GAS:EIP-3529：減少gas返還

簡單總結

移除 SELFDESTRUCT 的 gas 返還，減少 SSTORE 的 gas 返還到一個較低水平，使得返還的量仍然相當大，但不會像現在高到可以被利用的地步。

原因

最初引入 SSTORE 和 SELFDESTRUCT 的 gas 返還是為了鼓勵應用開發者寫應用時能踐行“良好的狀態衛生”，清理不再需要的存儲槽與合約。但是，結果證明這項技術帶來的效率遠低于預期，gas 返還還帶來多項未預料到的有害后果：

gas 返還導致 GASToken 的出現。GasToken 有益于把 gas 空間從低費用階段轉移到高費用階段，但它也對網絡有壞處，尤其是加劇狀態大小膨脹 (由于狀態槽被有效用作“電池”來積攢 gas) 和低效地堵塞區塊鏈 gas 使用。

gas 返還加劇區塊大小變化。一個區塊實際消耗的 gas 量的理論最大值是接近名義上的 gas limit (因為返還會增加同一區塊里后面交易的 gas 空間，盡管返還的 gas 最多是該筆交易消耗 gas 的50%)。這一點不是致命的，但影響還是相當不好，特別是返還可以被用來維持比 EIP-1559 使用兩倍 gas limit 更長的峰期。

以太坊V神提出新的分片建議：EIP-4844:金色財經報道，以太坊創始人VitalikButerin在Twitter上分享了Proto-danksharding的想法，即專注于EVM無法執行的blob攜帶交易的數據驗證場景。Proto-danksharding將取代danksharding，這是一種分片技術，其中只有一個提議者選擇進入這個或那個槽的所有交易和所有數據，而不是為每個分片選擇一個單獨的提議者。提議的解決方案可以是一個臨時變體，因為它包括了一些分片技術的實施。同時，它導致了數據使用的增加，因為它需要一個更大的區塊大小。以太坊的創始人提議每30天自動刪除blob數據，以防止網絡對數據和內存存儲的要求過大。[2022/3/21 14:08:04]

規范

參數

對于存在 block.number >= FORK_BLOCK 的區塊，需要作下列變更。

1. 移除 SELFDESTRUCT 的返還

2. 用 SSTORE_RESET_GAS + ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST (EIP-2929 + EIP-2930 合力下的 4,800 gas) 取代 SSTORE_CLEARS_SCHEDULE （ EIP-2200 定義的）

MetaMask針對iOS用戶發布v3.0版，添加EIP-1559適配:MetaMask針對iOS用戶發布v3.0版本，并添加EIP-1559適配，這意味著，費用將包括給礦工的小費。EIP-1559將在倫敦升級（區塊高度12965000處，預計8月5日）中激活，激活后以太坊的Gas費計算方式將轉變為基礎費用加上給礦工的小費，并且基本費用將被系統直接銷毀，礦工將不再獲得基礎費用。[2021/8/3 1:31:17]

3. 把交易后的最大返還 gas 量減少到 gas_used // NEW_MAX_REFUND_QUOTIENT

原理闡釋

EIP-2200 引入了返還的三種情況：

1. 如果原始值是非零，新值是零，添加 SSTORE_CLEARS_SCHEDULE （當前是15,000）的 gas 量到返還計算器

2. 如果原始值是零，當前值是非零，新值為零，添加 SSTORE_SET_GAS - SLOAD_GAS (當前是 19,900) 的 gas 量到返還計算器

3. 如果原始值是非零，當前值是一個不一樣的非零值，新值等于原始值，添加 SSTORE_RESET_GAS - SLOAD_GAS （當前是 4,900）的 gas 到返還計算器

Aave創始人：EIP-1559 從來不是解決Gas費問題:Aavec創始合伙人stani.eth發推稱，EIP-1559 從來不是解決Gas費問題，而是通過增加通貨緊縮來制定ETH貨幣政策，要解決Gas費問題，就需從L1到其他鏈進行大量計算。[2021/5/28 22:52:06]

在這三種情況里，只有 (1) 會啟動 gastoken 且允許區塊在執行上消耗超過區塊 gas limit 的 gas。(2) 不具有這個特點，因為要獲得 19,900 的 gas 返還，同一個存儲槽必須在之前從零改為非零，這需要消耗 20,000 gas。無法從一個存儲槽獲得 gas 并用它來編輯另一個存儲槽，意味著它不能被用作 gas token。另外，獲得返還需要恢復存儲的寫入和擴展，使得返還的 gas 不會增加客戶端處理區塊的工作量。(3) 是相似的：只有當同一個存儲槽在之前已經消耗了 5,000 gas 的時候才能獲得 4,900 gas 返還。

此 EIP 處理第一種情況。我們可以通過使用一個相似的“配對” 變元來確定在何種條件下 gastoken 是不可用的 (例如，你不可以在一個存儲槽里獲得比你的輸入更多的 gas) ，將每一筆返還映射到同一筆交易的同一個存儲槽的前一筆支出。當一個存儲槽的原始值是非零值，如果它被改為 0 時，有兩個可能性：

lightclients將于4月27日主持召開EIP-3074社區會議:據官方消息，lightclients表示，將于4月27日北京時間零點主持召開第二次EIP-3074社區會議，旨在共享EIP的當前狀態，發布長期運行的測試網以進行開發，并討論任何問題/疑慮。[2021/4/26 20:58:47]

1. 這可能是存儲槽第一次被設置為零。在這種情況下，我們可以把這個時間與 SSTORE_RESET_GAS + ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST 第一次讀取和編輯存儲槽的最小開銷進行配對。

2. 這可能是存儲槽第二次被設置為零或被設置為零后的情況。在這種情況下，我們可以把這個事件與最近一次數值從零改為其他值，且 SSTORE_CLEARS_SCHEDULE 的 gas 從返還中被移除的變元進行配對。

對于第二次或之后的情況，SSTORE_CLEARS_SCHEDULE ?的值是什么并不重要，因為那個 gas 大小的返還是與相同大小的清除返還相匹配的。這就只剩下第一種情況了。為了確保存儲槽上消耗的 gas 總量為正，我們需要 SSTORE_CLEARS_SCHEDULE <= SSTORE_RESET_GAS + ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST。因此，此 EIP 只把 SSTORE_CLEARS_SCHEDULE 減少到那兩項開銷的總和。

V神發推稱贊EIP 1559 用戶質疑該提案將會損害礦工利益:10月20日消息，今日上午V神發推稱，EIP 1559正是當今世界所需要的。對此，有用戶表示反對，稱應該否決該提議，他表示雖然EIP 1559確實很有趣，但是似乎它會對礦工造成很大的傷害。并認為如果該提議獲批將會影響大型礦工和礦業集團繼續參與以太坊網絡挖礦。目前V神尚未回復。

據悉，EIP 1559由V神于2018年首次提出，預計使以太坊區塊鏈的收費市場更加可預測并緩解擁堵。[2020/10/20]

此 EIP 的另一個原因是，清除還未被讀取的數據 (通常是“無用”數據) 是不會有凈返還的，但清除被讀取過的數據 (通常是“有用”數據) 還繼續會有凈返還。

向后兼容性

返還當前僅在交易執行后應用，因此無法對執行中任何特定可用的調用框架造成影響。因此，清除它們將不會破壞任何代碼的執行，盡管它將使得一些應用變得經濟上不可行。

Gas token 會變得沒有價值。DeFi 套利機器人今天經常不是使用已有的 gas token 方案就是一個定制的，以減少鏈上的開銷，這得益于重寫它們的代碼以清除對那些不再有用的 gas 存儲機制的調用。

然而，完全保留在 new = original = 0 != current ?里的返還，以及保留在其他 nonzero -> zero 情況里的一些返還能確保一些接收 (和值得) 更好的 gas 開銷待遇的關鍵用例能持續獲益。例如，zero -> nonzero -> zero 的存儲設置模式保持只需消耗大約 100 gas。這些模式包括兩個重要實例：

? 反重入鎖 (通常在一個子調用開始前從 0 變為 1，當子調用結束時再變回 0)

? ERC20 授權與發送 (當代幣轉移得到授權，"授權值"會從零變成非零，然后在代幣轉移過程中恢復到零)

對清除存儲激勵的影響

對之前關于移除返還的 EIP (EIP-3298 和 EIP-3403) 的批評是這些 EIP 完全消除了把一個值設為零的激勵，相當于鼓勵用戶不要完全清除一個存儲槽 (即使他們想這么做)，哪怕他們想再次使用該存儲槽的幾率是最小的。

舉一個例子，如果你有一個單位的 ERC20 代幣，且你要送出或賣出你的所有余額，你可以只給出 0.999999 個單位，把剩余的留下。如果你想在未來重新放入更多該種代幣到同一個賬戶，你僅需要為 SSTORE 支付 5,000 gas (2,100用于讀取 + 2,900用于非零變為非零的設置) 而不是22,100 (20,000 用于零到非零值的設置)。今天，這部分的 gas 會被清除存儲獲得的 15,000 gas 返還所抵消，因此，如果你有超過 15000 / 17100 = 87.7% 的把握會再使用這個存儲槽，你才會有動力這樣做；按照 EIP 3298 或 EIP 3403 的設定，抵消激勵這部分是不存在的，因此，如果你再次使用該存儲槽的可能性是大于 0 的，設為非零值會更好。

對于剩下的 4,800 gas 返還，如果你覺得再次使用某個存儲槽的幾率大于 4800 / 17100 = 28.1% ，你才有保持該存儲槽為非零的動力。這并不是完美的，但它可能高于一般人在清除了他們的全部余額后在同一個地址重新獲得同一代幣的幾率。

gas 返還的上限是所消耗 gas 量的1/5，這意味著這種返還僅夠用于增加處理一個區塊所需的存儲寫入操作量最多為25%，限制了利用這個機制進行以存儲寫入為重點的拒絕服務攻擊。

測試用例

EIP-2929 的 gas 開銷

注意，“熱”和“冷”存儲槽之間是有區別的。這個表展示了 EIP-2929 下的值，假定所有變動過的存儲槽都已經是“熱”狀態 (區別是一次性消耗 2,100 gas)。

減少了的返還后

如果通過把 SSTORE_CLEARS_SCHEDULE 從 15,000 變為 4,800 （以及去除 selfdestruct 的返還) ，減少了部分的返還，下面是是一個對比表。

安全考慮

返還對于事務執行時不可見的，因此這不會對事務執行邏輯產生任何影響。

如果我們不計算后來重置回零的零到非零的 SSTORE，在一個區塊里執行的最大 gas 消耗量受到 gas limit 的限制。不計算這些事可以的，因為如果這樣的 SSTORE 被重置了，存儲不會被擴展，客戶端實際上不需要調整默克爾樹；gas 消耗是可以返還的，但客戶端對這些操作碼的處理通常也會被取消。如果 new_value = original_value，客戶端應該保證不會進行存儲寫入；這是自以太坊創世以來的一次謹慎優化，但它現在變得更重要了。

來源 |?eips.ethereum.org

作者 | Vitalik Buterin & Martin Swende

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