Estratégias de otimização de custos de Gas no desenvolvimento de contratos inteligentes

As taxas de Gas na rede principal do Ethereum têm sido um dos principais desafios enfrentados por desenvolvedores e usuários, especialmente em períodos de congestionamento da rede. A otimização das taxas de Gas durante a fase de desenvolvimento de contratos inteligentes é crucial. Isto não só pode reduzir efetivamente os custos de transação, mas também melhorar a eficiência das transações, proporcionando aos usuários uma experiência de blockchain mais económica e eficiente.

Este artigo irá descrever o mecanismo de taxas de Gas da Máquina Virtual Ethereum (EVM), os conceitos principais da otimização de taxas de Gas, bem como as melhores práticas de otimização de taxas de Gas ao desenvolver contratos inteligentes. Este conteúdo visa fornecer orientações práticas para os desenvolvedores, ao mesmo tempo que ajuda os usuários comuns a entender melhor como funcionam as taxas de Gas da EVM.

Introdução ao mecanismo de taxas de Gas do EVM

Em redes compatíveis com EVM, "Gas" é a unidade usada para medir a capacidade computacional necessária para executar operações específicas. O consumo de Gas do EVM é principalmente dividido em três partes: execução de operações, chamadas de mensagens externas e leitura/escrita de memória e armazenamento.

A execução de cada transação requer recursos computacionais, por isso será cobrada uma certa taxa para evitar loops infinitos e ataques de negação de serviço (DoS). O custo necessário para completar uma transação é chamado de "Gas 费".

Desde o hard fork de Londres, a taxa de Gas é calculada pela seguinte fórmula:

Taxa de gás = unidades de gás usadas * (taxa base + taxa de prioridade)

A taxa básica será destruída, enquanto a taxa prioritária servirá como incentivo, encorajando os validadores a adicionar transações à blockchain. Definir uma taxa prioritária mais alta pode aumentar a probabilidade de que a transação seja processada rapidamente.

Compreender a otimização de Gas no EVM

Os contratos inteligentes compilados em Solidity serão convertidos em uma série de códigos de operação ( opcodes ). Cada código de operação tem um custo de consumo de Gas específico. O conceito central da otimização de Gas é priorizar operações com alta eficiência de custo e evitar operações com custos de Gas elevados.

Melhores práticas para otimização de taxas de Gas

1. Reduzir o uso de armazenamento

O consumo de Gas de Storage é muito maior do que o de Memory. Tente armazenar dados não permanentes na memória para reduzir o número de modificações de armazenamento.

2. Variáveis embaladas

Organizar variáveis de forma razoável, de modo que múltiplas variáveis possam caber em um único slot de armazenamento de 32 bytes, a fim de reduzir o número de slots de armazenamento necessários.

3. Otimizar tipos de dados

Escolher o tipo de dado adequado pode otimizar o uso de Gas. Por exemplo, em certas situações, usar uint256 pode ser mais eficiente do que uint8.

4. Usar variáveis de tamanho fixo

Se os dados puderem ser controlados em 32 bytes, use preferencialmente bytes32 em vez de bytes ou strings.

5. Prioridade na utilização de mapeamento

Ao gerenciar listas de dados, a menos que seja necessário iterar ou que a otimização por empacotamento de tipos de dados seja possível, prefira usar mapas em vez de arrays.

6. Usar calldata em vez de memory

Para parâmetros de função somente leitura, usar calldata pode evitar cópias de dados desnecessárias, economizando assim Gas.

7. Usando a palavra-chave Constant/Immutable

Essas variáveis são armazenadas no bytecode do contrato, e o custo de acesso é menor do que o custo de armazenar variáveis.

8. Usando a palavra-chave Unchecked

Ao garantir que não ocorrerá overflow/underflow, utilizar unchecked pode evitar verificações desnecessárias, economizando Gas.

9. otimizador de modificações

Reestruturar a lógica do modificador como uma função interna pode reduzir o tamanho do bytecode e diminuir o custo do Gas.

10. otimização de curto-circuito

Para operações lógicas, coloque as condições com baixo custo de cálculo na frente, podendo pular cálculos com alto custo.

Sugestões Adicionais

• Remover código e variáveis desnecessários
• Usar contratos inteligentes pré-compilados para operações complexas
• Use código de montagem inline com cautela.
• Considere usar soluções Layer 2
• Utilizar ferramentas e bibliotecas de otimização, como o otimizador solc, o otimizador de construção Truffle, etc.

Ao otimizar o consumo de Gas, os desenvolvedores devem equilibrar eficiência e segurança, garantindo que não introduzam vulnerabilidades de segurança devido a uma otimização excessiva. Ao adotar estas melhores práticas, é possível reduzir efetivamente o consumo de Gas dos contratos inteligentes e aumentar a sua eficiência operacional em redes compatíveis com EVM.