干货 | 搞懂 “柏林” 之后的合约 Gas 开销

“柏林” 硬分叉将在 4 月 15 日激活，该硬分叉所包含 EIP 中的两个（EIP-2929 和 EIP-2930）都会影响事务的 Gas 开销。本文会解释 “柏林” 激活之前，一些操作码的 Gas 消耗量是如何计算的，而 EIP-2929 对此有何影响，以及，2930 引入的访问清单（Access List）功能应如何使用。

摘要

这篇文章很长，你要是只想知道结论，看完这部分就可以把网页关掉了：

• 柏林硬分叉改变了某些操作码的 Gas 开销。如果你在自己的应用中硬编码了一些操作可使用的 Gas 数量，这些操作可能会卡死。如果真的出现了这种情况，而你的智能合约又是没法升级的，用户就需要使用 “访问清单” 功能来使用你的应用。
• 访问清单功能可略微减少 Gas 开销，但有些时候也可能会提高总的 Gas 消耗量。
• geth 客户端引入了一种新的 RPC 方法，叫做 eth_createAccessList 来简化访问清单的生成。

“柏林” 升级以前的 Gas 开销

“柏林” 以前的 SLOAD

“柏林” 以前的 SSTORE

• 如果存储项的值从 0 改为 1（或者任意非零的值），Gas 消耗量是 20000
• 如果存储项的值从 1 改为 2（或者任意非零的值），Gas 消耗量是 5000
• 如果存储项的值从 1（或任意非零的值） 改为 0，消耗量也是 5000，但你会在事务执行结束后获得 gas 补贴。我们这里也不讨论 gas 返还机制，因为它不会受到柏林的影响
• 在一笔事务中，如果存储项已不是第一次修改，则后续每一次 SSTORE 都消耗 800 gas

EIP-2929 之后的 Gas 消耗量

执行事务时，保持一个集合：accessed_addresses: Set[Address] 以及 accessed_storage_keys: Set[Tuple[Address, Bytes32]]

“柏林” 以后的 SLOAD

“柏林” 以后的 SSTORE

• 如果存储项的值从 0 改为 1（或者任意非零的值），Gas 消耗量是 20000
• 如果该存储项键还未访问过，消耗 22100 gas
• 若已访问过，消耗 20000 gas
• 如果存储项的值从 1 改为 2（或者任意非零的值），Gas 消耗量是 5000
• 如果该存储项键还未访问过，消耗 5000 gas
• 若已访问过，消耗 2900 gas
• 如果存储项的值从 1（或任意非零的值） 改为 0，消耗量保持不变，gas 返还机制也不变
• 在一笔事务中，如果存储项已不是第一次修改，则后续每一次 SSTORE 都消耗 100 gas

汇总一下

EIP-2930：可选 “访问清单” 的事务类型

accessList: [{  address: "＆lt；address of A＆gt；",  storageKeys: [    "0 x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"  ]}]
如果我们发送了一条带有这条访问清单的事务，而使用 0 x0 存储槽的第一个操作码就是 SLOAD，则 Gas 消耗量会是 100 而非 2100，也就是减免了 2000 gas。但是，在访问列表中声明一个存储项键需要额外支付 1900 gas，所以我们只节约了 100 gas。（如果对该存储槽的第一个操作是 SSTROE，我们在单个操作中就省下了 2100 gas，也就是总共省下了 200 gas，因为访问清单本身需要消耗 gas）。

访问过的地址

accessList: [{ address: "＆lt；address of B＆gt；", storageKeys: [] }]
我们首先需要为在这条事务的访问清单中加入这个地址支付 2400 gas，但对 B 使用的第一个操作码就只需要消耗 100 gas 而不是 2600 gas，这就剩下了 100 gas。如果 B 也需要使用其存储项，我们又知道它将使用哪个键，我们也可以把这些键包含在访问列表中，然后为每个键的操作省下 100 或 200 gas（取决于第一个操作码是 SLOAD 还是 SSTORE）。

accessList: [  {address: "＆lt；address of A＆gt；", storageKeys: []},  {address: "＆lt；address of B＆gt；", storageKeys: []},]
你当然可以这样做，但不值得，因为 EIP-2929 指明了你一开始调用的合约（也即是 tx.to 的目的地）必定会被包含在 accessed_addresses 列表中，所以你就是额外花了 2400 gas，什么好处都没得到。

accessList: [{  address: "＆lt；address of A＆gt；",  storageKeys: [    "0 x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"  ]}]
这样做其实是浪费，除非你在里面加多几个存储项键。如果我们假设所有的存储项键的第一个操作都是 SLOAD，那你要至少 24 个键，才能赚回来。

eth_createAccessList RPC 方法

{  "accessList": [    {      "address": "0 xb0ee076d7779a6ce152283f009f4c32b5f88756c",      "storageKeys": [        "0 x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",        "0 x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001"      ]    }  ],  "gasUsed": "0 x8496"}
也就是告诉你一笔事务将会用到的地址和存储项键的清单，以及，假定纳入这份访问清单 将耗用多少 gas。跟 eth_estimateGas 一样，这也是估计出来的，该笔事务真正上链时，会访问到哪些数据仍有可能改变。但是，再说一遍，这绝不意味着你只要使用了访问清单，所用的 Gas 就会比不用清单更少！

let gasEstimation ＝ estimateGas(tx)let { accessList, gasUsed } ＝ createAccessList(tx)if (gasUsed ＆gt； gasEstimation) {  accessList[tx.to]}tx.accessList ＝ accessList；sendTransaction(tx)

缓解由 EIP-2929 带来的合约变砖风险，因为事务可以预先指定、预先支付自身尝试范文的账户和存储槽，因此，在实际的执行中，SLOAD 和 EXT＊ 操作码都只会消耗 100 gas：这个值低到既足以防止 2929 打破某些合约，也可以 “解封” 被 EIP-1884 封印的合约。