區塊鏈: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。

Bitfarms第二季度收入為3500萬美元，開采1,223個BTC:金色財經報道，比特幣礦企Bitfarms Ltd.公布了截至2023年6月30日的第二季度財務業績，收入為3500萬美元，凈虧損2500萬美元，調整后EBITDA*為800萬美元。總采礦利潤和總采礦利潤率分別為1400萬美元和42%，而2023年第一季度分別為1200萬美元和42%。

運營虧損2500萬美元，其中包括1000萬美元的減值費用，而2023年第一季度的運營虧損為1500萬美元，其中包括100萬美元的數字資產處置實現收益和300萬美元的數字資產重估損失逆轉。

二季度公司開采了1,223個BTC，每個BTC的平均直接生產成本為15,700美元，而2023年第一季度為12,500美元。

截至2023年6月30日，公司持有3100萬美元現金和549個比特幣，價值約1700萬美元，基于截至2023年6月30日的比特幣價格約為30,500美元。[2023/8/8 21:32:09]

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

去中心化衍生品交易協議Veax完成120萬美元pre-seed輪融資:11月17日消息，基于 NEAR 的去中心化衍生品交易協議 Veax 宣布完成 120 萬美元 pre-seed 輪融資，Circle Ventures、Proximity Labs 、 Outlier Ventures、Tacans Labs、Qredo、Skynet Trading、Seier Capital 和 Widjaja Family 等參投。據悉，其顧問委員會包括 Skype 前首席運營官、 Concordium Blockchain 創始人等。[2022/11/17 13:18:14]

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。

殼牌、飛利浦與Circularise、Marubeni合作開展化學品可持續性區塊鏈試點:金色財經報道，區塊鏈可持續發展初創公司Circularise宣布了一個與認證計劃ISCC和十家公司合作的區塊鏈試點項目。該項目旨在使用區塊鏈來補充可持續性認證，使可持續性聲明的審計更加直接和可靠。這些公司包括材料公司AsahiKasei、Borealis、Neste、Trinseo和Shell，家電品牌Arcelik、飛利浦家用電器和EVBox，以及貿易公司Marubeni和Itochu。在公共區塊鏈上記錄ISCC可持續性證書會創建與材料相關的可持續性聲明的不可變記錄，使它們能夠在材料通過供應鏈時被跟蹤。（ledgerinsights）[2022/9/13 13:27:13]

2.3固有成本Gas

發送一筆交易的成本包括兩部分：

Bored Ape Yacht Club系列NFT地板價跌至75 ETH:金色財經消息，據NFTGo.io數據顯示，Bored Ape Yacht Club系列NFT地板價跌至75 ETH，總市值為16.2億美元，在NFT項目中排名第二。其24小時交易額為202萬美元，持有地址數6422。[2022/6/16 4:32:31]

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

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。

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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