Solidity에서 고정 소수점 수학과 소수를 어떻게 처리합니까?

Solidity의 고정 소수점 산술 이해

1. Solidity는 기본적으로 부동 소수점 숫자를 지원하지 않습니다. 즉, 개발자는 소수 값을 처리하기 위해 고정 소수점 산술에 의존해야 합니다. 이러한 제한은 편의성보다 정밀도와 예측 가능성이 우선시되는 Ethereum Virtual Machine의 설계에서 비롯됩니다. 분수 금액을 표시하기 위해 개발자는 일반적으로 이더리움의 기본 통화로 'wei'라고 알려진 사전 정의된 요소(일반적으로 10^18)로 정수의 크기를 조정합니다.

2. 가장 일반적인 접근 방식은 정수를 사용하고 특정 소수 자릿수를 가정하는 것입니다. 예를 들어, 1.5 에테르를 1500000000000000000 wei로 표현하면 부동 소수점 유형에서 일반적으로 발생하는 반올림 오류 없이 정확한 계산이 가능합니다. 이 방법을 사용하면 모든 산술 연산이 스마트 계약 내에서 결정적이고 안전하게 유지됩니다.

3. 스케일링된 값과 관련된 곱셈이나 나눗셈을 수행할 때는 잘림이나 오버플로를 방지하기 위해 특별히 주의해야 합니다. 일반적인 패턴은 정밀도를 유지하기 위해 나누기 전에 곱셈을 수행하는 것입니다. 예를 들어, a(b/c) 대신 (a b)/c를 계산하면 중간 단계에서 유효 숫자의 손실이 최소화됩니다.

소수 연산에 라이브러리 사용

1. 커뮤니티에서 개발한 여러 라이브러리는 Solidity의 고정 소수점 수학을 단순화합니다. 한 가지 대표적인 예는 ABDKMath64x64로, 소수점 앞과 뒤에 64개의 이진 자리가 있는 이진 고정 소수점을 사용합니다. 이 라이브러리를 사용하면 지수 및 로그와 같은 복잡한 수학 함수가 필요한 금융 애플리케이션에 적합한 고정밀 계산이 가능합니다.

2. 널리 사용되는 또 다른 옵션은 PRBMath 라이브러리입니다. 이 라이브러리는 소수점 이하 18자리의 부호 있는 고정 소수점 유형과 부호 없는 고정 소수점 유형을 모두 제공하며 ETH 단위의 동작을 밀접하게 반영합니다. 이러한 라이브러리는 수동 스케일링의 복잡성을 추상화하여 정밀 조정을 자동으로 처리하는 mul , div 및 pow 와 같은 기능을 제공합니다.

3. 이러한 라이브러리를 프로젝트에 통합하려면 npm과 같은 패키지 관리자를 통해 가져오거나 소스 코드를 직접 포함해야 합니다. 가져온 후에는 입력 값이 정의된 범위 내에 있는 경우 언더플로나 오버플로 위험 없이 안전한 산술을 수행하는 데 사용할 수 있습니다.

소수 처리 모범 사례

1. 항상 계약 시스템 전반에 걸쳐 일관된 배율을 정의하십시오. 10^18을 기본값으로 사용하면 Ether의 가장 작은 단위에 맞춰지고 다른 DeFi 프로토콜과의 상호 운용성이 향상됩니다. 균일성을 유지하면 서로 다른 구성요소나 외부 시스템 간에 값을 전송할 때 오류가 방지됩니다.

2. 계약서 내에서 사람이 읽을 수 있는 십진수로 다시 변환하지 마세요. 대신 모든 내부 계산을 확장된 정수 형식으로 유지하고 프런트엔드 응용 프로그램에서 형식 지정을 처리하도록 하세요. 이러한 분리는 정확성을 보장하고 불필요한 변환과 관련된 가스 비용을 줄입니다.

3. 특히 분할 및 백분율 계산과 관련하여 극단적인 경우에 대한 포괄적인 테스트를 구현합니다. 반올림 모드는 수수료 분배나 이자 발생과 같은 사용 사례에 따라 반올림, 내림 또는 가장 가까운 값으로 명시적으로 선택되어야 합니다.

4. 연산 오버플로 및 언더플로를 방지하려면 SafeMath 또는 내장 컴파일러 검사(Solidity 0.8+부터)를 활용하세요. 최신 버전의 Solidity에는 자동 오버플로 보호 기능이 포함되어 있지만 이러한 메커니즘의 작동 방식을 이해하면 대규모 숫자를 처리할 때 보다 탄력적인 코드를 작성하는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문

Q: Solidity에는 왜 기본 십진수 유형이 없나요? A: Solidity는 부동 소수점 산술에 내재된 정밀도 문제와 비결정적 동작으로 인해 기본 십진수 유형을 피합니다. 블록체인 환경에서는 모든 노드에 걸쳐 정확성과 재현성이 요구되므로 정수 기반 고정 소수점 연산이 보다 안전한 대안이 됩니다.

Q: 프런트엔드 앱에서 소수 값을 올바르게 표시하려면 어떻게 해야 합니까? A: 값을 확장된 정수 형식(예: wei)으로 저장한 다음 프런트엔드에서 적절한 10의 거듭제곱(일반적으로 10^18)으로 나눕니다. ethers.js와 같은 대부분의 web3 라이브러리는 사용자 인터페이스에 대한 이러한 변환을 자동화하기 위해 formatEther 와 같은 유틸리티를 제공합니다.

Q: 이벤트나 외부 호출에서 부동 소수점을 사용할 수 있나요? A: 아니요. 플로트는 Solidity에서 직접 사용할 수 없습니다. 이벤트를 내보내거나 데이터를 외부로 전달하는 경우에도 정수형만 허용됩니다. 모든 소수 표현은 표시하기 전에 스케일링된 정수로 인코딩되거나 오프체인 형식으로 인코딩되어야 합니다.

Q: DeFi 계산에서 정밀도 손실은 어떤 영향을 미치나요? A: 정밀도 손실은 보상의 불공평한 분배, 거래소의 잘못된 가격 책정 또는 대출 이자 계산의 오류로 이어질 수 있습니다. 분산형 금융에서는 사소한 불일치라도 시간이 지남에 따라 차익거래나 누적을 통해 악용될 수 있으므로 엄격한 수치 처리의 필요성이 강조됩니다.