EIP-3529: 減少gas 返還

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特邀专栏作者

2021-05-18 15:13 (UTC+8)

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倫敦升級的EIP-3529將如何通過修改gas返還來優化EVM

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倫敦升級的EIP-3529將如何通過修改gas返還來優化EVM

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原因

最初引入SSTORE 和SELFDESTRUCT 的gas 返還是為了鼓勵應用開發者寫應用時能踐行“良好的狀態衛生”，清理不再需要的存儲槽與合約。但是，結果證明這項技術帶來的效率遠低於預期，gas 返還還帶來多項未預料到的有害後果：

參數

一級標題

參數

對於存在block.number >= FORK_BLOCK 的區塊，需要作下列變更。

1. 移除SELFDESTRUCT 的返還

一級標題

原理闡釋

EIP-2200 引入了返還的三種情況：

1. 如果原始值是非零，新值是零，添加SSTORE_CLEARS_SCHEDULE （當前是15,000）的gas 量到返還計算器

2. 如果原始值是零，當前值是非零，新值為零，添加SSTORE_SET_GAS - SLOAD_GAS (當前是19,900) 的gas 量到返還計算器

3. 如果原始值是非零，當前值是一個不一樣的非零值，新值等於原始值，添加SSTORE_RESET_GAS - SLOAD_GAS （當前是4,900）的gas 到返還計算器

在這三種情況裡，只有(1) 會啟動gastoken 且允許區塊在執行上消耗超過區塊gas limit 的gas。 (2) 不具有這個特點，因為要獲得19,900 的gas 返還，同一個存儲槽必須在之前從零改為非零，這需要消耗20,000 gas。無法從一個存儲槽獲得gas 並用它來編輯另一個存儲槽，意味著它不能被用作gas token。另外，獲得返還需要恢復存儲的寫入和擴展，使得返還的gas 不會增加客戶端處理區塊的工作量。 (3) 是相似的：只有當同一個存儲槽在之前已經消耗了5,000 gas 的時候才能獲得4,900 gas 返還。

此EIP 處理第一種情況。我們可以通過使用一個相似的“配對” 變元來確定在何種條件下gastoken 是不可用的(例如，你不可以在一個存儲槽裡獲得比你的輸入更多的gas) ，將每一筆返還映射到同一筆交易的同一個存儲槽的前一筆支出。當一個存儲槽的原始值是非零值，如果它被改為0 時，有兩個可能性：

1. 這可能是存儲槽第一次被設置為零。在這種情況下，我們可以把這個時間與SSTORE_RESET_GAS + ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST 第一次讀取和編輯存儲槽的最小開銷進行配對。

2. 這可能是存儲槽第二次被設置為零或被設置為零後的情況。在這種情況下，我們可以把這個事件與最近一次數值從零改為其他值，且SSTORE_CLEARS_SCHEDULE 的gas 從返還中被移除的變元進行配對。

對於第二次或之後的情況，SSTORE_CLEARS_SCHEDULE 的值是什麼並不重要，因為那個gas 大小的返還是與相同大小的清除返還相匹配的。這就只剩下第一種情況了。為了確保存儲槽上消耗的gas 總量為正，我們需要SSTORE_CLEARS_SCHEDULE <= SSTORE_RESET_GAS + ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST。因此，此EIP 只把SSTORE_CLEARS_SCHEDULE 減少到那兩項開銷的總和。

此EIP 的另一個原因是，清除還未被讀取的數據(通常是“無用”數據) 是不會有淨返還的，但清除被讀取過的數據(通常是“有用”數據) 還繼續會有淨返還。

向後兼容性

返還當前僅在交易執行後應用，因此無法對執行中任何特定可用的調用框架造成影響。因此，清除它們將不會破壞任何代碼的執行，儘管它將使得一些應用變得經濟上不可行。

Gas token 會變得沒有價值。 DeFi 套利機器人今天經常不是使用已有的gas token 方案就是一個定制的，以減少鏈上的開銷，這得益於重寫它們的代碼以清除對那些不再有用的gas 存儲機制的調用。

然而，完全保留在new = original = 0 != current 裡的返還，以及保留在其他nonzero -> zero 情況裡的一些返還能確保一些接收(和值得) 更好的gas 開銷待遇的關鍵用例能持續獲益。例如，zero -> nonzero -> zero 的存儲設置模式保持只需消耗大約100 gas。這些模式包括兩個重要實例：

➤ 反重入鎖(通常在一個子調用開始前從0 變為1，當子調用結束時再變回0)

➤ ERC20 授權與發送(當代幣轉移得到授權，"二級標題"二級標題

對清除存儲激勵的影響

對之前關於移除返還的EIP (EIP-3298 和EIP-3403) 的批評是這些EIP 完全消除了把一個值設為零的激勵，相當於鼓勵用戶不要完全清除一個存儲槽(即使他們想這麼做)，哪怕他們想再次使用該存儲槽的機率是最小的。

舉一個例子，如果你有一個單位的ERC20 代幣，且你要送出或賣出你的所有餘額，你可以只給出0.999999 個單位，把剩餘的留下。如果你想在未來重新放入更多該種代幣到同一個賬戶，你僅需要為SSTORE 支付5,000 gas (2,100用於讀取+ 2,900用於非零變為非零的設置) 而不是22,100 ( 20,000 用於零到非零值的設置)。今天，這部分的gas 會被清除存儲獲得的15,000 gas 返還所抵消，因此，如果你有超過15000 / 17100 = 87.7% 的把握會再使用這個存儲槽，你才會有動力這樣做；按照EIP 3298或EIP 3403 的設定，抵消激勵這部分是不存在的，因此，如果你再次使用該存儲槽的可能性是大於0 的，設為非零值會更好。

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