ODE:EIP-3855 如何讓合約更精簡_PUSH幣

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。

以太坊賬戶抽象提案EIP-4337新增簽名聚合，可為rollups降低數據成本:10月3日消息，據以太坊創始人V神（Vitalik Buterin）近日發布的推文，其于2021年9月聯合發起的以太坊賬戶抽象提案EIP-4337近期發布了新版本，添加了包括BLS簽名算法的簽名聚合。簽名聚合功能能夠讓構建者和批次提交者也能聚合簽名（例如BLS、SNARKs），大大減少了鏈上的數據。

V神表示，ERC-4337為賬戶抽象提供了真正有價值和必要的東西，可為使用智能合約錢包的用戶操作提供“去中心化費用市場”。我們正在慢慢精準實現賬戶抽象的實際路徑，本次發布新增的簽名聚合功能可以為rollups降低數據成本，這也將成為采納ERC-4337的動力之一。

據悉，賬戶抽象（Account Abstraction）是通過省略以太坊賬戶體系中不必要細節，來減少復雜性并提高有效性有效地（消除了對EOA的需求和對智能合約錢包的特殊處理）。[2022/10/3 18:38:21]

EVM與Opcode概念

以太坊開發者提出EIP-3382提案以固定區塊gas限制，而不受受礦工制約:以太坊開發者Philippe Castonguay提出EIP-3382提案，提議將區塊Gas限制硬編碼為每區塊12,500,000 gas。更新塊驗證規則，如果Gas限制header字段不等于12,500,000，則區塊無效。Philippe Castonguay表示，對區塊氣Gas限制進行硬編碼，因為它是一個關鍵參數，需要網絡達成共識，并且不受礦工的制約。Philippe Castonguay認為，以太坊的PoW和PoS設計都假設區塊生產商（礦工）在財務上是理性的，但并沒有假設礦工是仁慈的。但是，有一個例外，那就是礦工選擇區塊的Gas限制時，假定礦工關心鏈的長期健康和去中心化。實際上，區塊gas限制是以太坊中唯一不是由節點一致性決定，而是由礦工選擇的參數。這一決定最初是為了在必要時允許緊急改變區塊Gas限制。大幅增加或減少這一參數都可能會產生嚴重的后果，這可能是不希望的。因此，這是一個關鍵參數，需要節點一致性，以避免少數參與者對網絡其余部分施加任何突然的有害變化。[2021/3/16 18:49:37]

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

少數以太坊礦池正在聯合抵制EIP-1559提案的實施:1月22日消息，一些以太坊礦工組成了一個卡特爾組織，以阻止一項目前存在爭議的提案EIP-1559的實施。他們表示，這一提議不公平地削減了他們的利潤。(CoinDesk)[2021/1/22 16:44:37]

EVM

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。

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。

V神：過去兩月ETH交易費已足以完全抵消EIP 1559后的PoS獎勵:V神發推稱，喜歡看人們一直努力嘗試去詬病以太坊沒有2100萬硬上限，然而過去兩個月，以太坊的交易費用已經高到足以完全抵消EIP 1559之后的PoS獎勵。注：EIP 1559旨在改變以太坊交易費用市場的提案。[2020/8/8]

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。

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。

這里就只截取這份合約部份的Opcode。

部份Bytecode與Opcode對照表

0x 社區已投票通過ZEIP-79提案，可節約50％的交易成本:0x 社區已經投票通過ZEIP-79提案，該協議執行后可將交易費減少50％，這意味著不僅對于Matcha交易者而且對于任何集成0x協議的交易者都極大節約交易成本。[2020/7/22]

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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