CODE:EIP-3855 如何讓合約更精簡_ODE

前言

本文將深入介紹EthereumOpcode的最新成員：PUSH0

在過去，我們只能使用PUSH10x00來達成將數值0存入EVM的Stack中，而上海升級中包含諸多EIP之一的EIP-3855提案則引入了PUSH0這項新的Opcode來達成相同的效果。透過節省1Byte的指令空間，減少了智能合約編譯后的Bytecode大小，進一步降低智能合約部署的成本。

而本文將會快速地帶到EVM、Bytecode與Opcode的基本概念，并一步一步地帶你了解PUSH0的核心意義和對現有合約的影響。

文章會從EVM、Opcode到PUSH0詳細說明，若您為區塊鏈開發人員，我們可用一句話函蓋整篇文章：

EIP-3855引入新Opcode：PUSH0來取代PUSH10x00，因減少1Byte指令空間，所以減少了部署智能合約的200Gas，所有合約加總一年大約可省1,362.23ETH。

Relation協議提出EIP-6239語義SBT規范通用數據模型:3月15日消息，Web3社交圖譜協議Relation提出EIP-6239語義SBT規范通用數據模型，詳細說明了Relation如何基于RDF（資源描述框架），構建出創新型的去中心化社交圖譜協議——Relation Protocol，為社交互動和數據共享提供可信、開放和可互操作的基礎設施，能夠高效處理海量級復雜社交數據，使數據分析效率提升近千倍，同時減少數據摩擦。

Relation Protocol通過鏈上原生的智能合約生態、通用靈活的圖數據模型、基于Lit Protocol隱私配置和Arweave上的數據永久存儲，為開發者提供了鏈上原生、隱私保護和永久存儲的數據層。[2023/3/15 13:05:42]

EVM與Opcode概念

在介紹EIP-3855之前，我們先來簡單了解Ethereum中最重要的EVM概念！

EVM

以太坊開發人員：提議將EIP-4758納入以太坊上海:金色財經報道，以太坊開發人員MariusVanDerWijden在其社交平臺表示，我想提議將EIP-4758納入以太坊上海。它改變了SELFDESTRUCT操作碼的語義，并將其變成一個SENDALL，將合同的余額發送給一個接收者。這個EIP是Verkle的先決條件（還有其他一些變化）。它非常容易實現，而且不難測試，所以我很想在上海看到它。

據悉，通過將SELFDESTRUCT改為SENDALL來停用，這樣做可以將所有資金收回到調用者手中，但不會刪除任何代碼或存儲。[2022/9/26 22:30:01]

我們為了讓智能合約在獨立且安全的環境中執行，而從Ethereum節點中會切出一塊具有儲存、執行等功能的運算環境，我們將之稱之為EVM虛擬機。

而這個EVM具備執行智能合約所需的堆疊、記憶體、紀錄Gas費用及儲存下一行指令位址等各種必要元件，以便完成開發人員要求的各種計算。

以太坊JavaScript庫Ethers.js發布v5.4.0 添加EIP-1559支持:官方消息，以太坊JavaScript庫Ethers.js發布v5.4.0，添加EIP-1559支持。TransactionResponse.gasPrice現在可以為空，因此某些應用程序可能需要添加空檢查。

據悉，以太坊兩個最常用JavaScript庫是Ethers.js和Web3.js。[2021/6/27 0:09:59]

Bytecode與Opcode

我們用Solidity等語言所撰寫的智能合約，要先編譯成一連串EVMOpcode，這一連串Opcode稱為Bytecode。我們接著來進行一段簡單的操作就會比較清楚！

有興趣的讀者可以透過EtherVM了解更多關于Opocde的介紹。

首先，我們先在Remix上編譯下方這份簡易的加法智能合約，編譯完成后就可從artifacts資料夾中看到包含此智能合約Bytecode與Opcode的Json資訊檔。

TimBeiko正式將EIP-1559加入以太坊倫敦升級，暫定今年7月或8月執行:以太坊開發者、EIP-1559貢獻者TimBeiko提交一份提案，該提案主張將EIP-1559加入到以太坊倫敦升級中，并暫定于2021年7月或8月執行。TimBeiko認為，該EIP提案沒有什么問題，已經準備好通過正常的網絡升級測試流程。下一步是讓開發人員和其他網絡參與者（即礦工）就此提案達成共識。注：EIP-1559是一個對以太坊交易機制進行優化的機制，旨在使以太坊網絡上的交易費用更加可預測，解決當前“按需付費”的收費模式問題。其目標是創建一個更有效的收費市場，并簡化客戶端和應用程序軟件的gas費付款流程。此前消息，絕大多數以太坊應用表示支持實施EIP-1559。[2021/2/26 17:54:54]

智能合約在線編譯工具Remix

與此同時，這個智能合約也已部署到Goerli測試網中，我們可點選在Etherscan上的鈕從Bytecode切換到Opcode觀看模式。這時，即可得知一連串Opcode稱為Bytecode。

分析：以太坊競價升級算法EIP-2593提案是以用戶為主導的策略:加密貨幣研究員hasufl和gakonst聯合發布了對EIP-2593 區塊空間市場提案的分析，分析稱，EIP-2593 更廣為人知名字是競價升級算法或者簡稱為自動扶梯，被稱為改進以太坊交易費機制的 EIP-1559 提案的替代品，因為在設計目標上有很大的重疊。在自動扶梯方案中，用戶繼續參與區塊空間的第一價格拍賣。不過每一筆交易都可以選擇為逐步提高的出價提供參數，從而為區塊生產者創建一個基于時間的拍賣，以便納入這筆交易。EIP-2593 引入了用戶必須指定的參數，包括用戶愿意為交易支付的最低價格、交易有效的第一個區塊、發送方為處理此交易愿意支付的最大價格、用戶愿意等待處理交易的最后一個區塊。EIP-2593 機制向交易中附加一個不斷升級的出價，以緩慢地測試最佳出價。從較低的費用開始，有助于避免支付過高的價格，因為礦工應以他們愿意接受的最低價格進行交易。不斷升級的價格確保了一筆交易最終被包括在內，前提是交易價格高于網絡 gas 費，有助于防止支付不足。不過自動扶梯算法比 EIP-1559 小得多，并且設計范圍不同。EIP-1559 拍賣范圍也相對較小，即使在目標重疊的地方，結果也很難比較。這兩個提案是相輔相成的，盡管不一定是在基礎層，但都應該贊同。現在自動扶梯算法已經被使用了，無論是用戶手動操作，還是在以太坊進行大量交易的專業服務公司的內部使用。這證明了自動扶梯是用戶的主導策略。因此，應該關注的不是自動扶梯算法是否有用，而是它們是否應該在協議內部或外部實現。[2020/6/25]

這里就只截取這份合約部份的Opcode。

部份Bytecode與Opcode對照表

現在我們有了EVM、Bytecode、Opcode的概念后，那EIP-3855到底要改進什么問題呢？

前面的例子中，我們了解到若想要將一個零的值推到Stack中，這個動作會被編譯成「PUSH0x00」（兩個Byte，分別是0x60及0x00，其中0x00代表零的值，所以0x6000整整占了2個Byte的Storage空間！

1ByteBytecode空間需要支付200Gas的費用。

另外，執行1個PUSH1的操作需支付3Gas，而PUSH0也是，所以PUSH0主要是減少編譯后的程序碼大小，但實際上執行時的Gas消耗和PUSH1是一樣的。

我們來看一下以下關于Push10x00指令在2020年的統計數據：

Push10x00指令占了2020年全年度智能合約Bytecode的4.57%之多，它被如此常用，以致于幾乎所有的智能合約中都可看到它的身影！

這時，如果我們新增一個Opcode來做和PUSH10x00完全一樣的事，是否就可以再減少1個200Gas的空間消耗？

答案是可以的！EIP-3855即將會在這一次的上海升級中在Opcode中引入一條PUSH0新指令，而這個新指令的編號是0x5F！

會選擇0x5F做為PUSH0的原因，除了0x5F在上海升級前沒有被使用外，而且它也剛好是在PUSH1指令的前一個編號！是一個連續且有意義的指令空間。

0x5F及0x60的Opcode指令編號，圖片來源：https://ethervm.io/

EIP-3855帶來的改變

將0x6000指令瘦身至0x5F有一個最重要的改變，就是部署合約時的Gas費用變便宜了！程式碼中每個使用到PUSH10x00的地方都可以因為這個改變而省下200Gas！

那我們一樣以2020全年度使用340,557,331次0x6000指令來計算，大約需耗費340,557,331x200Gas=68,111,466,200Gas。接著若以1Gas需支付20GWei來計算，也就是可以為整個網路省下整整約1,362.23ETH，而且各個Ethereum節點也可省下不少儲存空間。

此外，對于開發人員來說，也可減少使用一些特殊優化手段來減少PUSH10x00的200Gas開銷，例如使用DUP指令等。使用0x5F代表著可減少開發人員進行各種優化成本與風險，也利于估算智能合約的Gas費用。

結論

帶來的改變有以下兩點。

EIP-3855將減少部署智能合約時的Bytecode大小此外，EIP-3855也可減少過去開發人員在進行各種優化上的成本與風險本文介紹了Ethereum的EVM及Opcode的概念，并且深入探討了EIP-3855改進的重要意義與影響。一旦這次的上海升級完成，就可減少開發人員部署合約時所需的儲存空間費用，而EIP-3855提案和新的特性，也將吸引更多的開發者加入到以太坊的生態中。感謝您閱讀本文！

參考資料

中文以太坊虛擬機https://ethereum.org/zh/developers/docs/evm/英文EIP-3855提案https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-3855EIP-3855英文討論區https://ethereum-magicians.org/t/eip-3855-push0-instruction/7014EVMCodes列表https://www.evm.codes/EthereumVirtualMachineOpcodeshttps://ethervm.io/PDF-ethereum-evm-illustratedhttps://takenobu-hs.github.io/downloads/ethereum_evm_illustrated.pdf關于EIP-3855常見問題

1、EIP-3855提案通過后是否可提升TPS？

TPS增長量不大，因為實際在主網上部署合約的交易并不多，假設在一個區塊內有10筆部署合約交易的狀況，若每個合約部署只「一次性」省約25個PUSH0，所以TPS可提升的有限。

2、一般Solidity開發人員如何應用此EIP-3855提案？

一般Solidity開發人員要等到上海升級完成才能享受到程式碼大小變小的好處，EIP-3855主要是讓Solidity編譯器將所有PUSH10x00改為PUSH0，以節省空間、減少gas等好處。

2020年「PUSH」系列指令數量統計表

此表格參考EIP-3855中作者之一HugoDelacruz所統計的2020全年度EthereumOpcode數量表格，并進行延伸計算。

表格鏈接：https://mirror.xyz/0x347c9872A2a1dE370D798f9FE96341A9A0E05af8/mmOWhqg5WUkVD54iS210GPcX728x1kz2XZp94mOMtcE

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