Solidity でガス効率の高いスマート コントラクトを作成するにはどうすればよいですか?

ストレージレイアウトの最適化

1. 同じタイプの変数をグループ化して、スロットの使用量を最小限に抑えます。 2. パッキングが意図的でない限り、より小さい型の代わりにuint256を使用します。 3. 状態変数をサイズの大きい順に宣言します: uint256 、 uint128 、 uint64 、 uint32 、 uint16 、 uint8 。 4. オフチェーンインデックスを備えた配列などの代替手段が存在する場合は、大規模なデータセットのマッピングの使用を避けます。 5. デプロイメント時に既知であるが動的に計算される値については、定数よりも不変を優先します。

外部呼び出しとループを最小限に抑える

1. 外部呼び出しは、内部関数呼び出しよりも大幅に多くのガスを消費します。可能な場合はロジックを単一のトランザクションに統合します。 2. オンチェーン関数内で無制限の配列を反復処理しないでください。イベントベースのページネーションまたはオフチェーン計算を使用してください。 3. 長さが予測可能な場合は、for (uint i = 0; i < array.length; i++) を固定長ループに置き換えます。 4. ループする前に配列の長さをメモリにキャッシュします。 uint len = array.length; 5. 両方の次元が厳密に制限されていて小さい場合を除き、ネストされたループは完全に避けてください。

クリティカル パスにアセンブリを活用する

1. インライン アセンブリは、Solidity の安全性チェックをバイパスし、算術アクセスとメモリ アクセスのオーバーヘッドを削減できます。 2. パフォーマンスが重要な場合は、高レベルのメモリ割り当ての代わりにmstoreとmload を使用します。 3. 事前にアセンブルされたバイト シーケンスをハッシュする場合は、 keccak256(abi.encodePacked(...))をkeccak256(bytes)に置き換えます。 4. スロットのインデックスと可変性が確実である場合にのみ、 sloadおよびsstoreを介してストレージ スロットに直接アクセスします。 5. 複雑な制御フローにはアセンブリを決して使用しないでください。コア ビジネス ロジックの可読性と監査可能性を維持します。

ホット パスでの高コストの操作を回避する

1. 除算とモジュロ演算はビットシフトよりも多くのガスを消費します。 2 の累乗で割る場合は、 x / 2**nの代わりにx >> nを使用します。 2. abi.encodePackedを使用した文字列連結はstring.concatよりも安価ですが、頻繁に呼び出される関数ではどちらも避けるべきです。 3. 各発行に固有の必要なデータが含まれていない限り、ループ内でイベントを発行しないでください。 4. 文字列メッセージの代わりにカスタム エラーを使用して元に戻します。通話ごとに最大 2,000 ガスを節約します。 5.チェックされていないブロックは、オーバーフロー/アンダーフローが数学的に不可能な場合にのみ使用し、ユーザー入力を伴う算術演算では決して使用しないでください。

試験と測定の実践

1. Hardhat のGasReporterまたは Foundry のForge test --gas-reportを使用してガス使用量を測定します。 2. 時期尚早の微細な最適化を避けるために、各最適化の前後でベースラインのガスコストを比較します。 3. 最悪のシナリオをシミュレートします: 配列全体、再帰の最大深さ、エッジケースの入力。 4. Tenderly や Blockscout などの EVM トレース分析ツールを使用して、プロファイル ストレージの読み取り/書き込みを個別に実行します。 5. solc --asmを使用してバイトコード出力を監査し、定数の折りたたみやデッド コードの削除などのコンパイラの最適化を検証します。

よくある質問

Q1. view 関数またはpure関数を使用するとガス消費量は削減されますか? A1.いいえ。これらの修飾子は呼び出しの動作と状態の可変性に影響しますが、外部呼び出し中のガス コストは変更しません。内部またはオフチェーンで呼び出された場合にのみガス料金が不要になります。

Q2.最新の Solidity バージョンでSafeMath を使用する方が安全ですか? A2.必須ではありません。 Solidity 0.8.0+ には、オーバーフロー チェックが組み込まれています。明示的なSafeMath は不要なオペコードを追加し、展開ガスを増加させます。

Q3.ストリップされたバイトコードを含むコントラクトをデプロイすることでガスを削減できますか? A3.はい。 solc で--via-irフラグを使用すると、高度なオプティマイザ パスが有効になり、多くの場合、ランタイム バイトコード サイズが 15 ～ 30% 削減され、デプロイメント ガスが大幅に削減されます。

Q4.インデックス付きパラメータを使用してイベントを発行すると、より多くのガスが必要になるのはなぜですか? A4.インデックス付きパラメーターは、ログのトピック配列に保存されるトピック ハッシュを生成します。これには追加のSHA3計算とログ構造への保存が必要です。各トピックは 1 つの 32 バイト ワードを消費します。