraw(uint256 amount) public {
        amount = bound(amount, 0.01 ether, 10 ether);

        vm.startPrank(alice);
        vault.deposit{value: amount}();
        vault.withdraw(amount);
        vm.stopPrank();

        assertEq(vault.balances(alice), 0);
    }

    function test_RevertWhen_InsufficientBalance() public {
        vm.prank(alice);
        vm.expectRevert(Vault.InsufficientBalance.selector);
        vault.withdraw(1 ether);
    }
}

パターンリファレンス

パターン	用途	複雑さ
CEI	すべての状態変更	低
Factory	複数のインスタンス	低
Clone (1167)	ガス効率の高いコピー	中
UUPS	アップグレード可能	中
Diamond	無制限のサイズ	高

よくある落とし穴

落とし穴	問題	解決策
スタックが深すぎる	変数が16個を超える	構造体またはヘルパーを使用する
コントラクトが大きすぎる	24KB を超える	ライブラリに分割する
再入可能性	呼び出し後の状態	CEI パターンを使用する
アクセス制御の欠如	誰でも呼び出せる	修飾子を追加する

トラブルシューティング

「Stack too deep」

// Solution 1: Use struct
struct Params { uint256 a; uint256 b; uint256 c; }

// Solution 2: Block scoping
{ uint256 temp = x + y; }

// Solution 3: Internal function
function _helper(uint256 a) internal { }

「Contract size exceeds limit」

# Check contract sizes
forge build --sizes

解決策：ライブラリに分割するか、Diamond パターンを使用します。

セキュリティチェックリスト

• すべての引き出しで CEI パターンを使用する
• 管理者関数にアクセス制御を設定する
• 入力を検証する（ゼロアドレス、範囲）
• 外部呼び出しに再入可能性ガードを設定する
• 状態変更時にイベントを発行する
• ガス効率のためにカスタムエラーを使用する

CLI コマンド

# Development workflow
forge init                    # New project
forge build                   # Compile
forge test -vvv               # Run tests
forge coverage                # Coverage report
forge fmt                     # Format code
forge snapshot                # Gas snapshot

関連項目

• Bonded Agent：03-solidity-expert
• 関連スキル：ethereum-development、smart-contract-security

バージョン履歴

バージョン	日付	変更内容
2.0.0	2025-01	Foundry とパターンを導入した本番環境向けの品質
1.0.0	2024-12	初回リリース