Les dix meilleures pratiques pour l'optimisation des frais de Gas des smart contracts Ethereum

Meilleures pratiques pour optimiser les frais de Gas des smart contracts Ethereum

Les frais de Gas sur le réseau principal Ethereum constituent un défi majeur pour les développeurs et les utilisateurs, surtout en période de congestion du réseau. Pendant les pics de transactions, les utilisateurs doivent souvent payer des frais élevés. Par conséquent, l'optimisation des frais de Gas lors de la phase de développement des smart contracts est cruciale. Optimiser la consommation de Gas peut non seulement réduire efficacement les coûts de transaction, mais aussi 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 la machine virtuelle Ethereum (EVM), les concepts clés de 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 ce contenu pourra inspirer et aider les développeurs, tout en permettant aux utilisateurs ordinaires de mieux comprendre le fonctionnement des frais de Gas de l'EVM, afin de faire face ensemble aux défis de l'écosystème blockchain.

Gas optimisation des 10 meilleures pratiques pour les smart contracts Ethereum

Introduction au mécanisme des frais de Gas de l'EVM

Dans les réseaux compatibles EVM, le "Gas" est l'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 principalement en trois parties : l'exécution des opérations, les appels de messages externes et la lecture/écriture de la mémoire et du stockage.

Étant donné que l'exécution de chaque transaction nécessite des ressources de calcul, des frais sont donc facturés pour prévenir 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 du 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 définissant 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.

Optimisation des Gas des smart contracts Ethereum : Les dix meilleures pratiques

Comprendre l'optimisation du Gas dans l'EVM

Lors de la compilation d'un smart contract avec Solidity, le contrat est converti en une série de "codes d'opération", c'est-à-dire des opcodes.

Toute séquence de code opératoire (, par exemple 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 blanc d'Ethereum.

Après plusieurs modifications des EIP, le coût en Gas de certaines instructions a été ajusté, ce qui peut différer de ce qui est indiqué dans le livre jaune.

Concepts de base de l'optimisation de Gas

Le concept central de l'optimisation du Gas est de privilégier les opérations à coût d'efficacité élevé sur la blockchain EVM, 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 des constantes et des variables immuables
  • Lire et écrire des variables locales
  • Lire les variables calldata, telles que les tableaux et les structures calldata.
  • Appel de fonction interne

Les opérations à coût élevé comprennent :

  • Lire et écrire les variables d'état stockées dans le stockage des contrats
  • Appel de fonction externe
  • Opérations en boucle

Gas optimisation des 10 meilleures pratiques pour les smart contracts Ethereum

Meilleures pratiques pour l'optimisation des frais de gaz EVM

Sur la base des concepts fondamentaux mentionnés ci-dessus, voici une liste de meilleures pratiques pour optimiser les frais de Gas. En suivant ces pratiques, les développeurs peuvent réduire la consommation de Gas des 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 Gas est bien supérieure à celle de la mémoire). Chaque fois qu'un smart contract lit ou écrit des données à partir du stockage, des coûts de Gas élevés sont générés.

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 n'utilisent que 3 unités de Gas, tandis que les opérations de stockage comme sload et sstore nécessitent au moins 100 unités même dans les meilleures conditions.

Les méthodes limitant l'utilisation du stockage comprennent :

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

Gas optimisation des dix meilleures pratiques des smart contracts Ethereum

( 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 Gas.

Le compilateur Solidity regroupe les variables de stockage continues pendant le processus de compilation, utilisant un slot de stockage de 32 octets comme unité de base pour le stockage des variables. Le regroupement des variables signifie organiser de manière raisonnable les variables pour que plusieurs d'entre elles puissent s'adapter à un seul slot de stockage.

Grâce à cet ajustement des détails, les développeurs peuvent économiser 20 000 unités de Gas### stocker un emplacement de stockage inutilisé nécessite 20 000 Gas(, mais maintenant seulement deux emplacements de stockage sont nécessaires.

Puisque 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 plusieurs types de données, mais le coût des opérations correspondantes varie en fonction des types 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. Comme l'EVM effectue des opérations par unités de 256 bits, l'utilisation de uint8 signifie que l'EVM doit d'abord le convertir en uint256, et cette conversion entraîne une consommation supplémentaire de Gas.

D'un point de vue isolé, 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 les développeurs peuvent regrouper quatre variables uint8 dans un seul emplacement de stockage, le coût total de leur itération sera inférieur à celui de quatre variables uint256. Ainsi, le smart contract peut lire et écrire un emplacement de stockage en une seule opération et placer les quatre variables uint8 dans la mémoire/le stockage.

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

4. Utiliser des variables de taille fixe au lieu de variables dynamiques

Si les données peuvent être contrôlées dans 32 octets, il est conseillé d'utiliser le type de données bytes32 plutôt que bytes ou strings. En général, les variables de taille fixe consomment moins de Gas que les variables de taille variable. Si la longueur des 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 : les tableaux )Arrays### et les mappages ###Mappings(, mais leur syntaxe et leur structure sont totalement différentes.

Dans la plupart des cas, les mappages sont plus efficaces et moins coûteux, mais les tableaux sont itérables et prennent en charge le regroupement des types de données. Il est donc recommandé d'utiliser des mappages en priorité lors de la gestion des listes de données, sauf si une itération est nécessaire ou si l'on peut optimiser la consommation de gaz par le regroupement des types de données.

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) 6. Utiliser calldata au lieu de memory

Les variables déclarées dans les paramètres de la 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.

Souvenez-vous de ce principe : si les paramètres de fonction sont en lecture seule, vous devez privilégier l'utilisation de calldata plutôt que de 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 stockées dans le bytecode du contrat. Par conséquent, leur coût d'accès est beaucoup plus faible par rapport au stockage, et il est recommandé d'utiliser les mots-clés Constant ou Immutable autant que possible.

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8. Utilisez Unchecked pour garantir qu'il n'y a pas de dépassement/sous-dépassement.

Lorsque les développeurs peuvent s'assurer que les opérations arithmétiques ne provoqueront pas de débordement ou de sous-dépassement, ils peuvent utiliser le mot-clé unchecked introduit dans Solidity v0.8.0 pour éviter des vérifications de débordement ou de sous-dépassement inutiles, ce qui permet d'économiser sur les coûts de Gas.

De plus, les compilateurs de version 0.8.0 et supérieures n'ont plus besoin d'utiliser la bibliothèque SafeMath, car le compilateur lui-même a intégré des fonctions de protection contre les débordements et les 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 fonctions internes, permettant la réutilisation de cette fonction interne dans le modificateur, on peut réduire la taille du bytecode et diminuer les coûts de gas.

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10. Optimisation de court-circuit

Pour les opérateurs || et &&, l'évaluation logique subit une évaluation de 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 est conseillé de placer les conditions à faible coût de calcul en premier, ce qui pourrait permettre de sauter les calculs coûteux.

Optimisation du Gas des smart contracts Ethereum : les dix 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 la méthode la plus directe pour réduire le coût de déploiement du contrat et maintenir la taille du contrat petite.

Voici quelques conseils pratiques :

  • Utilisez les algorithmes les plus efficaces pour effectuer les calculs. Si le contrat utilise directement certains résultats de calcul, alors ces processus de calcul redondants devraient être éliminés. Essentiellement, tout calcul non utilisé devrait 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, elle doit être supprimée avec le mot-clé delete ou réinitialisée à sa valeur par défaut.

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

( 2. Utiliser des contrats précompilés

Les contrats précompilés offrent des fonctions de bibliothèque complexes, telles que des opérations de cryptage et de hachage. Comme le code n'est pas exécuté sur l'EVM, mais localement sur le nœud client, moins de Gas est requis. L'utilisation de contrats précompilés peut permettre d'économiser du Gas en réduisant la charge de calcul nécessaire à l'exécution des smart contracts.

Des 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 les smart contracts, les développeurs peuvent réduire les coûts de Gas et améliorer l'efficacité d'exécution des applications.

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

) 3. Utiliser du code d'assemblage en ligne

L'assemblage en ligne ( in-line assembly ) permet aux développeurs d'écrire du code bas niveau mais efficace qui peut être exécuté directement par l'EVM, sans avoir à utiliser des codes opérationnels Solidity coûteux. L'assemblage en ligne permet également un contrôle plus précis de l'utilisation de la mémoire et du stockage, réduisant ainsi davantage les frais de Gas. De plus, l'assemblage en ligne peut exécuter certaines opérations complexes qui seraient difficiles à réaliser uniquement avec Solidity, offrant plus de flexibilité pour optimiser la consommation de Gas.

Cependant, l'utilisation de l'assemblage en ligne peut également comporter des risques et être sujette à des erreurs. Par conséquent, il convient de l'utiliser avec prudence, réservé aux développeurs expérimentés.

4. Utiliser des solutions Layer 2

L'utilisation de solutions Layer 2 peut réduire la quantité de données devant être stockées et calculées sur la chaîne principale d'Ethereum.

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Commentaire
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MEV_Whisperervip
· 08-02 05:53
Le gas a encore augmenté, c'est vraiment compliqué de trader des contrats.
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fomo_fightervip
· 08-02 05:46
les frais de gas sont si élevés que je ne sais plus où aller pour me rafraîchir.
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ApeWithAPlanvip
· 08-02 05:39
Le gas est cher, mais l'ETH reste le plus attrayant.
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MetadataExplorervip
· 08-02 05:26
La gas est encore en train de faire des histoires ?
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