استراتيجيات تحسين رسوم الغاز في تطوير العقود الذكية

تعتبر رسوم الغاز على شبكة إيثريوم الرئيسية من التحديات الرئيسية التي يواجهها المطورون والمستخدمون، خاصة في أوقات ازدحام الشبكة. إن تحسين رسوم الغاز خلال مرحلة تطوير العقود الذكية أمر بالغ الأهمية. فهذا لا يقلل فقط من تكاليف المعاملات بشكل فعال، بل يعزز أيضًا كفاءة المعاملات، مما يوفر للمستخدمين تجربة Blockchain أكثر اقتصادية وفعالية.

سيتناول هذا المقال آلية رسوم الغاز لآلة الإيثريوم الافتراضية (EVM)، والمفاهيم الأساسية لتحسين رسوم الغاز، وأفضل الممارسات لتحسين رسوم الغاز عند تطوير العقود الذكية. تهدف هذه المحتويات إلى توفير إرشادات عملية للمطورين، بينما تساعد المستخدمين العاديين على فهم كيفية عمل رسوم الغاز في EVM بشكل أفضل.

مقدمة عن آلية رسوم الغاز في EVM

في الشبكات المتوافقة مع EVM، "Gas" هو وحدة تستخدم لقياس القدرة الحاسوبية اللازمة لتنفيذ عمليات معينة. يتركز استهلاك الغاز في EVM بشكل رئيسي في ثلاثة أجزاء: تنفيذ العمليات، استدعاءات الرسائل الخارجية، وكذلك القراءة والكتابة في الذاكرة والتخزين.

كل تنفيذ للمعاملات يتطلب موارد حسابية، لذلك يتم فرض رسوم معينة لمنع الحلقات اللانهائية وهجمات رفض الخدمة (DoS). الرسوم اللازمة لإكمال معاملة ما تُعرف باسم "رسوم الغاز".

منذ انقسام لندن الصعب، يتم حساب رسوم الغاز من خلال المعادلة التالية:

رسوم الغاز = وحدات الغاز المستخدمة * (الرسوم الأساسية + رسوم الأولوية)

سيتم تدمير الرسوم الأساسية، بينما ستستخدم الرسوم الأولوية كحافز، لتشجيع المدققين على إضافة المعاملات إلى البلوكتشين. يمكن أن يؤدي تعيين رسوم أولوية أعلى إلى زيادة احتمال معالجة المعاملة بسرعة.

فهم تحسين الغاز في EVM

تتحول العقود الذكية المترجمة بواسطة Solidity إلى سلسلة من أكواد العمليات (opcodes). كل كود عملية له تكلفة استهلاك غاز محددة. الفكرة الأساسية لتحسين الغاز هي تفضيل العمليات ذات الكفاءة العالية في التكلفة، وتجنب العمليات التي تكون تكلفتها في الغاز مرتفعة.

أفضل الممارسات لتحسين تكاليف الغاز

1. تقليل استخدام التخزين

استهلاك الغاز للتخزين أعلى بكثير من الذاكرة. حاول تخزين البيانات غير الدائمة في الذاكرة لتقليل عدد مرات تعديل التخزين.

2. تعبئة المتغيرات

ترتيب المتغيرات بشكل معقول بحيث يمكن تكييف متغيرات متعددة في فتحة تخزين واحدة بحجم 32 بايت، لتقليل عدد فتحات التخزين المطلوبة.

3. تحسين أنواع البيانات

اختيار نوع البيانات المناسب يمكن أن يحسن استخدام الغاز. على سبيل المثال، في بعض الحالات، قد يكون استخدام uint256 أكثر كفاءة من uint8.

4. استخدام متغيرات ذات حجم ثابت

إذا كانت البيانات يمكن التحكم فيها ضمن 32 بايت، يفضل استخدام bytes32 بدلاً من bytes أو strings.

5. استخدم التعيين أولاً

عند إدارة قائمة البيانات، يجب استخدام الخرائط بدلاً من المصفوفات ما لم يكن من الضروري التكرار أو يمكن تحسينها من خلال تعبئة نوع البيانات.

6. استخدم calldata بدلاً من الذاكرة

بالنسبة لوسائط الدوال ذات القراءة فقط، فإن استخدام calldata يمكن أن يتجنب النسخ غير الضروري للبيانات، مما يوفر في غاز.

7. استخدام كلمة Constant/Immutable

تُخزن هذه المتغيرات في بايت كود العقد، وتكون تكلفة الوصول أقل من تكلفة تخزين المتغيرات.

8. استخدام الكلمة الرئيسية Unchecked

عند التأكد من عدم حدوث تجاوز / تحت التجاوز، يمكن استخدام unchecked لتجنب الفحوصات الزائدة، مما يوفر الغاز.

9. محسن التعديل

إعادة هيكلة منطق المُعدِّل ليكون دالة داخلية يمكن أن يقلل من حجم الشيفرة البرمجية ويخفض تكاليف الغاز.

10. تحسين الدائرة القصيرة

بالنسبة للعمليات المنطقية، يجب وضع الشروط ذات تكلفة الحساب المنخفضة في المقدمة، مما قد يسمح بتجاوز الحسابات ذات التكلفة العالية.

اقتراحات إضافية

• حذف الأكواد والمتغيرات غير المستخدمة
• استخدام العقود الذكية المسبقة التجهيز للعمليات المعقدة
• استخدم التعليمات البرمجية التجميعية المضمنة بحذر
• النظر في استخدام حلول Layer 2
• استخدام أدوات ومكتبات التحسين مثل المحسن solc، ومحسن البناء Truffle، إلخ

عند تحسين استهلاك الغاز، يجب على المطورين تحقيق التوازن بين الكفاءة والأمان، لضمان عدم إدخال ثغرات أمنية نتيجة الإفراط في التحسين. من خلال اعتماد هذه الممارسات الأفضل، يمكن تقليل استهلاك الغاز للعقود الذكية بشكل فعال، وزيادة كفاءتها في الشبكات المتوافقة مع EVM.