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🛠️ Foundry 环境搭建与 Ethernaut 项目配置

在开始 Ethernaut 安全挑战之前，我们需要搭建一个完整的 Foundry 开发环境。本文将详细介绍从零开始的完整配置流程。

📚 什么是 Foundry?

Foundry 是一个用 Rust 编写的快速、可移植和模块化的以太坊开发工具包，包含：

  • Forge: 测试框架
  • Cast: 瑞士军刀般的 RPC 工具
  • Anvil: 本地测试网络
  • Chisel: Solidity REPL

与其他工具对比

工具 语言 测试速度 配置复杂度 社区支持
Foundry Rust ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐☆☆☆ ⭐⭐⭐⭐☆
Hardhat JavaScript ⭐⭐⭐☆☆ ⭐⭐⭐☆☆ ⭐⭐⭐⭐⭐
Truffle JavaScript ⭐⭐☆☆☆ ⭐⭐⭐⭐☆ ⭐⭐⭐☆☆

🚀 Foundry 安装

方法一：使用 Foundryup (推荐)

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# 下载并安装 Foundryup
curl -L https://foundry.paradigm.xyz | bash

# 重新加载 shell 或重启终端
source ~/.bashrc  # 或 source ~/.zshrc

# 安装最新版本的 Foundry
foundryup

# 验证安装
forge --version
cast --version
anvil --version

方法二：从源码编译

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# 克隆 Foundry 仓库
git clone https://github.com/foundry-rs/foundry
cd foundry

# 编译安装 (需要 Rust 环境)
cargo build --release
cargo install --path ./crates/forge --bin forge
cargo install --path ./crates/cast --bin cast
cargo install --path ./crates/anvil --bin anvil

方法三：使用包管理器

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# macOS (Homebrew)
brew install foundry

# Ubuntu/Debian (需要添加 PPA)
# 暂不支持，建议使用方法一

# Windows (需要 WSL)
# 在 WSL 中执行方法一的步骤

📁 Ethernaut 项目结构

克隆项目

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# 克隆 Ethernaut Foundry Solutions 项目
git clone https://github.com/XuHugo/Ethernaut-Foundry-Solutions.git
cd Ethernaut-Foundry-Solutions

# 查看项目结构
tree -L 2

项目目录结构

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Ethernaut-Foundry-Solutions/
├── foundry.toml          # Foundry 配置文件
├── .gitmodules          # Git 子模块配置
├── README.md            # 项目说明
├── lib/                 # 依赖库
│   ├── forge-std/       # Foundry 标准库
│   └── openzeppelin-contracts/  # OpenZeppelin 合约库
├── src/                 # 源码目录
│   ├── Fallback.sol     # 关卡原始合约
│   ├── Fallout.sol
│   └── ...
├── test/                # 测试目录
│   ├── FallbackTest.sol # 攻击测试合约
│   ├── FalloutTest.sol
│   └── ...
├── script/              # 部署脚本
└── solutions/           # 解题说明文档
    ├── 01_Fallback_zh.md
    └── ...

⚙️ 项目配置

Foundry 配置文件

查看 foundry.toml 配置：

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[profile.default]
src = "src"
out = "out"
libs = ["lib"]
solc = "0.8.19"

# Etherscan API 配置 (可选)
[etherscan]
mainnet = { key = "${API_KEY_ETHERSCAN}" }
sepolia = { key = "${API_KEY_ETHERSCAN}" }

# RPC 端点配置
[rpc_endpoints]
mainnet = "https://rpc.ankr.com/eth"
sepolia = "https://rpc.ankr.com/eth_sepolia"

安装依赖

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# 安装项目依赖
forge install

# 手动安装特定依赖 (如果需要)
forge install openzeppelin/openzeppelin-contracts
forge install foundry-rs/forge-std

# 更新依赖到最新版本
forge update

🧪 基本使用

编译合约

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# 编译所有合约
forge build

# 编译特定合约
forge build src/Fallback.sol

# 查看编译输出
ls out/

运行测试

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# 运行所有测试
forge test

# 运行特定测试合约
forge test --match-contract FallbackTest

# 详细输出 (多个 v 增加详细程度)
forge test --match-contract FallbackTest -vvv

# 运行特定测试函数
forge test --match-test testFallbackExploit -vvv

# 显示 gas 报告
forge test --gas-report

使用 Anvil 本地测试网

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# 启动本地测试网 (新终端)
anvil

# 在另一个终端中，针对本地网络运行测试
forge test --fork-url http://localhost:8545

🔧 常用 Foundry 命令

Forge 命令

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# 项目管理
forge init my-project          # 初始化新项目
forge build                    # 编译合约
forge clean                    # 清理编译输出

# 测试相关
forge test                     # 运行测试
forge test --watch            # 监视文件变化并自动测试
forge coverage                # 代码覆盖率报告

# 依赖管理
forge install <dependency>     # 安装依赖
forge remove <dependency>     # 移除依赖
forge update                  # 更新依赖

# 代码格式化
forge fmt                     # 格式化 Solidity 代码

Cast 命令

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# 查询区块链信息
cast block-number             # 获取最新区块号
cast balance <address>        # 查询地址余额
cast storage <address> <slot> # 读取存储槽

# 调用合约
cast call <address> <signature> [args]  # 只读调用
cast send <address> <signature> [args]  # 状态变更调用

# 工具函数
cast keccak "function_signature()"      # 计算函数选择器
cast abi-encode "func(uint256)" 123     # ABI 编码

Anvil 命令

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# 启动本地测试网
anvil                         # 默认配置
anvil --port 8545            # 指定端口
anvil --accounts 20          # 指定账户数量
anvil --balance 1000         # 每个账户初始余额 (ETH)

# 从特定状态分叉
anvil --fork-url https://rpc.ankr.com/eth
anvil --fork-url https://rpc.ankr.com/eth --fork-block-number 19000000

🎯 Ethernaut 专用配置

环境变量配置

创建 .env 文件：

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# .env 文件
ETHERSCAN_API_KEY=your_etherscan_api_key
MAINNET_RPC_URL=https://rpc.ankr.com/eth
SEPOLIA_RPC_URL=https://rpc.ankr.com/eth_sepolia
PRIVATE_KEY=your_private_key_for_testing

加载环境变量：

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# 在 shell 中加载
source .env

# 或在 foundry.toml 中配置自动加载
[profile.default]
env_file = ".env"

测试模板

创建标准测试文件模板：

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

import "forge-std/Test.sol";
import "../src/TargetContract.sol";

contract TargetContractTest is Test {
    TargetContract public instance;
    address public attacker = makeAddr("attacker");
    
    function setUp() public {
        // 部署目标合约
        instance = new TargetContract();
        
        // 初始化攻击者账户
        vm.deal(attacker, 10 ether);
    }
    
    function testExploit() public {
        vm.startPrank(attacker);
        
        // 攻击逻辑
        
        vm.stopPrank();
        
        // 验证攻击成功
        assertTrue(/* 验证条件 */);
    }
}

🐛 常见问题解决

编译错误

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# 清理并重新编译
forge clean && forge build

# 检查 Solidity 版本兼容性
forge build --force

# 查看详细错误信息
forge build --verbose

依赖问题

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# 重新安装依赖
rm -rf lib/
forge install

# 检查 Git 子模块状态
git submodule status
git submodule update --init --recursive

测试失败

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# 增加详细输出
forge test -vvvv

# 使用调试器
forge test --debug <test_function>

# 检查 gas 使用情况
forge test --gas-report

📚 进阶配置

多版本 Solidity 支持

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# foundry.toml
[profile.default]
solc = "0.8.19"

[profile.legacy]
solc = "0.6.12"

自定义测试配置

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[profile.default.fuzz]
runs = 1000
max_test_rejects = 65536

[profile.default.invariant]
runs = 256
depth = 32

Gas 优化设置

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[profile.default.optimizer]
enabled = true
runs = 200

[profile.default.model_checker]
contracts = { "/path/to/project/src/Contract.sol" = [ "Contract" ] }
engine = "chc"
targets = [ "assert", "underflow", "overflow", "divByZero" ]

🎓 总结

现在您已经完成了 Foundry 开发环境的搭建，可以开始 Ethernaut 安全挑战的学习之旅了！

下一步：

  1. 熟悉 Foundry 基本命令
  2. 运行第一个测试: forge test --match-contract FallbackTest -vvv
  3. 开始学习: Level 1 - Fallback

🔗 相关链接

工欲善其事，必先利其器。掌握好工具，才能更好地学习智能合约安全。 🔧

Kent
2025-01-25
Web3开发 工具配置 Ethernaut
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