Solidity Gas 最適化戦略を実装する方法 – Cryptopolitan

Solidity ガスの最適化は、イーサリアム ブロックチェーンでの革新的な契約開発にとって重要です。 ガスとは、スマート コントラクト内の操作を実行するために必要な計算量を指します。 ガスは取引手数料に直接変換されるため、コストを最小限に抑え、スマートコントラクトの全体的な効率を向上させるには、ガス使用量の最適化が不可欠です。

これに関連して、イーサリアム スマート コントラクトに使用されるプログラミング言語である Solidity は、ガス最適化のためのさまざまな技術とベスト プラクティスを提供します。 これらの手法には、ガス消費量を削減するための契約設計、データ ストレージ、およびコード実行を慎重に検討することが含まれます。

ガス最適化戦略を実装することで、開発者はスマート コントラクトのパフォーマンスと費用対効果を大幅に向上させることができます。 これには、適切なデータ型とストレージ構造の使用、不必要な計算の回避、コントラクト設計パターンの活用、ガス最適化用に特別に設計された組み込み関数の採用などが含まれます。

ソリディティとは何ですか？

Solidity は、イーサリアムを主なターゲットとする、さまざまなブロックチェーン プラットフォーム上でスマート コントラクトを作成するために明示的に設計されたオブジェクト指向プログラミング言語です。 Christian Reitwiessner、Alex Beregszaszi、および元イーサリアムのコアコントリビューターが開発しました。 Solidity プログラムはイーサリアム仮想マシン (EVM) 上で実行されます。

Solidity を使用するための一般的なツールの XNUMX つは、開発者が Solidity スマート コントラクトを作成、展開、実行できるようにする Web ブラウザー ベースの統合開発環境 (IDE) である Remix です。 Remix は、Solidity コードのテストとデバッグのためのユーザーフレンドリーなインターフェイスと強力な機能を提供します。

Solidity コントラクトは、イーサリアム ブロックチェーン上の特定のアドレスに保存されているコード (関数) とデータ (状態) を組み合わせます。 これにより、開発者は投票システム、クラウドファンディング プラットフォーム、ブラインド オークション、マルチシグネチャ ウォレットなどを含むさまざまなアプリケーションの取り決めを作成できます。

Solidity の構文と機能は JavaScript や C++ などの一般的なプログラミング言語の影響を受けており、プログラミング経験のある開発者にとって比較的アクセスしやすいものとなっています。 Solidity は、仲介者に依存せずにルールを強制し、自律的にアクションを実行できるため、ブロックチェーン プラットフォーム上で分散型アプリケーション (DApps) を構築するための強力な言語になります。

Solidity におけるガスとガスの最適化とは正確には何ですか?

ガスはイーサリアムの基本概念であり、ネットワーク内で操作を実行するために必要な計算量の測定単位として機能します。 Solidity スマート コントラクトのすべてのプロセスは一定量のガスを消費し、消費されたガスの合計によって、契約開始者が支払う取引手数料が決まります。 Solidity ガスの最適化には、スマート コントラクト コードのガス消費量を削減し、実行のコスト効率を高める技術が含まれます。

ガスの使用を最適化することで、開発者は取引手数料を最小限に抑え、契約パフォーマンスを向上させ、アプリケーションをより効率的にすることができます。 Solidity のガス最適化技術は、計算の複雑さの軽減、冗長な操作の排除、データ ストレージの最適化に重点を置いています。 ガス効率の高いデータ構造を使用し、不必要な計算を回避し、ループと反復を最適化することは、ガス消費量を削減するための戦略です。

さらに、他のコントラクトへの外部呼び出しを最小限に抑え、ステートレス関数などのガス効率の高い Solidity パターンを利用し、ガス測定およびプロファイリング ツールを活用することで、開発者はより良いガスを最適化できます。

ガスのコストに影響を与えるネットワークとプラットフォームの要因 (混雑やプラットフォームのアップグレードなど) を考慮し、それに応じてガスの最適化戦略を適応させることが重要です。

Solidity ガスの最適化は、慎重な分析、テスト、改良を必要とする反復プロセスです。 これらの技術とベスト プラクティスを採用することで、開発者は Solidity スマート コントラクトをより経済的に実行可能にし、イーサリアム ネットワーク上でのアプリケーションの全体的な効率と費用対効果を向上させることができます。

クリプトガス手数料とは何ですか?

暗号ガス手数料はインテリジェントコントラクトブロックチェーンに特有の取引手数料であり、イーサリアムはこの概念を導入した先駆的なプラットフォームです。 しかし現在では、Solana、Avalanche、Polkadot など、他の多くのレイヤー 1 ブロックチェーンもガス料金を採用しています。 ユーザーは、ネットワークを保護するためにバリデータに補償するためにこれらの料金を支払います。

ユーザーは、これらのブロックチェーン ネットワークと対話するときにトランザクションを確認する前に、推定ガス費用が表示されます。 標準の取引手数料とは異なり、ガス料金はそれぞれのブロックチェーンのネイティブ暗号通貨を使用して支払われます。 たとえば、イーサリアムのガス料金はETHで決済されますが、Solanaブロックチェーンではトランザクションの支払いにSOLトークンを使用する必要があります。

ETHを友人に送る場合でも、NFTを鋳造する場合でも、分散型取引所などのDeFiサービスを使用する場合でも、ユーザーは関連するガス料金を支払う責任があります。 これらの料金は、ブロックチェーン上で目的の操作を実行するために必要な計算量を反映しており、バリデーターのネットワークへの参加とセキュリティへの取り組みを奨励することに直接貢献します。

ソリディティガスの最適化手法

Solidity ガス最適化技術は、Solidity プログラミング言語で記述されたインテリジェント コントラクト コードのガス消費量を削減することを目的としています。

これらの手法を採用することで、開発者はトランザクション コストを最小限に抑え、契約パフォーマンスを向上させ、アプリケーションをより効率的にすることができます。 Solidity で一般的に使用されるガス最適化テクニックをいくつか紹介します。

ほとんどの場合、マッピングは配列よりも安価です

Solidity は、ガスの最適化に関してマッピングとアレイの間にエキサイティングなダイナミクスを導入します。 Ethereum Virtual Machine (EVM) では、マッピングは通常、アレイよりも安価です。 これは、コレクションがメモリ内に個別の割り当てとして保存されるのに対し、マッピングはより効率的に保存されるためです。

Solidity の配列はパックできるため、uint8 などのより小さな要素をグループ化してストレージを最適化できます。 ただし、マッピングはロードできません。 コレクションでは、長さの取得やすべての要素の解析などの操作により多くのガスを必要とする可能性がありますが、特定のシナリオではより高い柔軟性が提供されます。

コレクションの長さにアクセスする必要がある場合、またはすべての要素を反復処理する必要がある場合は、より多くのガスを消費するとしても、配列の方が優先される場合があります。 逆に、マッピングは効率的な保存と取得を提供するため、キーと値の直接検索が必要なシナリオに優れています。

Solidity のマッピングと配列の間のガスのダイナミクスを理解することで、開発者はコントラクトを設計する際に情報に基づいた意思決定を行い、ガスの最適化とユースケースの特定の要件のバランスを取ることができます。

変数をパックする

イーサリアムでは、ストレージ使用量のガスコストは、使用されるストレージ スロットの数に基づいて計算されます。 各ストレージ スロットのサイズは 256 ビットで、Solidity コンパイラとオプティマイザはこれらのスロットへの変数のパッキングを自動的に処理します。 つまり、単一のストレージ スロット内に複数の変数を詰め込み、ストレージの使用量を最適化し、ガスコストを削減できます。

パッキングを利用するには、Solidity コード内で連続してパッキング可能な変数を宣言する必要があります。 コンパイラとオプティマイザは、ストレージ スロット内でのこれらの変数の配置を自動的に処理し、スペースを効率的に利用します。

変数をまとめてパックすることで、使用されるストレージ スロットの数を最小限に抑えることができ、その結果、スマート コントラクトでのストレージ操作のガス コストが削減されます。

パッキングの概念を理解し、それを効果的に利用すると、Solidity コードのガス効率に大きな影響を与える可能性があります。 ストレージ スロットの使用率を最大化し、ストレージ操作のガスコストを最小限に抑えることで、Ethereum スマート コントラクトのパフォーマンスと費用対効果を最適化できます。

外線通話を減らす

Solidity では、外部コントラクトを呼び出すと大量のガスが発生します。 ガス消費を最適化するには、データ要素ごとに個別に呼び出しを行うのではなく、必要なデータをすべて返す関数を呼び出してデータ取得を統合することをお勧めします。

このアプローチは他の言語での従来のプログラミング手法とは異なる場合がありますが、Solidity では非常に堅牢であることが証明されています。

外部コントラクト呼び出しの数を減らし、単一の関数呼び出しで複数のデータ ポイントを取得することによってガス効率が向上し、その結果、費用対効果が高く効率的なスマート コントラクトが実現します。

uint8 は必ずしも uint256 より安いわけではありません

Ethereum Virtual Machine (EVM) は、一度に 32 バイトまたは 256 ビットのチャンクでデータを処理します。 uint8 のような小さな変数型を扱う場合、EVM はまず変数をより重要な uint256 型に変換して演算を実行する必要があります。 この変換プロセスでは追加のガスコストが発生するため、よりマイナーな変数を使用する理由に疑問が生じるかもしれません。

鍵はパッキングの概念にあります。 Solidity では、複数の小さな変数を 256 つのストレージ スロットに詰め込み、ストレージの使用量を最適化し、ガス コストを削減できます。 ただし、他の変数とパックできない唯一の変数を定義している場合は、uint8 型ではなく uintXNUMX 型を使用するのが最適です。

スタンドアロン変数に uint256 を使用すると、EVM でのコストのかかる変換の必要性が回避されます。 最初は直観に反するように思えるかもしれませんが、このアプローチは EVM の処理能力に合わせてガス効率を確保します。 また、複数の小さな変数をグループ化するときに、パッキングと最適化が容易になります。

EVM のこの側面と Solidity を組み込む利点を理解することで、開発者は変数タイプを選択する際に情報に基づいた意思決定を行うことができます。 変換にかかるガスコストを考慮し、パッキングの機会を活用することで、開発者はガス消費を最適化し、イーサリアムネットワーク上のスマートコントラクトの効率を高めることができます。

文字列/バイトではなく bytes32 を使用してください

Solidity では、32 バイト以内に収まるデータがある場合、バイトまたは文字列の代わりに bytes32 データ型を使用することをお勧めします。 これは、bytes32 のような固定サイズ変数は、可変サイズ型よりもガスコストが大幅に安いためです。

bytes32 を使用すると、追加のストレージと計算操作を必要とする、バイトや文字列などの可変サイズの型に関連する追加のガス コストを回避できます。 Solidity は固定サイズの変数を単一のストレージ スロットとして扱い、より効率的なメモリ割り当てを可能にし、ガス消費量を削減します。

固定サイズの変数を利用してガスコストを最適化することは、Solidity でインテリジェント コントラクトを設計する際の重要な考慮事項です。 扱うデータのサイズに基づいて適切なデータ タイプを選択することで、ガスの使用量を最小限に抑え、契約の全体的な費用対効果と効率を向上させることができます。

外部関数修飾子を使用する

Solidity では、コントラクトの外部から呼び出すことができるパブリック関数を定義すると、その関数の入力パラメーターが自動的にメモリにコピーされ、ガス コストが発生します。

ただし、プロセスが外部から呼び出される場合は、コード内でそのプロセスを「外部」としてマークすることが重要です。 そうすることで、関数パラメータはメモリにコピーされず、呼び出しデータから直接読み取られます。

関数に大きな入力パラメータがある場合、それを「外部」としてマークすると大幅なガスを節約できるため、この違いは重要です。 パラメータをメモリにコピーすることを回避することで、スマート コントラクトのガス消費量を最適化できます。

この最適化手法は、別のコントラクトや外部アプリケーションからコントラクトを操作する場合など、関数が外部から呼び出されるシナリオで役立ちます。 これらの Solidity コードの微調整により、ガスが大幅に節約され、アレンジメントのコスト効率と効率が向上します。

短絡ルールを有利に活用する

Solidity では、コード内で論理和演算子と結合演算子を使用する場合、関数を配置する順序がガスの使用量に影響を与える可能性があります。 これらの演算子がどのように機能するかを理解することで、ガス消費量を最適化できます。

論理和を使用すると、最初の関数が true と評価されると XNUMX 番目の関数が実行されないため、ガスの使用量が削減されます。 これにより、不必要な計算が回避され、ガスが節約されます。 一方、最初の関数が false と評価された場合は、XNUMX 番目の関数が完全にスキップされ、ガスの使用がさらに最適化されます。

ガスコストを最小限に抑えるには、機能を正しく順序付けし、最も成功する可能性が高い役割を操作の最初に配置するか、最も失敗する可能性が高い部分を最初に配置することをお勧めします。 これにより、XNUMX 番目の関数を評価する必要が生じる可能性が減り、ガスが節約されます。

Solidity では、複数の小さな変数をストレージ スロットにパックして、ストレージの使用量を最適化できます。 ただし、他の変数と統合できない変数が 256 つある場合は、uint8 ではなく uintXNUMX を使用することをお勧めします。 これにより、イーサリアム仮想マシンの処理能力に合わせてガス効率が確保されます。

まとめ

Solidity は、外部契約とやり取りする際にコスト効率の高いトランザクションを実現するのに非常に効果的です。 これは、短絡ルールを利用し、複数の小さな変数をストレージ スロットに詰め込み、必要なデータをすべて返す単一関数を呼び出すことでデータ取得を統合することで実現できます。

中央銀行はガス最適化技術を使用して、取引コストを最小限に抑え、スマートコントラクトの全体的なパフォーマンスを向上させることもできます。 Solidity に特有のガス最適化戦略に注意を払うことで、開発者は革新的な契約インタラクションを効率的かつ経済的に実行できるようになります。 これらの技術を慎重に検討して実装することで、ユーザーはガスの使用量が最適化され、トランザクションが成功するという恩恵を受けることができます。

Solidity でのガス消費の最適化は、費用対効果の高い取引と革新的な契約対話を実現するために重要です。 短絡ルールを利用し、複数の小さな変数をストレージ スロットに詰め込み、単一関数呼び出しでデータ取得を統合することにより、ユーザーはガス最適化手法を使用して、コントラクトの効率的かつ経済的な実行を保証できます。

中央銀行もこれらの戦略から利益を得て、取引コストを最小限に抑え、スマートコントラクトのパフォーマンスを向上させることができます。 開発者は、Solidity に特有のこれらの戦略を考慮することで、ガスの使用を最適化し、トランザクションを成功させることができます。