以太坊今日将完成柏林硬分叉升级，这些知识点你需要了解

在北京时刻4月15日下午18:00左右（具体是以太坊网络区块高度达到#12244000时），以太坊的柏林（Berlin）硬分叉晋级将会产生，这次晋级将纳入4个新的EIP改善提案，而其间两个（EIP-2929和EIP-2930）将会影响买卖的gas本钱计算。

本文解释了在这次硬分叉晋级前后的gas本钱计算，这将怎么随EIP-2929而产生改变，以及怎么运用EIP-2930引进的拜访列表功能，原文作者是Nomic Labs软件开发者Franco Victorio。

注：文章篇幅较长，以下是其间的一些要点：

柏林硬分叉改变了一些opcode操作码的gas本钱。假如你在dapp或智能合约中有一个硬编码的gas值，它们或许会停止工作。假如产生这种情况，而且智能合约是不可晋级的，则用户将需求运用拜访列表（EIP-2930）来启用它。

拜访列表可用于稍稍下降gas本钱，但在某些情况下，它们实践上会增加gas耗费总量。

geth包括了一个新的RPC办法（eth\u createAccessList）来简化拜访列表的创立。

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柏林硬分叉前的gas本钱

EVM履行的每个opcode操作码都有一个相关的gas本钱。关于大多数操作码而言，这个本钱是固定的：PUSH1总是耗费3个单位的gas，MUL则耗费5个单位的gas，等等。而关于其他操作码来说，它是可变的：例如，SHA3操作码的本钱取决于其输入的大小。

咱们将要点讨论SLOAD和SSTORE操作码，由于它们是受柏林硬分叉影响最大的操作码。咱们稍后将讨论那些以地址为目标的操作码，就像一切的 EXT*和CALL*操作码，由于它们的gas本钱也会产生变化。

柏林硬分叉之前的SLOAD

假如没有EIP-2929，SLOAD的本钱很简单：它总是会耗费800 gas。柏林硬分叉之前的SSTORE

就gas而言，SSTORE或许是最杂乱的操作码，由于它的本钱取决于存储slot的当时值、新值以及它是否曾经被修正正。咱们将只分析一些场景以取得根本的了解。假如你想了解更多，请阅读本文结尾链接的eip。

假如slot的的值从0更改为1（或任何非零值），则本钱为20000；

假如slot的的值从1更改为2（或任何其他非零值），则本钱为5000；

假如slot的的值从1（或任何非零值）更改为0，则本钱也为5000，但在买卖结束时你将取得gas退款。这篇文章中，咱们不会具体讨论退款，由于它们不受柏林硬分叉的影响；

假如曾经在同一业务中修正了该值，则一切后续sstore的本钱为800；

这儿的细节有些枯燥，重要的一点是，SSTORE是十分昂贵的，其本钱取决于几个因素。

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施行EIP-2929之后的gas本钱

EIP-2929改变了一切这些值，但在此之前，咱们需求先谈谈这个EIP引进的一个重要概念：已拜访地址和已拜访存储密钥。

假如地址或存储密钥曾经在买卖期间被“运用”，则该地址或存储密钥就被视为已拜访。例如，当你调用另一个合约时，该合约的地址会被标记为已拜访。类似地，当你SLOAD或SSTORE某些slot时，它将被视为在买卖的其余部分已被拜访。不管是哪个操作码做的：假如一个SLOAD读取了一个slot，那么它将被认为对接下来的SLOAD以及SSTORE都是已拜访的。

这儿需求留意的一点是，存储密钥坐落某个地址的“内部”。正如EIP所解释的：

“履行业务时，维护一组accessed_addresses: Set[Address] 和 accessed_storage_keys: Set[Tuple[Address, Bytes32]]”

也便是说，当咱们说一个存储slot被拜访时，咱们实践上是说一对(address, storageKey)被拜访了。

话虽如此，咱们仍是来谈谈新的gas本钱吧。

柏林硬分叉之后的SLOAD

在柏林硬分叉之前，SLOAD的固定本钱是800 gas，现在，这取决于是否已拜访了存储slot。假如未拜访，则本钱为2100 gas，假如已拜访，则本钱为100 gas。因而，假如slot在已拜访的存储密钥列表中，则一次SLOAD的本钱会下降2000 gas。

柏林硬分叉之后的SSTORE

让咱们在部署EIP-2929的环境下回顾一下之前的SSTORE示例：

假如slot的值从0更改为1（或任何非零值），则本钱为：22100（假如未拜访存储密钥），20000（假如已拜访存储密钥）；

假如slot的值从1更改为2（或任何其他非零值），则本钱为：5000（假如未拜访存储密钥），2900（假如已拜访存储密钥）；

假如slot的值从1（或任何非零值）更改为0，则本钱与上一项相同，然后加上退款；

假如曾经在同一买卖中修正了该值，则一切后续SSTORE的本钱为100；

如你所见，假如要修正的slot曾经被拜访过，那么第一次SSTORE的本钱将下降2100 gas。

下面的表总结了目前为止一切改变的值：

请留意，在最终一行中，议论是否拜访了slot是没有意义的，由于假如它曾经被写入过，则表明其也被拜访过。

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EIP-2930

咱们在文章最初说到的另一个EIP便是EIP-2930，这个改善提案添加了一种新类型的业务，该业务能够在业务负载中包括拜访列表。这意味着你能够在业务开端履行之前预先声明哪些地址和slot应被视为是已拜访的。例如，一个未拜访slot的SLOAD本钱为2100，可是假如该slot包括在业务的拜访列表中，则相同的操作码本钱就为100。

可是，假如当地址或存储密钥已被拜访时，gas本钱变更低了，这是否意味着咱们能够将一切内容添加到业务的拜访列表中并下降gas本钱呢？不完全是这样，由于你还需求为添加的每个地址和每个存储密钥付出gas。

让咱们看一个比如，假定咱们正在向合约A发送一笔买卖，拜访列表或许如下所示：

假如咱们用这个拜访列表发送了一笔买卖，而且第一个运用0x0 slot的操作码是SLOAD，则它将花费100 gas（而不是2100 gas），这就下降了2000 gas的耗费量。但业务拜访列表中包括的每个存储密钥的本钱为1900 gas，所以咱们只省了100 gas。（假如拜访该slot的第一个操作码是SSTORE，那么咱们将节约2100 gas，这意味着假如考虑到存储密钥的本钱，咱们总共将节约200 gas。）

这是否意味着咱们在运用带有拜访列表的买卖时总是能节约gas耗费？并非如此，由于咱们还要为拜访列表中的地址付出gas本钱（在咱们的示例中是"<address of A>"）

已拜访地址

以上，咱们只讨论了SLOAD和SSTORE操作码，但这些并不是柏林硬分叉之后仅有改变的操作码。例如，原先调用操作码的固定本钱为700 gas。可是在施行EIP-2929之后，假如地址不在拜访列表中，则开销便是2600 gas，但假如是在已拜访列表中，则开销便是100 gas。而且，与已拜访存储密钥相同，之前拜访该地址的操作码并不重要（例如，假如先调用EXTCODESIZE，则该操作码将花费2600 gas，运用相同地址的任何后续EXTCODESIZE、CALL、STATICCALL将花费100 gas）。

这是怎么遭到拜访列表买卖的影响的？例如，假如咱们将一笔买卖发送至合约A，而该合约调用另一个合约B，那么咱们能够包括如下拜访列表：

咱们必须付出2400 gas的费用才能将这个拜访列表包括在买卖中，可是第一个运用B地址的操作码将花费100 gas（而不是2600gas）。所以咱们这样做就节约了100 gas，假如B以某种办法运用它的存储，而且咱们知道它将运用哪些密钥，那么咱们还能够将它们包括在拜访列表中，并为每个密钥节约100/200的gas（取决于第一个操作码是SLOAD仍是SSTORE）。

但咱们为什么要谈另一个合约呢？咱们调用的合约怎么了？咱们为什么不这样做？

咱们能够这样做，但这是不值得的，由于EIP-2929指定了被调用的合约地址（即tx.to）总是包括在accessed_addresses列表中，因而这只会白白浪费2400 gas。

让咱们再次分析上一节的示例：

这实践上是浪费，除非咱们包括多个存储密钥。假如咱们假定一个SLOAD总是首先运用一个存储密钥，那么咱们至少需求24个存储密钥才能完成收支平衡。

明显，分析并创立这样的一个拜访列表是没有意义的。走运的是，咱们有更好的办法。

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eth_createAccessList RPC办法

Geth（从1.10.2版本开端）包括了一个新的eth\u createAccessList RPC办法，其能够用来生成拜访列表。它的用法类似于eth_estimateGas，但它不是用于预算gas，而是返回如下内容：

也便是说，它为你提供了该买卖将运用的地址和存储密钥的列表，以及假如包括拜访列表，则会耗费的gas。（而且，与eth_estimateGas相同，这是一种估计值，在实践进行买卖时，列表或许会更改。）

我想，跟着时刻的推移，咱们会发现履行此操作的正确办法是什么，而我的伪代码猜想是：

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激活合约

必须要指出的是，拜访列表的首要目的不是运用gas，正如EIP所解释的：

“EIP-2929所引进的是减轻合约破坏危险，由于买卖可预先指定和付出买卖计划拜访的帐户和存储slot。因而，在实践履行中，SLOAD和EXT*操作码只需求100 gas，这已经满足低了，它不仅可避免因该EIP而导致的破坏，还能够“激活”由于EIP 1884而卡住的任何合约。”

这意味着，假如一个合约对履行某些操作的本钱做出假定，那么gas本钱的增加或许会导致它无法工作。例如，一个合约调用另一个合约（例如someOtherContract.someFunction{gas: 34500}()）由于它假定某个函数正好运用34500 gas，那么它就会中止，但假如在业务中包括适当的拜访列表，那么合约将再次工作。

假如你想自己测验这些EIP，你能够仿制这个repo，它有几个可运用Hardhat和geth履行的示例。有关说明，请检查README文件。

相关资料：

1、EIP-2929‌和EIP-2930‌

2、EIP-2930依赖于柏林硬分叉的另一组成部分：EIP-2718‌；

3、EIP-2929引用了很多EIP-2200‌的内容，所以假如你想更深化地了解gas本钱，你应该从EIP-2200开端；

4、有关比较gas运用量变化的更杂乱示例‌；