GAS:深?理解以太坊Gas機制：零字節地址能節省Gas？

0x00000000a03396F6F864B496713f2623b6756Be2。這個地址是以0?x?00000000開頭，抱著探索未知的心理對該地址進行了簡單的搜索，發現該地址并不簡單，它不僅構造獨特同時，還能節省?Gas費。

什么是Gas

在講這個地址之前，我們首先需要理解什么是Gas。

Gas是用于測量在以太坊區塊鏈上執行特定操作所需的計算工作量的單位，即以太坊網絡上的計算單位。我們可以簡單的把Gas理解為汽油，其保證了以太坊網絡的正常運行。在以太坊區塊鏈上，執行寫入操作都需要支付一定的Gas費用。

在以太坊中，貨幣是以太幣(ether)，?1ether=1?x?10?18?Wei。在以太坊區塊鏈上進行操作，如發送代幣、調用合約等都要支付相應Gas，且以Wei作為單位來計算。Wei是ETH原生最小的單位，ETH消耗的Gas單位是Gwei，?1Gwei=1?x?10?9?Wei。

Gemini聯創再次發推確認DCG欠款一事，督促DCG于1月8日償付11億美元期票:1月3日消息，針對灰度集團母公司DCG創始人Barry Silbert回應稱“未從Genesis處借款16.75億美元或拖欠利息”一事，Gemini 聯合創始人Cameron Winklevoss再度發推表示：“你又來了，別再假裝你和DCG是無辜的旁觀者，沒有參與到制造這場混亂中。這太虛偽了。如果DCG沒有借錢，怎么會拖欠Genesis 16.75億美元？還有那張期票，你愿不愿意承諾在1月8日到期時償付？”[2023/1/3 22:22:11]

錢包里都會有調整Gas費的高級選項，GasPrice越高，打包的優先級就越高。2.2GasLimit

GasLimit是消耗Gas的限制單位，即交易發送方在完成每筆交易時最多能使用的用于執行交易的Gas量。如果沒有GasLimit做限制，可能會導致交易發送方的賬戶余額因錯誤操作而消耗完，GasLimit是安全機制，防止把賬戶中所有ETH消耗掉。

Injective宣布將推出新項目Project X，包含一鍵式Launchpad:9月27日消息，Injective宣布將推出新項目Project X，將提供零無常損失（IL）的AMM、用于做市和被動收益的策略金庫，以及發行新代幣的一鍵式Launchpad。[2022/9/27 22:32:34]

2.3固有成本Gas

發送一筆交易的成本包括兩部分：

1、固有成本

2、執行成本

執行成本顧名思義和執行有關，執行一筆交易的操作越多，它所需要的使用的EVM資源就越多，執行成本就越高。

而固有成本由交易的負載決定：

1、創建智能合約的負載是創建智能合約的EVM代碼

2、調用智能合約函數的負載是執行消息時輸入的數據

Celsius通過抵押4.03億美元資產從FTX獲得約1億貸款:7月15日消息，英國金融時報記者kadhim發推文稱，Celsius在其自愿重組申請文件中表示，Celsius通過抵押4.03億美元的數字資產從FTX獲得1.08億美元的貸款。這說明FTX貸款給Celsius的前提是他必須償還貸款的四倍。

此外，Celsius有一大筆客戶資金缺乏流動性，Celsius將其4.67億美元的以太坊鎖定在尚未推出的新以太坊網絡中。[2022/7/15 2:15:20]

3、兩個賬戶之間轉賬的負載為空

我們從以太坊黃皮書附錄G中可得知創建合約和執行交易的相關成本Gas。

我們假設$N{zeros}$代表的是交易負載中字節為0的字節總數，$N{nonzeros}$代表交易負載中字節不為0的字節總數，根據黃皮書6.2章節關于執行的描述，可以得到固有成本。

馬斯克：Web69的想法不錯:金色財經報道，前 Twitter 首席執行官 Jack Dorsey 近日宣布推出“Web5”，他試圖在比特幣網絡上構建 Web 組件并專注于身份而非 Token 化支付，同時解決現實個人數據保護問題，確保不會將這些數據出售給第三方，該項目旨在將去中心化身份和數據存儲帶入 Web 應用程序，同時將數據所有權歸還給用戶。

此消息發布后，一位名叫“Wandrinstar”的狗狗幣社區用戶在社交媒體上稱：“如果Jack Dorsey 和比特幣可以創建 Web5，那么狗狗幣也可以創建 Web69。” 這條推文立刻引起了 Jack Dorsey 的注意，他在回復中 @ 了 Elon Musk 并表示“靠你搞定 Web69 了”，馬斯克回復稱“Web69 的想法會很熱門”。[2022/6/12 4:20:04]

以太坊地址中零開頭的地址

由于Gas費用現在比較昂貴，所以優化Gas變得很重要，優化Gas費用的方法有很多，這里我們不一一列舉，本文只以以太坊地址中0字節降低Gas費來討論，這是從EVM層面來優化Gas。通過使用比平時更多的0字節的地址，并且在某些情況下，地址開頭有更多的0字節，我們可以在許多類型的交易中節省汽油。

漢明重量是一串符號中非零符號的個數。全零符號的漢明重量為0?，?1101的漢明重量為3?。

在以太坊黃皮書附錄G中可以看到，使用0字節時需要4Gas，而使用非0字節時需要16Gas：

每次使用0字節代替非0字節時，就可以節省16個Gas，因此，每次在msg.data中用一個0字節代替一個非0字節，都將給我們節省12個Gas。在以太坊中，地址是由0?x開頭的40個隨機字符的16進制字符串，當以16進制形式查看字節串時，由于每對數字構成一個字節，所以單個16進制的0?，或相鄰的0分布在兩個不同的字節中，不會減少字節串的漢明重量，所以只有連續2個16進制的0才會減少漢明重量。0字節的排序對所產生的Gas優化也沒有影響。

在ERC?20的transfer()函數中，msg.sender的漢明重量沒有區別，而作為transfer()函數的一部分傳入msg.data的_to地址參數就有區別。

使用OpenZeppelin的StandardToken作為參考實例。向一個沒有0字節的地址進行標準轉賬需要花費35039Gas，然而向一個有4個0字節的地址進行轉賬只需要34991Gas，他們相差了$?35039-34991=48\,Gas$。而我們前面說到每次使用0字節代替非0字節時，可以節省12個Gas，這里的48Gas可以表示成$?4\times12=48\,Gas$，和我們從黃皮書中得到的期望值一樣。

而2個0字節的地址0x00a0009e638D25EFE5a894f6a36F42734477dECa和上面2個差值分別都是24Gas，說明也是符合期望的。

但是如果我們地址尾部存在0字節時，又容易被短地址進行攻擊，所以以0?x?00開頭的具有多個0字節的地址就成為了更好的選擇。如果地址至少有4個前導0字節，那么每個地址將只需要占用16個字節，這樣兩個地址就可以裝入一個32字節包了。這樣的優化不僅在于使用了$G_{txdatazero}$帶來的Gas優化，而且由于不用從調用數據中讀寫更多的字節，我們還能省下更多的Gas，所以向這樣的地址轉賬時，不管該地址是合約地址還是普通賬戶地址，都能省下5%左右的費用。

由去中心化交易所聚合器1inch.exchange開發的CHIGasToken就是采用這樣的原理，也有不少的普通賬戶地址使用前導0作為自己的地址。

如何得到更多前導0開頭的地址呢，這里就和大家看到的以太坊靚號生成是一樣的，這里就不提供生成方法了。當然了，想要得到的開頭0越多，難度就越大，需要的時間也就會越久。

92.47%的機會在地址上找到0個0字節。

7.25%的機會找到1個0字節。

0.27%的機會找到2個0字節的機會。

0.00635%的機會找到3個0字節的機會。

0.00000106%的機會找到4個0字節的機會。

參考文章

以太坊黃皮書2022-10-24?

深入理解以太坊Gas機制：從概念起源和21個EIP開始

OnEfficientEthereumAddresses

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