Как тестировать смарт-контракты / Хабр

Условия смарт-контракта нельзя изменить. Поэтому всякий раз, когда вы создаёте смарт-контракт, нужно убедиться, что он работает правильно. Тестирование — безопасный способ проверить контракт в разных ситуациях. В этом туториале вы узнаете, какие шаги для этого нужно предпринять.

Я расскажу:

Как подготовить тестовую среду.
Как написать тесты на JavaScript и выполнить их в Truffle.

Туториал рассчитан на новичков, которые только начали углубляться в разработку и тестирование смарт-контрактов на Ethereum. Чтобы разобраться в этом туториале, у вас должен быть хотя бы базовый уровень знаний по JavaScript и Solidity.

1. Как подготовить тестовую среду

Существует много способов тестирования смарт-контрактов, но Truffle — самый популярный инструмент для написания тестов с использованием JavaScript. На Truffle можно как писать юнит-тесты, так и проводить полноценное интеграционное тестирование с реальными параметрами из продакшн среды.

Для начала нужно установить последнюю версию Node.js с официального сайта.
Затем открыть терминал и установить Truffle, используя следующую команду:

npm install -g truffle

После установки Truffle, не закрывая терминал, создайте каталог Funding:

mkdir Funding

Далее, переходим в каталог командой:

cd Funding

Для инициализации каталога выполните команду:

truffle init

После выполнения команды в каталоге Funding будут созданы следующие папки и файлы:

Дальше мы поработаем с каждым каталогом. А пока продолжим подготавливать тестовую среду.

Для запуска тестов понадобятся Javascript-библиотеки.

Mocha — библиотека, которая содержит общие функции для тестирования, включая describe и it.

Chai — библиотека, которая поддерживает разнообразные функции для проверок. Есть разные «стили» проверки результатов, и Chai предоставляет нам эту возможность. В туториале будем использовать Should.

По умолчанию Mocha входит в состав Truffle, мы можем без проблем использовать функции библиотеки. Chai необходимо установить вручную. Для этого используйте терминал и в корневом каталоге проекта выполните команду:

npm install chai

Также я установил библиотеку chai-bignumber для сравнения чисел с произвольной точностью:

npm install --save-dev chai-bignumber

На этом тестовая среда готова. Теперь можно приступить к разработке смарт-контракта и тестов для него.

2. Как написать тесты на JavaScript и выполнить их в Truffle

Для разработки тестов понадобится смарт-контракт. Мы разработаем контракт, который позволяет собирать пожертвования, задавать конкретную сумму для достижения сбора и выводить средства. Если кто-то пожертвует больше, то ему будет возвращена разница между суммой, которая набралась, и суммой, которую нужно собрать.

Перейдем в каталог Funding -> contracts. В Funding/contracts создадим файл Funding.sol с расширением .sol — это и будет смарт-контракт для тестирования.

В Funding.sol добавим следующий код:

pragma solidity 0.4.24;

contract Funding {
    uint public raised;
    uint public goal;
    address public owner;

    event Donated(uint donation);
    event Withdrew(uint amount);

    modifier onlyOwner() {
        require(owner == msg.sender);
        _;
    }

    modifier isFinished() {
        require(isFunded());
        _;
    }
    
    modifier notFinished() {
        require(!isFunded());
        _;
    }

    constructor (uint _goal) public {
        owner = msg.sender;
        goal = _goal;
    }

    function isFunded() public view returns (bool) {
        return raised >= goal;
    }

    function donate() public payable notFinished {
        uint refund;
        raised += msg.value;
        if (raised > goal) {
            refund = raised - goal;
            raised -= refund;
            msg.sender.transfer(refund);
        }
        emit Donated(msg.value);
    }

    function withdraw() public onlyOwner isFinished {
        uint amount = address(this).balance;
        owner.transfer(amount);
        emit Withdrew(amount);
    }
}

Контракт готов. Развернем смарт-контракт посредством миграции.

Миграции — это файлы JavaScript, которые помогут вам развернуть контракты в сети Ethereum. Это основной способ развертывания контрактов.

Перейдем в каталог Funding -> migrations и создадим файл 2_funding.js, добавив в него следующий код:

const Funding = artifacts.require("./Funding.sol");

const ETHERS = 10**18;
const GOAL = 20 * ETHERS;

module.exports = function(deployer) {
    deployer.deploy(Funding, GOAL);
};

Чтобы запустить тесты, нужно использовать команду truffle test. В терминале переходим в корень каталога Funding, который создали при подготовке тестовой среды и вводим:

truffle test

Если в терминале появится следующий вывод, то все сделано верно:

Теперь приступим к написанию тестов.

Проверка владельца

Перейдем в каталог Funding -> test и создадим файл test_funding.js с расширением .js. Это файл, в котором будут написаны тесты.

В файл test_funding.js нужно добавить следующий код:

const Funding = artifacts.require("Funding");
require("chai").use(require("chai-bignumber")(web3.BigNumber)).should();

contract("Funding", function([account, firstDonator, secondDonator]) {

const ETHERS = 10**18;
const GAS_PRICE = 10**6;

let fundingContract = null;

  it("should check the owner is valid", async () => {
    fundingContract = await Funding.deployed();
    const owner = await fundingContract.owner.call()
    owner.should.be.bignumber.equal(account);
  });

В тесте мы проверяем, что контракт Funding хранит адрес владельца, который развернул контракт. В нашем случае account — это первый элемент массива. Truffle позволяет использовать до десяти адресов, в тестах нам понадобится всего три адреса.

Приём пожертвований и проверка окончания сбора средств

В этом разделе мы проверим:

Приём и сумму пожертвований.
Достигнута ли определенная сумма пожертвования.
Что произойдет, если пожертвовать больше, чем нужно собрать.
Общую сумму пожертвования.
Можно ли продолжить сбор средств, если нужная сумма собрана.

Напишем и разберем тесты:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

const ETHERS = 10**18;
const GAS_PRICE = 10**6;

let fundingContract = null;
let txEvent;

function findEvent(logs, eventName) {
  let result = null;
  for (let log of logs) {
    if (log.event === eventName) {
      result = log;
      break;
    }
  }
  return result;
};

  it("should accept donations from the donator #1", async () => {
    const bFirstDonator= web3.eth.getBalance(firstDonator);

    const donate = await fundingContract.donate({ 
                                                  from: firstDonator, 
                                                  value: 5 * ETHERS, 
                                                  gasPrice: GAS_PRICE
                                               });
    txEvent = findEvent(donate.logs, "Donated");
    txEvent.args.donation.should.be.bignumber.equal(5 * ETHERS);

    const difference = bFirstDonator.sub(web3.eth.getBalance(firstDonator)).sub(new web3.BigNumber(donate.receipt.gasUsed * GAS_PRICE));
    difference.should.be.bignumber.equal(5 * ETHERS);
  });

Перед разбором теста, хочу отметить 2 момента:

Для поиска событий (events) и проверки его аргументов была написана небольшая функция findEvent.
Для удобства тестирования и расчетов была выставлена собственная стоимость за gas (константа GAS_PRICE).

Теперь разберем тест. В тесте мы проверили:

что можем принимать пожертвования, вызвав метод donate();
что правильно указана сумма, которую нам пожертвовали;
что у того, кто пожертвов��л средства, баланс уменьшился на пожертвованную сумму.

it("should check if donation is not completed", async () => {
  const isFunded = await fundingContract.isFunded();
  isFunded.should.be.equal(false);
});

В этом тесте проверили, что сбор средств ещё не завершился.

it("should not allow to withdraw the fund until the required amount has 
  been collected", async () => {
  let isCaught = false;

  try {
    await fundingContract.withdraw({ gasPrice: GAS_PRICE });
  } catch (err) {
      isCaught = true;
  }
  isCaught.should.be.equal(true);
});

В тесте проверили, что не можем выводить средства, пока нужная нам сумма не будет собрана.

it("should accept donations from the donator #2", async () => {
  const bSecondDonator= web3.eth.getBalance(secondDonator);

  const donate = await fundingContract.donate({ 
                                                from: secondDonator, 
                                                value: 20 * ETHERS, 
                                                gasPrice: GAS_PRICE 
                                             });
  txEvent = findEvent(donate.logs, "Donated");
  txEvent.args.donation.should.be.bignumber.equal(20 * ETHERS);

  const difference = bSecondDonator.sub(web3.eth.getBalance(secondDonator)).sub(new web3.BigNumber(donate.receipt.gasUsed * GAS_PRICE));
 difference.should.be.bignumber.equal(15 * ETHERS);
});

В тесте проверили, что если пожертвовать большую сумму, то метод donate() рассчитывает и возвращает средства тому, кто пожертвовал больше, чем нужно. Эта сумма равна разнице между суммой, которая набралась и суммой, которую требуется собрать.

it("should check if the donation is completed", async () => {
  const notFunded = await fundingContract.isFunded();
  notFunded.should.be.equal(true);
});

it("should check if donated amount of money is correct", async () => {
  const raised = await fundingContract.raised.call();
  raised.should.be.bignumber.equal(20 * ETHERS);
});

it("should not accept donations if the fundraising is completed", async () => {
  let isCaught = false;

  try {
    await fundingContract.donate({ from: firstDonator, value: 10 * ETHERS });
  } catch (err) {
        isCaught = true;
  }
  isCaught.should.be.equal(true);
});

В этих трёх тестах мы проверили:

что сбор средств завершен;
что сумма пожертвования правильная;
что больше никто не может пожертвовать, так как сбор средств завершен.

Вывод средств

В предыдущем разделе туториала, мы собрали нужную нам сумму, теперь её можно вывести:

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

  it("should allow the owner to withdraw the fund", async () => {
    const bAccount = web3.eth.getBalance(account);

    const withdraw = await fundingContract.withdraw({ gasPrice: GAS_PRICE });
    txEvent = findEvent(withdraw.logs, "Withdrew");
    txEvent.args.amount.should.be.bignumber.equal(20 * ETHERS);

    const difference = web3.eth.getBalance(account).sub(bAccount);
    difference.should.be.bignumber.equal(await fundingContract.raised.call() - withdraw.receipt.gasUsed * GAS_PRICE);
});

Вызвав функцию withdraw(), мы вывели средства владельца смарт-контракта, в нашем случае это account. Потом проверили, что действительно вывели нужную нам сумму. Для этого в константу difference записали разницу баланса до и после вывода средств. Полученный результат сравнили с суммой пожертвований минус плата за транзакцию. Как упоминалось выше, для удобства тестирования и расчетов, я установил собственную цену за gas.

Запустим написанные тесты командой truffle test. Если все сделали правильно, результат должен быть следующим:

Результат

Я попытался простым и понятным языком описать шаги тестирования смарт-контрактов: от подготовки тестовой среды до написания самих тестов.

Теперь вы сможете протестировать любой смарт-контракт и убедиться, что он работает правильно.

Как тестировать смарт-контракты