Vitalik：值得考慮刪除的EVM功能_GAS

前言：為什么“合并”是我們刪掉一些東西的最后機會，以及為什么我們應該這樣做

到2020年，我們對如何設計智能合約和區塊鏈協議的理解已經遠超2013-15年。因此，如果我們在2021年從頭開始搭建以太坊，我們就不會引入很多早期添加的功能了。然而從一條正在運行的、擁有活躍生態的區塊鏈中移除功能，遠比在一個新系統中不添加它們要難得多。

有些“缺陷功能”是無害的。有些可以安全而緩慢地移除或改進。還有些已經深深地嵌入到了太多的應用中，以至于根本改不動。另一方面，也有一些功能要么已經被移除，要么已經被改進，要么即將被移除。

但是還有一些中間情況：有些功能過于復雜，對生態的發展造成了中等程度的傷害，我們可以移除它們，但是需要冒一點風險。如果我們移除這些功能，可能會有少量的應用被破壞。但是不移除的話，它們會繼續拖累生態。

就跟別的“長痛短痛”抉擇情形一樣，人們很容易低估短痛帶來的長期收益。特別是在我們的情況中，由于解決復雜情況的代碼已經寫好了，所以感覺保留它們不需要付出任何成本。但實際上有兩個重要的成本要考慮：

為協議開發新實現的成本

若要改變功能B，但B會跟沒必要存在的復雜功能A交互，可能會產生“交互bug”

Celestia：Quantum Gravity Bridge初期版本已上線Blockspace Race測試網:5月12日消息，模塊化區塊鏈網絡Celestia發推表示，Quantum Gravity Bridge的初期版本已于本周在Blockspace Race測試網上線，相應的合約已部署在以太坊Sepolia測試網上。

Quantum Gravity Bridge是一個從Celestia到以太坊的數據可用性（DA）橋接。Celestia使用Celestium作為可擴展的鏈下數據可用性 （DA） 解決方案為以太坊Rollup團隊提供服務。[2023/5/12 14:59:10]

以重新設計狀態樹為例：若以太坊的狀態越是遵循一些簡單的恒常性質，那么替換更高效的雙層十六進制Patricia樹就會越容易。然而在現實情況中，因為SELFDESTRUCT操作碼可以在單筆事務中不受限制地刪除大量存儲插槽，這給改良狀態樹帶來了很大的困難。另一個例子是2300gas津貼機制使gas重新定價變得更復雜。

"合并"可能是我們扯掉一些痛苦繃帶的最后機會，這篇文章就是解釋這樣做的理由。

合并是進行最后一輪不兼容更新的一個非常自然的時間節點，有以下幾個理由：

Web3加速器GRAVITON公布首批入圍隊列，每個項目將獲5萬美元投資:5月9日消息，專注于新興市場的Web3加速器GRAVITON 已公布首批入圍隊列，覆蓋DeFi 支付、去中心化身份、現實世界資產標記化、NFT交易、GameFi等領域，其中包括Spydra、Strive、Zoth、Wall、GETSecured、Fetcch等七個印度項目。每個入圍項目將從Graviton獲得高達50,000美元的初始投資和來自全球Web3品牌的技術資助，以及與全球風險投資公司建立聯系并獲得未來機構資金的機會。[2023/5/9 14:52:57]

合并后構建的客戶端很可能不處理PoW鏈，而是專門驗證PoS信標鏈。因此，如果在合并時或合并前去除不必要的復雜功能，客戶端最容易從中受益，因為它們根本不需要實現這些功能。(從技術上講，即使是在合并前建立的客戶端也可以設計成只處理最近1-2個硬分叉之后的數據，但是“PoS信標鏈作為一條獨立的鏈而不需要處理PoW鏈上過于久遠的數據”的說法更容易讓人接受)

以太坊已經發生了很大的改變，社區對這將是“以太坊的一次重大升級”達成了共識。特別是“在分片和合并完成之前會出現快速的進化，但合并之后就會趨于穩定”的觀點也得到了社區的一致認可。

必要的向后不兼容的改變已經發生了。

Vitalik Buterin登上《時代》周刊封面:金色財經消息，據《時代》周刊雜志官方公布，以太坊創始人Vitalik Buterin成為《時代》周刊封面人物。

此外，《時代》周刊發文表示，以太坊已成為僅次于比特幣的第二大加密貨幣，為與Visa相媲美的萬億美元生態系統提供動力。以太坊已將全球數千名無銀行賬戶的人帶入金融系統，允許資本不受阻礙地跨境流動，并為企業家提供基礎設施，以構建各種新產品。[2022/3/18 14:05:24]

這篇文章將介紹一些可以考慮刪除的功能的例子。

功能列表

2300gas津貼

這是什么？當一個合約調用另一個合約時，被調用的合約會得到2300gas用于執行非常有限的操作

為何引入？最初是為了讓智能合約錢包在收錢時能自動生成一條日志。后來還被用于實現“守衛”功能以防止合約收到ETH。

有何問題？

由于它設置的是固定的gas數量，因此只要gas價格可以調整，人們就沒有辦法確定這些gas到底能支持什么類型的計算。

它并沒有很好地滿足設計意圖，有兩個原因。首先，很多用戶仍然在使用外部賬戶，而外部賬戶并不會生成日志。其次，SELFDESTRUCT操作碼繞過了津貼機制。從長遠來看，通過賬戶抽象化，外部賬戶的作用將被弱化，并且SELFDESTRUCT操作碼可能將被移除，但是在這兩件事完成之前，它都只是一個不充分的解決方式。

Cosmos跨鏈橋Gravity Bridge已啟動，明年初將遷移至Cosmos Hub:12月16日消息，負責管理Cosmos（ATOM）生態系統的瑞士非營利組織Interchain Foundation周三宣布啟動由去中心化互聯網服務提供商Althea構建的跨鏈橋Gravity Bridge。

Gravity Bridge允許在以太坊和Cosmos區塊鏈之間轉移ERC-20代幣。在最初階段，Gravity Bridge將作為一個獨立的鏈運行，然后在明年初遷移至Cosmos Hub。其關鍵技術特征包括跨兩個鏈的可互換代幣發行，以及對以太坊到Cosmos預言機的支持。（Cointelegraph）[2021/12/16 7:43:34]

如何移除？有兩種可能——要么將2300改成0）要么不限制數量

移除有何副作用？

如果我們移除子執行，那么這將需要在合約調用中添加一個笨拙的二分處置，即0gas解釋為0，任何其他數字解釋為“發送所有的gas”。它還會破壞反接收守衛功能和日志記錄。

如果我們在執行中允許子執行獲得全部的gas，那么通過調用發送ETH會變成一個需要信任的操作，惡意合約可能會借此擾亂一些應用。不過，Solidity文檔已經建議大家用withdrawal模式代替transfer，這樣就不會有任何風險了。

聲音 | Vitalik：以太坊2.0信標鏈正式上線時間或略有推遲:金色財經現場報道，6月29日，在北京舉行的2019以太坊技術及應用大會上，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin以及以太坊核心研究員Hsiao-Wei Wang在接受采訪時表示，按照正常的開發進度，以太坊2.0計劃在2020年初正式上線，Vitalik表示以太坊2.0信標鏈的上線時間或將略微推遲，更多要看社區進度，以太坊2.0測試網將于今年晚些時候上線。[2019/6/29]

如何消除顧慮？

讓所有的ETH轉賬，無論是來自調用還是SELFDESTRUCT，都生成一條日志，這樣錢包就不需要生成日志了

增加一條規則，對于提供0gas的調用，可看做是一個“可以生成日志的STATICCALL”。這樣就復制了在gas津貼的執行環境里實際做到的功能。

剩余Gas額度可見性

這是什么？GAS操作碼允許合約查看當前的執行環境中還剩多少gas可用。CALL允許調用者為子上下文提供固定數量的gas。

為何引入？反對讓CALL將父環境中剩余的全部gas都交給子環境的最主要原因是避免“不可信任的調用”：即發送者不信任接受者的調用。一個簡單的例子是發送ETH給參與方的金融機制。另一個例子是M-of-N外部價格信息的輸入機制，通過調用一些合約，在獲得所有合約回復后取中位數作為輸出。

有何問題？

其實絕大多數不可信任調用的用例都可以通過其他方式繞過去。對于轉賬，Solidity文檔已經建議大家用withdrawal模式代替transfer。M-of-N外部價格信息的輸入機制可以很容易地通過為每一個外部輸入單獨創建一筆交易實現。

這會讓gas重定價變得很難做，當操作碼的gas消耗量發生變化，固定gas數量的調用可能會不夠用。

如何移除？

讓CALL可以自動將父環境的所有可用gas額度都交給子環境。GAS操作碼只需簡單地返回交易的初始gas數量。

移除有何副作用？

我們知道的“不可信任調用的合法用例”主要是第三方贊助調用。第三方發布一筆事務，事務中包含你希望的調用，當調用發生后，可以自動地向你扣費。這對用戶沒有任何ETH的智能合約錢包、混幣者的隱私保護以及其他一些用例都很有用。我們需要一個有限gas數量的調用以確保最終的支付語句真正被調用，而不會因為gas不足而被回退。

如何消除顧慮？

礦工可以直接充當中介，如果交易最終沒有付錢給他們，他們就可以直接丟棄事務。參見PhilDaian的工作，他創建了一個由第三方機器人構成的生態，礦工可以自動產生“安全”的批量交易。

在協議內增加一個明確的“第三方付款人”的交易類型。參見EIP2711的例子。

還請注意，如果我們想要走得更遠，我們還需要調整63/64規則使得如果子調用失敗，父調用也徹底失敗。這可能會破壞更多的用例，但它將確保當gas消耗量發生變化時只會引起一種類型的行為變化。

SELFDESTRUCT

請看這篇文章。

Gas退款

這是什么？調用SELFDESTRUCT銷毀一個合約，或者將一個存儲槽設置為零，會退回15000-25000gas。退款會在事務執行的最后觸發，并抵扣發送者需要支付的費用。

為何引入？激勵應用開發者踐行“良好的狀態衛生”，清除不再需要的存儲插槽和合約。

有何問題？

在實踐中，幾乎沒有人真正踐行良好的狀態衛生。這是因為激勵不夠高，不值得為此增加代碼的復雜度甚至帶來安全風險。

退費機制使得GasToken興起。GasToken有利于將低費率時期的gas調配到高費率時期使用，但是它不利于網絡，特別是加重了狀態規模的膨脹，并使低效的gas使用方法阻塞了區塊鏈。

它加劇了區塊大小的波動，使一個區塊實際上的理論最大gas消耗量幾乎是字面意義上區塊Gas上限的兩倍。這并不致命，但仍然不可取，特別是考慮到，在EIP-1559實施后，退款機制可以使網絡的實際Gas使用量長期維持高水平，阻礙1559機制的運行。

如何移除？只要把退款功能從協議中完全刪除。

移除有何副作用？

我們可以相當確信，沒有任何應用會因此無法使用，因為退款只在執行結束后觸發，所以取消退款并不會改變任何執行的可用gas數量。

GasToken將變得毫無用處

在gas價格反常時，應用失去了降低費用的能力。好在這個功能目前最主要的用戶是defi的套利機器人，而套利機器人之間的gas價格競爭是一種零和活動，不過還不清楚移除這個它們用于競爭的武器會造成什么全局性的不利影響。

如何消除顧慮？

Gastoken在他們的網站上已經警告過，未來的協議變更可能會使GasToken無效，所以用戶不會覺得驚訝

我們可以提前公布變更時間

其他候選功能

相比上面列舉的，我對移除以下功能會帶來多少價值缺乏信心，不過還是值得列出一個清單。

RIPEMD160預編譯：這是一個非標準的哈希函數，很少有項目使用。我們可以用鏈上部署的合約進行替換，對于真正需要高效驗證的項目，可以直接使用ZK-SNARK。

動態跳轉：使用變量作為跳轉目標會使代碼的分析和操作變得更加困難。去掉動態跳轉，只允許相對偏移的靜態跳轉，并且為子程序提供一些專用的指針方案可以解決這個問題。然而，這將是一個底層的改變，可能會破壞許多自定義的合約，所以其收益/成本比似乎不如這個列表中的其他項目。

MODEXP預編譯：對于大整數計算來說，這顯然是一個錯誤的“基本元件”，并且其gas消耗的計算方案也相當復雜。更好的選擇是：(i)用預編譯的ADD、MUL和MOD作為替代的基本原語，并用這些預編譯的指令編寫用于替代MODEXP的實現，或者(ii)將EVM384擴展到更多的長度

原文鏈接:https://hackmd.io/@HWeNw8hNRimMm2m2GH56Cw/evm_feature_removing作者:Vitalik翻譯&校對:戡亂&阿劍

Tags：GAS以太坊VITESTTOGASHI以太坊交易curriculum-vitaeHest Stake

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