Chiến lược tối ưu hóa phí Gas trong phát triển hợp đồng thông minh

Chi phí Gas trên mạng chính Ethereum luôn là thách thức lớn mà các nhà phát triển và người dùng phải đối mặt, đặc biệt là trong thời kỳ mạng bị tắc nghẽn. Tối ưu hóa chi phí Gas trong giai đoạn phát triển hợp đồng thông minh là rất quan trọng. Điều này không chỉ có thể giảm thiểu chi phí giao dịch một cách hiệu quả mà còn nâng cao hiệu suất giao dịch, mang đến cho người dùng trải nghiệm blockchain kinh tế và hiệu quả hơn.

Bài viết này sẽ tóm tắt cơ chế phí Gas của Ethereum Virtual Machine (EVM), các khái niệm cốt lõi về tối ưu hóa phí Gas, cũng như các thực hành tốt nhất trong việc tối ưu hóa phí Gas khi phát triển hợp đồng thông minh. Những nội dung này nhằm cung cấp hướng dẫn thiết thực cho các nhà phát triển, đồng thời giúp người dùng bình thường hiểu rõ hơn về cách hoạt động của phí Gas trong EVM.

Giới thiệu về cơ chế phí Gas của EVM

Trong mạng tương thích EVM, "Gas" là đơn vị được sử dụng để đo lường khả năng tính toán cần thiết để thực hiện các thao tác cụ thể. Tiêu thụ Gas của EVM chủ yếu được chia thành ba phần: thực hiện thao tác, gọi tin nhắn bên ngoài và đọc/ghi bộ nhớ và lưu trữ.

Mỗi giao dịch được thực hiện đều cần tài nguyên tính toán, do đó sẽ bị tính phí nhất định để ngăn chặn việc lặp vô hạn và tấn công từ chối dịch vụ (DoS). Phí cần thiết để hoàn thành một giao dịch được gọi là "Phí Gas".

Kể từ khi phân tách cứng London, phí Gas được tính theo công thức sau:

Phí gas = số đơn vị gas đã sử dụng * (phí cơ bản + phí ưu tiên)

Phí cơ bản sẽ bị tiêu hủy, trong khi phí ưu tiên sẽ được sử dụng như một động lực, khuyến khích các xác nhận thêm giao dịch vào blockchain. Việc đặt phí ưu tiên cao hơn có thể tăng khả năng giao dịch được xử lý nhanh chóng.

Hiểu về tối ưu hóa Gas trong EVM

Hợp đồng thông minh được biên dịch từ Solidity sẽ được chuyển đổi thành một loạt các mã thao tác (opcodes). Mỗi mã thao tác đều có chi phí tiêu thụ Gas cụ thể. Ý tưởng cốt lõi của việc tối ưu hóa Gas là ưu tiên lựa chọn các thao tác có hiệu quả chi phí cao, tránh các thao tác có chi phí Gas đắt đỏ.

Thực hành tối ưu hóa phí Gas tốt nhất

1. Giảm sử dụng lưu trữ

Gas tiêu thụ của Storage cao hơn nhiều so với Memory. Cố gắng lưu trữ dữ liệu không vĩnh viễn trong bộ nhớ, giảm thiểu số lần sửa đổi lưu trữ.

2. Biến đóng gói

Sắp xếp hợp lý các biến để nhiều biến có thể thích ứng với một khe lưu trữ 32 byte, nhằm giảm số lượng khe lưu trữ cần thiết.

3. Tối ưu hóa kiểu dữ liệu

Chọn loại dữ liệu phù hợp có thể tối ưu hóa việc sử dụng Gas. Ví dụ, trong một số trường hợp, việc sử dụng uint256 có thể hiệu quả hơn uint8.

4. Sử dụng biến kích thước cố định

Nếu dữ liệu có thể được kiểm soát trong 32 byte, hãy ưu tiên sử dụng bytes32 thay vì bytes hoặc strings.

5. Ưu tiên sử dụng ánh xạ

Trong việc quản lý danh sách dữ liệu, hãy ưu tiên sử dụng bản đồ thay vì mảng trừ khi cần lặp lại hoặc có thể tối ưu hóa bằng cách đóng gói theo loại dữ liệu.

6. Sử dụng calldata thay thế cho memory

Đối với các tham số hàm chỉ đọc, việc sử dụng calldata có thể tránh việc sao chép dữ liệu không cần thiết, từ đó tiết kiệm Gas.

7. Sử dụng từ khóa Constant/Immutable

Các biến này được lưu trữ trong mã byte của hợp đồng, chi phí truy cập thấp hơn so với lưu trữ biến.

8. Sử dụng từ khóa Unchecked

Trong trường hợp xác định không xảy ra tràn/thiếu, việc sử dụng unchecked có thể tránh kiểm tra dư thừa, tiết kiệm Gas.

9. Tối ưu hóa bộ sửa đổi

Chuyển đổi logic của bộ sửa đổi thành hàm nội bộ có thể giảm kích thước bytecode và giảm chi phí Gas.

10. Tối ưu hóa ngắn mạch

Đối với các phép toán logic, đặt các điều kiện có chi phí tính toán thấp ở phía trước có thể bỏ qua việc tính toán có chi phí cao.

Đề xuất bổ sung

• Xóa mã và biến không cần thiết
• Sử dụng hợp đồng thông minh đã biên dịch để thực hiện các thao tác phức tạp
• Cẩn thận sử dụng mã hợp dòng để tối ưu hóa
• Xem xét việc sử dụng giải pháp Layer 2
• Sử dụng các công cụ và thư viện tối ưu hóa, chẳng hạn như trình tối ưu hóa solc, trình tối ưu hóa xây dựng Truffle, v.v.

Trong khi tối ưu hóa tiêu thụ Gas, các nhà phát triển phải cân bằng giữa hiệu quả và tính an toàn, đảm bảo rằng không gây ra lỗ hổng bảo mật do tối ưu hóa quá mức. Bằng cách áp dụng những thực tiễn tốt nhất này, có thể giảm hiệu quả tiêu thụ Gas của hợp đồng thông minh, nâng cao hiệu suất hoạt động của nó trên các mạng tương thích EVM.