Стратегії оптимізації витрат Gas у розробці смартконтрактів

Газові витрати в основній мережі Ethereum завжди були основною проблемою для розробників та користувачів, особливо в періоди перевантаження мережі. Оптимізація газових витрат на етапі розробки смартконтрактів є надзвичайно важливою. Це не лише дозволяє ефективно знизити витрати на транзакції, але й підвищити ефективність транзакцій, надаючи користувачам більш економічний та ефективний досвід роботи з блокчейном.

У цій статті буде розглянуто механізм плати за газ Ethereum Virtual Machine (EVM), основні концепції оптимізації плати за газ, а також найкращі практики оптимізації плати за газ під час розробки смартконтрактів. Ці матеріали спрямовані на надання практичного керівництва для розробників, а також на допомогу звичайним користувачам у кращому розумінні механізму витрат на газ EVM.

Огляд механізму плати за газ EVM

У мережах, що підтримують EVM, "Gas" є одиницею вимірювання обчислювальної потужності, необхідної для виконання певних операцій. Споживання Gas в EVM в основному ділиться на три частини: виконання операцій, виклики зовнішніх повідомлень, а також читання та запис пам'яті та зберігання.

Кожна транзакція потребує обчислювальних ресурсів, тому стягується певна плата для запобігання безкінечним циклам і відмовам у обслуговуванні ( DoS ) атак. Плата, необхідна для завершення транзакції, називається "Gas 费".

З моменту хард-форку Лондона, Gas-кошти розраховуються за наступною формулою:

Газова плата = одиниці спожитого газу * (базова плата + плата за пріоритет )

Базовий збір буде знищено, а пріоритетний збір буде використано як стимул, щоб заохотити валідаторів додавати транзакції до блокчейну. Встановлення вищого пріоритетного збору може підвищити ймовірність швидкої обробки транзакції.

Розуміння оптимізації Gas в EVM

Скомпільовані смартконтракти Solidity будуть перетворені на ряд операційних кодів (opcodes). Кожен операційний код має певну вартість споживання Gas. Основна ідея оптимізації Gas полягає в тому, щоб віддавати перевагу операціям з високою вартістю ефективності, уникаючи дорогих за витратами на Gas операцій.

Оптимізація витрат на газ: найкращі практики

1. Зменшити використання пам'яті

Споживання газу для зберігання значно вище, ніж для пам'яті. Намагайтеся зберігати непостійні дані в пам'яті, щоб зменшити кількість змін зберігання.

2. Упаковка змінних

Розумно організуйте змінні, щоб кілька змінних могли вміщатися в одному 32-байтовому сховищі, щоб зменшити кількість необхідних сховищ.

3. Оптимізація типів даних

Вибір відповідного типу даних може оптимізувати використання Gas. Наприклад, у деяких випадках використання uint256 може бути ефективнішим, ніж uint8.

4. Використання змінних фіксованого розміру

Якщо дані можна контролювати в межах 32 байт, переважно використовувати bytes32, а не bytes або strings.

5. Переважно використовувати відображення

При управлінні списком даних, якщо немає потреби в ітерації або якщо неможливо оптимізувати через упаковку типу даних, слід надавати перевагу використанню мап замість масивів.

6. Використання calldata замість memory

Для параметрів функцій лише для читання використання calldata може уникнути непотрібного копіювання даних, що заощаджує Gas.

7. Використання ключових слів Constant/Immutable

Ці змінні зберігаються в байт-коді смартконтракту, а вартість доступу нижча, ніж вартість зберігання змінних.

8. Використання ключового слова Unchecked

У разі впевненості, що не відбудеться переповнення/недоповнення, використання unchecked може уникнути зайвих перевірок, заощаджуючи Gas.

9. Оптимізація модифікатора

Перепишіть логіку модифікатора як внутрішню функцію, щоб зменшити розмір байт-коду та знизити витрати на газ.

10. Оптимізація короткого замикання

Для логічних операцій слід ставити умови з низькою вартістю обчислень на початок, щоб можливо було пропустити обчислення з високою вартістю.

Додаткові рекомендації

• Видалити непотрібний код і змінні
• Використання попередньо скомпільованих смартконтрактів для складних операцій
• Обережно використовуйте оптимізацію коду вбудованої збірки
• Розгляньте можливість використання рішень Layer 2
• Використовуйте інструменти та бібліотеки оптимізації, такі як оптимізатор solc, оптимізатор збірки Truffle тощо

При оптимізації споживання Gas розробники повинні збалансувати ефективність і безпеку, щоб не ввести вразливості через надмірну оптимізацію. Використовуючи ці найкращі практики, можна ефективно знизити споживання Gas смартконтрактами та підвищити їхню ефективність в мережах, сумісних з EVM.