Guide de pratique sur l'optimisation du Gas pour les smart contracts Ethereum : Goutte des coûts et amélioration de l'efficacité

Guide de pratiques d'optimisation du Gas pour les smart contracts Ethereum

Les frais de Gas sur le réseau principal Ethereum ont toujours été un problème épineux, surtout en période de congestion réseau. Pendant les pics d'utilisation, les utilisateurs doivent souvent payer des frais de transaction élevés. Par conséquent, il est crucial d'optimiser les frais de Gas lors de la phase de développement des smart contracts. L'optimisation de la consommation de Gas permet non seulement de réduire efficacement les coûts de transaction, mais aussi d'améliorer l'efficacité des transactions, offrant aux utilisateurs une expérience d'utilisation de la blockchain plus économique et efficace.

Cet article présentera le mécanisme des frais de Gas de l'Ethereum Virtual Machine (EVM), les concepts clés liés à l'optimisation des frais de Gas, ainsi que les meilleures pratiques pour optimiser les frais de Gas lors du développement de smart contracts. Nous espérons que ces informations fourniront des inspirations et une aide pratique aux développeurs, tout en aidant les utilisateurs ordinaires à mieux comprendre le fonctionnement des frais de Gas de l'EVM et à relever ensemble les défis de l'écosystème blockchain.

Optimisation des Gas pour les smart contracts Ethereum : dix meilleures pratiques

Introduction au mécanisme des frais de Gas de l'EVM

Dans un réseau compatible avec l'EVM, le "Gas" est une unité utilisée pour mesurer la puissance de calcul nécessaire à l'exécution d'opérations spécifiques.

Dans la structure de l'EVM, la consommation de Gas se divise en trois parties : l'exécution des opérations, les appels de messages externes et la lecture/écriture en mémoire et stockage.

En raison de la nécessité de ressources de calcul pour l'exécution de chaque transaction, des frais sont donc facturés pour éviter les boucles infinies et les attaques par déni de service (DoS). Les frais nécessaires pour compléter une transaction sont appelés "frais de Gas".

Depuis l'entrée en vigueur de la hard fork de Londres EIP-1559(), les frais de Gas sont calculés selon la formule suivante :

Frais de gaz = unités de gaz utilisées * (frais de base + frais de priorité)

Les frais de base seront détruits, tandis que les frais prioritaires serviront d'incitation, encourageant les validateurs à ajouter des transactions à la blockchain. En réglant des frais prioritaires plus élevés lors de l'envoi d'une transaction, on peut augmenter la probabilité que la transaction soit incluse dans le prochain bloc. Cela ressemble à un "pourboire" que l'utilisateur paie aux validateurs.

Ethereum smart contracts optimisation des gaz : les dix meilleures pratiques

Comprendre l'optimisation du Gas dans l'EVM

Lorsque vous compilez des smart contracts avec Solidity, le contrat est converti en une série de "codes d'opération", c'est-à-dire des opcodes.

Toute séquence d'opcode (, comme la création de contrats, l'appel de messages, l'accès au stockage de comptes et l'exécution d'opérations sur la machine virtuelle ), a un coût de consommation de Gas reconnu, ces coûts étant enregistrés dans le livre jaune d'Ethereum.

Après plusieurs modifications de l'EIP, certains coûts en Gas de certaines opérations ont été ajustés, ce qui peut différer de ceux du livre jaune.

Concepts de base de l'optimisation de Gas

Le principe central de l'optimisation du Gas est de privilégier les opérations à coût efficace sur la blockchain EVM, tout en évitant les opérations coûteuses en Gas.

Dans l'EVM, les opérations suivantes ont un coût relativement bas :

  • Lire et écrire des variables en mémoire
  • Lire les constantes et les variables immuables
  • Lire et écrire des variables locales
  • Lire les variables calldata, par exemple les tableaux et structures calldata
  • Appel de fonction interne

Les opérations à coût élevé comprennent :

  • Lire et écrire des variables d'état stockées dans le stockage du contrat
  • Appel de fonction externe
  • Opération en boucle

Optimisation des Gas des smart contracts Ethereum : Top 10 des meilleures pratiques

Meilleures pratiques pour l'optimisation des frais de gaz EVM

Sur la base des concepts fondamentaux mentionnés ci-dessus, nous avons compilé une liste des meilleures pratiques d'optimisation des frais de Gas pour la communauté des développeurs. En suivant ces pratiques, les développeurs peuvent réduire la consommation de frais de Gas de leurs smart contracts, diminuer les coûts de transaction et créer des applications plus efficaces et conviviales.

1. Essayez de réduire au minimum l'utilisation du stockage

Dans Solidity, le stockage( est une ressource limitée, dont la consommation de Gaz est bien supérieure à celle de la mémoire). Chaque fois qu'un smart contract lit ou écrit des données dans le stockage, cela entraîne des coûts élevés en Gaz.

Selon la définition du livre blanc d'Ethereum, le coût des opérations de stockage est plus de 100 fois supérieur à celui des opérations en mémoire. Par exemple, les instructions OPcodesmload et mstore ne consomment que 3 unités de Gas, tandis que les opérations de stockage telles que sload et sstore nécessitent au moins 100 unités, même dans les meilleures conditions.

Les méthodes de restriction de l'utilisation de stockage incluent :

  • Stocker des données non permanentes en mémoire
  • Réduire le nombre de modifications de stockage : en conservant les résultats intermédiaires en mémoire et en attribuant les résultats aux variables de stockage une fois tous les calculs terminés.

Ethereum smart contracts d'optimisation du Gas : les dix meilleures pratiques

( 2. Emballage des variables

Le nombre de slots de stockage ) utilisés dans les smart contracts et la manière dont les développeurs expriment les données auront un impact considérable sur la consommation de frais de Gas.

Le compilateur Solidity regroupe les variables de stockage consécutives lors du processus de compilation et utilise des emplacements de stockage de 32 octets comme unité de base pour le stockage des variables. Le regroupement des variables signifie organiser raisonnablement les variables de sorte que plusieurs d'entre elles puissent s'adapter à un seul emplacement de stockage.

Grâce à cet ajustement de détail, les développeurs peuvent économiser 20 000 unités de Gas. ### Stocker un emplacement de stockage inutilisé nécessite 20 000 Gas (, mais maintenant, il n'en faut que deux.

Comme chaque emplacement de stockage consomme du Gas, le regroupement de variables optimise l'utilisation du Gas en réduisant le nombre d'emplacements de stockage nécessaires.

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) 3. Optimiser les types de données

Une variable peut être représentée par différents types de données, mais le coût des opérations correspondants varie selon le type de données. Choisir le type de données approprié aide à optimiser l'utilisation du Gas.

Par exemple, dans Solidity, les entiers peuvent être subdivisés en différentes tailles : uint8, uint16, uint32, etc. Étant donné que l'EVM exécute des opérations par blocs de 256 bits, l'utilisation de uint8 signifie que l'EVM doit d'abord le convertir en uint256, et cette conversion consomme du Gas supplémentaire.

À première vue, l'utilisation de uint256 est moins coûteuse que uint8. Cependant, cela change si l'on utilise l'optimisation de regroupement de variables que nous avons suggérée précédemment. Si le développeur peut regrouper quatre variables uint8 dans un emplacement de stockage, alors le coût total de leur itération sera inférieur à celui de quatre variables uint256. Ainsi, le smart contract peut lire et écrire dans un seul emplacement de stockage et placer les quatre variables uint8 en mémoire/stockage dans une seule opération.

Optimisation des Gas des contrats intelligents Ethereum : Top 10 des meilleures pratiques

4. Utiliser des variables de taille fixe à la place de variables dynamiques

Si les données peuvent être contrôlées dans 32 octets, il est conseillé d'utiliser le type de données bytes32 au lieu de bytes ou strings. En général, les variables de taille fixe consomment moins de Gas que les variables de taille variable. Si la longueur en octets peut être limitée, essayez de choisir la longueur minimale de bytes1 à bytes32.

( 5. Mappages et tableaux

Les listes de données de Solidity peuvent être représentées par deux types de données : des tableaux )Arrays ### et des mappings ###Mappings (, mais leur syntaxe et leur structure sont complètement différentes.

Dans la plupart des cas, les mappings sont plus efficaces et moins coûteux, mais les tableaux sont itérables et prennent en charge l'emballage des types de données. Par conséquent, il est recommandé d'utiliser des mappings en priorité lors de la gestion des listes de données, sauf si une itération est nécessaire ou si l'emballage des types de données peut optimiser la consommation de Gas.

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) 6. Utiliser calldata au lieu de memory

Les variables déclarées dans les paramètres de fonction peuvent être stockées dans calldata ou memory. La principale différence entre les deux est que memory peut être modifié par la fonction, tandis que calldata est immuable.

Rappelez-vous ce principe : si les paramètres de la fonction sont en lecture seule, il est préférable d'utiliser calldata plutôt que memory. Cela permet d'éviter des opérations de copie inutiles de calldata de la fonction vers memory.

( 7. Utilisez autant que possible les mots-clés Constant/Immutable

Les variables Constant/Immutable ne sont pas stockées dans le stockage du contrat. Ces variables sont calculées au moment de la compilation et sont stockées dans le bytecode du contrat. Par conséquent, leur coût d'accès est beaucoup plus faible par rapport au stockage, il est recommandé d'utiliser les mots-clés Constant ou Immutable autant que possible.

![Meilleures pratiques pour l'optimisation du Gas des smart contracts Ethereum])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-9c566626ab499ef65d6f5089a2876ad3.webp###

8. Utiliser Unchecked en s'assurant qu'il n'y a pas de débordement/sous-dépassement.

Lorsque les développeurs peuvent s'assurer que les opérations arithmétiques ne provoqueront pas de dépassement ou de sous-dépassement, ils peuvent utiliser le mot-clé unchecked introduit dans Solidity v0.8.0 pour éviter des vérifications de dépassement ou de sous-dépassement inutiles, économisant ainsi des coûts en Gas.

De plus, les compilateurs version 0.8.0 et supérieures n'ont plus besoin d'utiliser la bibliothèque SafeMath, car le compilateur lui-même a intégré des fonctionnalités de protection contre les débordements et sous-débordements.

( 9. Optimisation du modificateur

Le code du modificateur est intégré dans la fonction modifiée, et chaque fois que le modificateur est utilisé, son code est copié. Cela augmente la taille du bytecode et augmente la consommation de Gas.

En restructurant la logique en une fonction interne _checkOwner)###, cela permet de réutiliser cette fonction interne dans les modificateurs, ce qui peut réduire la taille du bytecode et diminuer les coûts en Gas.

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) 10. optimisation de court-circuit

Pour les opérateurs || et &&, l'évaluation logique subit une évaluation par court-circuit, c'est-à-dire que si la première condition peut déjà déterminer le résultat de l'expression logique, la seconde condition ne sera pas évaluée.

Pour optimiser la consommation de Gas, il convient de placer les conditions à faible coût de calcul en premier, ce qui peut permettre de sauter des calculs coûteux.

Optimisation des Gas pour les smart contracts Ethereum : les 10 meilleures pratiques

Conseils généraux supplémentaires

1. Supprimer le code inutile

Si le contrat contient des fonctions ou des variables non utilisées, il est conseillé de les supprimer. C'est le moyen le plus direct de réduire les coûts de déploiement du contrat et de maintenir la taille du contrat petite.

Voici quelques conseils pratiques :

  • Utilisez les algorithmes les plus efficaces pour effectuer des calculs. Si les résultats de certains calculs sont directement utilisés dans le contrat, alors ces processus de calcul redondants doivent être éliminés. En essence, tout calcul non utilisé doit être supprimé.

  • Dans Ethereum, les développeurs peuvent obtenir des récompenses en Gas en libérant de l'espace de stockage. Si une variable n'est plus nécessaire, il convient d'utiliser le mot-clé delete pour la supprimer ou de la réinitialiser à sa valeur par défaut.

  • Optimisation des boucles : éviter les opérations de boucle coûteuses, combiner les boucles autant que possible et déplacer les calculs répétitifs en dehors du corps de la boucle.

( 2. Utiliser des contrats précompilés

Les contrats précompilés offrent des fonctions de bibliothèque complexes, telles que les opérations de cryptage et de hachage. Comme le code n'est pas exécuté sur l'EVM, mais sur le nœud client local, cela nécessite moins de Gas. L'utilisation de contrats précompilés peut économiser du Gas en réduisant la quantité de travail de calcul nécessaire pour exécuter des smart contracts.

Les exemples de contrats précompilés incluent l'algorithme de signature numérique à courbe elliptique )ECDSA### et l'algorithme de hachage SHA2-256. En utilisant ces contrats précompilés dans des smart contracts, les développeurs peuvent réduire les coûts de Gas et améliorer l'efficacité d'exécution des applications.

![Les dix meilleures pratiques d'optimisation du Gas des smart contracts Ethereum]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-839b91e2f02389949aa698d460a497d8.webp(

) 3. Utiliser du code d'assemblage en ligne

L'assemblage en ligne ( permet aux développeurs d'écrire du code bas niveau mais efficace qui peut être exécuté directement par l'EVM, sans avoir besoin d'utiliser

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GateUser-00be86fcvip
· Il y a 8h
gas est trop cher pour faire des smart contracts
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PermabullPetevip
· Il y a 9h
Les frais de gas sont exorbitants, qui oserait encore s'y frotter ?
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BearMarketMonkvip
· Il y a 9h
Toutes les optimisations ne servent finalement qu'à économiser le prix d'un repas...
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RunWithRugsvip
· Il y a 9h
Les frais de gas aux heures de pointe peuvent acheter un repas, tsk tsk.
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