柏林硬分叉已于4月14日在主网上线,引入了四份EIP。其中的两份(EIP-2929和EIP-2930)对交易的gas成本有影响。本文将解释部分gas成本在柏林前是如何计算的,加入了EIP-2929后会如何变化,以及如何使用EIP-2930引入的访问列表。
要点速览
柏林硬分叉改变一些操作码的gas成本。如果在一个dapp或一个智能合约里gas费的值是硬编码的,它们可能会中止运行。如果这种情况发生了,且智能合约是不可更新的,消费者将需要用EIP-2930的访问列表才能使用那部分的操作码。
访问列表可以用作减少少量的gas成本,但实际上它们在一些情况下是会增加总gas消耗量的。
geth增加了一个叫eth_createAccessList的新RPC方法,用以简化访问列表的创建。
柏林硬分叉前的gas成本
EVM执行的每个操作码都有一笔相关的gas成本。它们大多数的成本是固定的:PUSH1总是消耗3个单位的gas,MUL消耗5个,等等。其他一些是会变化的:比如SHA3的操作码成本依赖于它的输入大小。
我们主要讨论操作码SLOAD和SSTORE,因为它们是最受柏林硬分叉影响的。我们以后会讨论针对地址的操作码,比如所有的EXT*和CALL*,因为它们的gas成本也改变了。
柏林前SLOAD的gas成本
在没有EIP-2929之前,SLOAD的gas消耗很简单:它总是消耗800gas。所以没有什么可说的。
柏林前SSTORE的gas成本
在gas消耗方面,SSTORE可能是最复杂的操作码了,因为它的成本取决于像存储slot的当前值、新值、以及它是否之前被修改过。我们仅对一些情况进行分析以获得一个基本理解;如果你想了解更多,请阅读文末的EIP链接。
以太坊网络Gas费已降至27 gwei:2月20日消息,据 Etherscan 数据显示,当前以太坊网络 Gas 费已降至 27 gwei。[2022/2/20 10:03:53]
如果存储slot的值从0变成1(或任何非0的值),gas消耗量是20000。
如果存储slot的值从1变成2(或任何其他非0的值),gas消耗量是5000。
如果存储slot的值从1(或任何非0的值)变成0,gas消耗量也是5000,但在交易的最后你会获得1笔gas费返还。本文不会讨论gas费返还,因为它们在柏林硬分叉中不受影响。
如果存储slot的值在之前相同的交易中被修改了,往后所有SSTORE的gas消耗量都是800。
这部分的细节并不有趣,重要的是SSTORE很贵,而它的消耗取决于几个因素。
EIP-2929后的gas消耗
EIP-2929对上述所有操作码的gas消耗都有影响。但在深入这些变化前,我们需要先谈谈这份EIP引入的一个重要概念:访问过的地址(accessedaddresses)与访问过的存储密钥(accessedstoragekeys)。
如果一个地址或一个存储密钥在之前的交易中被「使用」过,那么它们就会被视为「访问过的」。例如,当你CALL一个其他合约,该合约的地址就会被标为「accessed(访问过的)」。同样地,当你SLOAD或SSTORE一些slot的时候,交易的其他部分也会被视为访问过的。哪个操作码执行它并不重要:如果一个SLOAD读取了一个slot,接下来的SLOAD和SSTORE都会被视为访问过的。
这里值得注意的是,存储密钥是「内置于」一些地址的。就如这份EIP所解释:
以太坊基金会和ENS寻求团队设计通过以太坊账号登录第三方Web应用的技术规范:据官方消息,以太坊基金会和以太坊域名系统(ENS)的团队TrueNamesLTD发起一项联合招标书(RFP),寻求第三方团队设计一套通过以太坊账号登录第三方Web应用的技术规范,以及面向Web2服务的Oauth实现和面向用户登录的JavaScript代码库。其中技术规范将身份验证的以太坊帐户、用户的ENS名称,以及来自ENS名称的文本记录的数据以获取其他配置文件信息(例如头像、社交媒体句柄等)。有意参与竞标的第三方团队可在北京时间7月30日17:00之前提交初步确认书以及提案,第三方团队可以选择以法币(通过银行转账)或ETH付款。[2021/7/13 0:47:50]
「在执行交易时,维持一组accessed_addresses:Set和accessed_storage_keys:Set]」
也就是说,当我们说一个存储slot被访问了,我们实际上说的一对(address,storageKey)被访问了。
接下来谈谈新的gas消耗。
柏林后的SLOAD
在柏林硬分叉之前,SLOAD固定消耗800gas。现在,它取决于该存储slot是否被访问过。如果它没有被访问过,gas消耗是2100;如果被访问过了,则是100。因此,如果该slot是在访问过的存储密钥列表里的,SLOAD的gas消耗会少于2000。
柏林后的SSTORE
让我们在EIP-2929语境下重温前面的SSTORE例子:
如果存储slot的值从0变成1(或任何非0的值),gas消耗量是:
如果存储密钥没有被访问过,22100
以太坊未确认交易为114,173笔:金色财经消息,据OKLink数据显示,以太坊未确认交易114,173笔,当前全网算力为376.76TH/s,全网难度为5.00P,当前持币地址为54,955,896个,同比增加169,498个,24h链上交易量为3,317,907.31ETH,当前平均出块时间为13s。[2021/2/17 17:24:43]
如果被访问过了,20000
如果存储slot的值从1变成2(或任何其他非0的值),gas消耗量是:
如果存储密钥没有被访问过,5000
如果被访问过了,2900
如果存储slot的值从1(或任何非0的值)变成0,gas消耗与上一种情况一样,再加上返还。
如果存储slot的值在之前相同的交易中被修改了,往后所有SSTORE的gas消耗量都是100。
如你所见,如果SSTORE正在修改的slot是之前被访问过的,第一个SSTORE消耗少于2100gas。
总结
下表对上述的值进行了比较:
请注意,在最后一行没有必要谈论slot是否已经被访问过,因为如果它之前就被写入,那它就被访问过了。
EIP-2930:可选访问列表交易
我们一开始提及的其他EIP就是EIP-2930。这份EIP增加了一种新的交易类型,它可以在交易里加入一个访问列表。这意味着你可以在交易执行开始前,事先声明哪些地址和slot应被视为访问过的。例如,一个未被访问过的slot的一个SLOAD需要消耗2100gas,但如果该slot被加入到交易访问列表里,同一个操作码只需消耗100gas。
现场 | 以太坊行业峰会第一场圆桌 如何应对智能合约安全问题:金色财经9月8日现场报道,Loi Luu (KyberNetwork 创始人)、Shawn Douglass
(Amberdata 联合创始人兼CEO)、Jay Zhou (Loopring Protocol 联合创始人)、Alan Li (FBG X 研发部负责人)、Antoine Cote (Enuma Technologies 联合创始人兼CEO) 参与了讨论,嘉宾们一致认为,由于智能合约涉及资产交易且不可篡改,一旦发生安全问题将引起资产严重受损,关注智能合约安全是必要的。Loi Luu指出,区块链行业项目方,需要为开发者设立预警机制。开源代码要引入第三方检测,避免犯一些显而易见的错误。
Jay zhou认为,需要更有经验的开发者去开发用户易用、以人为本的合约,同时也有必要引入交叉审计。
Shawn Douglass说:“因为智能合约的不可篡改性,在程序员开发前,就必须告知开发者未来可能造成的后果,特别是在涉及资产的领域必须确保事前万无一失甚至考虑保险。”
Antoine Cote表示,可以在早期时候引入悬赏机制让黑客或者社区成员共同发现漏洞。大家讨论后得出共识,每一个开发者都必须在开发速度和安全性之间做一个平衡。在区块链领域,注重安全和责任心是必须的。[2018/9/8]
但如果已经被访问过的地址或存储密钥会消耗更少gas,这是否意味着我们可以把所有东西都添加到交易访问列表来降低gas消耗了?棒!不用给gas费了!然而,不尽然是这样,因为你每次添加地址和存储密钥的时候还是需要支付gas费的。
我们来看一个例子。假如我们正在向合约A发送一笔交易,访问列表可能如下:
accessList:?[{
以太坊回温现价报1116美元 涨幅达2.22%:根据火币Pro数据显示,1月27日上午9点45分以后,以太坊开始呈现涨势,1月28日早间6点45分以太坊价格达1122美元,涨幅达2.22%,现价报1116.22美元。[2018/1/28]
??address:?"<address?of?A>",
??storageKeys:?[
????"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
??]
}]
如果我们发送一笔附有这个访问列表的交易,使用slot0x0的第一个操作码是SLOAD,它消耗的是100而不是2100gas。这减少了2000gas。但每次把存储密钥添加到交易的访问列表中都需要消耗1900gas。因此我们只省了100gas。(如果访问该slot的第一个操作码是SSTORE而不是SLOAD,我们可以省2100gas,也就是说如果我们考虑的是存储密钥的消耗的话,我们总共节省200gas。)
这是否代表只要我们使用交易访问列表就能节省gas?不是的,因为我们还需要支付添加地址到访问列表(即我们的例子中的"")的gas。
访问过的地址
到目前为止,我们只讨论了操作码SLOAD和SSTORE,但柏林升级后不是只有这些操作码有变化。例如,操作码CALL之前的固定消耗量是700。但EIP-2929后,如果地址不在访问列表里,它的消耗量变成了2600,如果在,则是100。还有,像访问过的存储密钥,无论之前访问的是什么操作码(例如,如果EXTCODESIZE是第一次被调用,那么该操作码将消耗2600gas,而往后任何使用同一个地址的EXTCODESIZE、CALL还是STATICCALL都只消耗100gas)。
这是如何影响有访问列表的交易的呢?例如,假如我们给合约A发送一笔交易,而该合约调用另一个合约B,那么我们可以加入这样一个列表:
accessList:}]
我们将需要支付2400gas以把这个访问列表加入到交易里,但之后使用B地址的第一个操作码只消耗100gas,而不是2600。因此,我们通过这样做节省了100gas。如果B以某种方式使用它的存储,且我们知道使用的是哪个密钥,那么我们也可以把它们加入到访问列表里,这样可以为每个密钥节省100~200gas(取决于你的第一个操作码是SLOAD还是SSTORE)。
但是为什么我们要谈论另一个合约?我们正在调用的合约呢?为什么不对这个合约进行这些操作?
accessList:[
?{address:"<addressofA>",storageKeys:},
?{address:"<addressofB>",storageKeys:},
]
我们可以这样做,但这样不划算,因为EIP-2929明确规定正在被调用的合约(即tx.to)地址会默认加入到accessed_addresses列表里。因此我们无须支付多余的2400gas。
让我们再对之前的例子进行分析:
accessList:[{
?address:"<addressofA>",
?storageKeys:[
??"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
?]
}]
除非我们要加入多几个存储密钥,否则这其实很浪费。如果我们预设SLOAD总是首先使用存储密钥,那么我们起码需要24个存储密钥能保本。
你可以想象一下,做分析与手动创建一个访问列表并不那么有趣。幸运的是,其实有更好的方法。
eth_createAccessListRPC方法
Geth(从1.10.2版本开始)加入了一个新的eth_createAccessListRPC方法,你可以用它来生成访问列表。它的使用与eth_estimateGas相似,但它返回的不是gas估值,而是像下面这样的结果:
{
?"accessList":[
??{
???"address":"0xb0ee076d7779a6ce152283f009f4c32b5f88756c",
???"storageKeys":[
????"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
????"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001"
???]
??}
?],
?"gasUsed":"0x8496"
}
也就是它给你该交易会用到的地址与存储密钥的列表,加上访问列表被加入情况下所消耗的gas。但,这并不代表gas消耗量会低于在没有访问列表情况下发送同一笔交易所消耗的!
我想我们会随着时间推移发现使用它的正确方法,但我猜的伪代码如下:
letgasEstimation=estimateGas(tx)
let{accessList,gasUsed}=createAccessList(tx)
if(gasUsed>gasEstimation){
?deleteaccessList
}
tx.accessList=accessList;
ransaction(tx)
给合约松绑
值得一提的是,访问列表的主要目的不在于使用gas。如EIP所解释:
「减轻由EIP-2929引入的合约断裂风险,因为交易可以提前指定交易计划访问的账户和存储slot并提前支付;最终在实际执行中,操作码SLOAD和EXT*只消耗100gas:这个低gas消耗不仅可以防止由该EIP引起的断裂,还可以「松开」任何因EIP-1884而受限的合约。」
这意味着如果一个合约对执行某事务的成本做了假设,gas成本的增加就可能使它停止运作。例如,一个合约调用另一个合约,像这样someOtherContract.someFunction{gas:34500}(),因为它假设someFunction会准确消耗34500gas,这样它会出问题。但如果你添加了一个合理的访问列表,那么合约会再次运作。
自己做检验
如果你像自己去测试,复制这个代码库,里面由多个可以用Hardhat和geth执行的实例。在README查看说明。
原文标题:《柏林硬分叉对Gas影响几何?》
撰文:FrancoVictorio
翻译:ETH中文站
区块链诞生于比特币,比特币代表着区块链1.0,在这个阶段区块链只有转账的功能。随着ETH推出了智能合约的概念,区块链进入2.0时代,各种DApp开始可以在以太坊网络上搭建,区块链开始真正和现实接.
1900/1/1 0:00:00什么是Web3.0呢?用一句话来说,Web3.0是更加以用户为中心、专注于使事情更加人性化的、透明的、安全的互联网。在介绍Web3.0之前,我们不妨先回顾一下Web1.0和2.0.
1900/1/1 0:00:00本文来源:新浪财经全球第四大数字货币交易所Kraken的首席执行官警告称,各国政府可能会开始限制使用比特币和其他加密货币.
1900/1/1 0:00:00最近“逃”“跑”这两个字在币圈经常看到。神鱼昨天发博称:“叫醒我的是逃跑的号声。” 币圈人为什么想要逃跑?指向最多的是算法稳定币项目FeiProtocol,有些人还在微博中配上这张图片.
1900/1/1 0:00:00在周四出席CNBC的"SquawkBox"节目时,全球最大资产管理公司贝莱德首席执官LarryFink认为,加密货币可能会蜕变成"一个伟大的资产类别".
1900/1/1 0:00:00文章系金色财经专栏作者币圈北冥供稿,发表言论仅代表其个人观点,仅供学习交流!金色盘面不会主动提供任何交易指导,亦不会收取任何费用指导交易,请读者仔细甄别防上当.
1900/1/1 0:00:00