GAS:深?理解以太坊Gas机制：零字节地址能节省Gas？

前言

前段时间在Etherscan上查看交易时，发现一个很有趣的地址：0x00000000a03396F6F864B496713f2623b6756Be2。这个地址是以0x00000000开头，抱着探索未知的心理对该地址进行了简单的搜索，发现该地址并不简单，它不仅构造独特同时，还能节省Gas费。

什么是Gas

在讲这个地址之前，我们首先需要理解什么是Gas。Gas是用于测量在以太坊区块链上执行特定操作所需的计算工作量的单位，即以太坊网络上的计算单位。我们可以简单的把Gas理解为汽油，其保证了以太坊网络的正常运行。在以太坊区块链上，执行写入操作都需要支付一定的Gas费用。在以太坊中，货币是以太币(ether)，1ether=1x1018Wei。在以太坊区块链上进行操作，如发送代币、调用合约等都要支付相应Gas，且以Wei作为单位来计算。Wei是ETH原生最小的单位，ETH消耗的Gas单位是Gwei，1Gwei=1x109Wei。2.1GasPrice

Prime Trust钱包内88%的资产为AUDIO，占总供应量的1/3:6月28日消息，Coinbase产品主管Conor grogan发推表示，根据Arkham数据，Prime Trust钱包内持有的88%数字货币为AUDIO，持有量占总供应量的三分之一，共计6151万美元。

此前报道，Prime Trust存在拖欠客户法币以及数字货币的行为，Prime Trust欠客户法币资产8567万美元，但Prime Trust仅持有290.4万美元。 Prime Trust欠客户数字资产6950.9万美元，但仅持有6864.8万美元。[2023/6/28 22:04:31]

GasPrice是以太坊内消耗1个Gas对应多少的Gwei，当然交易发送方可以自定义愿意支付的每单位Gas价格。比如交易发送方的一笔交易需要耗费10Gas，交易发送者愿意支付3Wei/Gas，交易的成本总价就是30Wei。在我们使用的钱包里都会有调整Gas费的高级选项，GasPrice越高，打包的优先级就越高。2.2GasLimit

Coinbase、Silvergate加密股票继续下跌:金色财经报道，Coinbase、Silvergate加密股票继续下跌，Silvergate下跌6%。Grayscale的比特币和以太坊产品周四跌至历史新低，两者都在以超过-40%的折扣进行交易。

此前报道，Silvergate CEO表示，看到比特币的一线生机“总是有买家的”。[2022/11/19 13:22:58]

GasLimit是消耗Gas的限制单位，即交易发送方在完成每笔交易时最多能使用的用于执行交易的Gas量。如果没有GasLimit做限制，可能会导致交易发送方的账户余额因错误操作而消耗完，GasLimit是安全机制，防止把账户中所有ETH消耗掉。2.3固有成本Gas

发送一笔交易的成本包括两部分：1、固有成本2、执行成本执行成本顾名思义和执行有关，执行一笔交易的操作越多，它所需要的使用的EVM资源就越多，执行成本就越高。而固有成本由交易的负载决定：1、创建智能合约的负载是创建智能合约的EVM代码2、调用智能合约函数的负载是执行消息时输入的数据3、两个账户之间转账的负载为空我们从以太坊黄皮书附录G中可得知创建合约和执行交易的相关成本Gas。

远程医疗平台Citaldoc已进行ADA支付测试:10月24日消息，拉丁美洲远程医疗应用Citaldoc正在测试将ADA支付整合到其平台中，已完成其首笔ADA支付交易测试。其分享的截图显示Cardano的ADA测试网成功处理一笔10000枚ADA的测试交易。（Crypto News Flash）[2022/10/24 16:36:58]

我们假设$N{zeros}$代表的是交易负载中字节为0的字节总数，$N{nonzeros}$代表交易负载中字节不为0的字节总数，根据黄皮书6.2章节关于执行的描述，可以得到固有成本。

南京信息工程大学设立全国首个元宇宙工程系:9月24日消息，南京信息工程大学人工智能学院（未来技术学院）信息工程系更名为元宇宙工程系。9月23日，人工智能学院（未来技术学院）印发《关于信息工程系更名为元宇宙系的通知》（以下简称“通知”），通知显示，经学院党政联席会议研究决定并报学校批准，该院信息工程系更名为元宇宙工程系。

南信大人工智能学院（未来技术学院）院长潘志庚介绍，人工智能学院的元宇宙工程系是国内高校第一个以元宇宙命名的院系。未来南信大致力于打造元宇宙教学，研究，产教融合，学术交流，高层次人才培养和国际合作新高地。依托元宇宙研究院，招聘高水平人才。（现代快报）[2022/9/24 7:18:34]

以太坊地址中零开头的地址

由于Gas费用现在比较昂贵，所以优化Gas变得很重要，优化Gas费用的方法有很多，这里我们不一一列举，本文只以以太坊地址中0字节降低Gas费来讨论，这是从EVM层面来优化Gas。通过使用比平时更多的0字节的地址，并且在某些情况下，地址开头有更多的0字节，我们可以在许多类型的交易中节省汽油。汉明重量是一串符号中非零符号的个数。全零符号的汉明重量为0，1101的汉明重量为3。在以太坊黄皮书附录G中可以看到，使用0字节时需要4Gas，而使用非0字节时需要16Gas：

外媒：Terra崩溃的罪魁祸首“钱包A”是Terraform Labs的钱包:6月14日消息，区块链安全公司Uppsala Security和CoinDesk Korea对TerraUSD攻击者钱包（0x8d47f08ebc5554504742f547eb721a43d4947d0a）“钱包A”的交易历史进行了深入分析。推断给算法Stablecoin Terra USD（UST）造成致命打击的攻击者钱包是TerraformLabs管理的钱包。表明造成数十万亿韩元投资者损失的Terra崩盘事件不是外部攻击，而是内部所为。据悉，正在调查Terra事件的韩国检察机关也确认了这种情况，并正在继续深入调查。（CoinDesk Korea）[2022/6/14 4:26:12]

每次使用0字节代替非0字节时，就可以节省16个Gas，因此，每次在msg.data中用一个0字节代替一个非0字节，都将给我们节省12个Gas。在以太坊中，地址是由0x开头的40个随机字符的16进制字符串，当以16进制形式查看字节串时，由于每对数字构成一个字节，所以单个16进制的0，或相邻的0分布在两个不同的字节中，不会减少字节串的汉明重量，所以只有连续2个16进制的0才会减少汉明重量。0字节的排序对所产生的Gas优化也没有影响。在ERC20的transfer()函数中，msg.sender的汉明重量没有区别，而作为transfer()函数的一部分传入msg.data的_to地址参数就有区别。使用OpenZeppelin的StandardToken作为参考实例。向一个没有0字节的地址进行标准转账需要花费35039Gas，然而向一个有4个0字节的地址进行转账只需要34991Gas，他们相差了$35039-34991=48\\,Gas$。而我们前面说到每次使用0字节代替非0字节时，可以节省12个Gas，这里的48Gas可以表示成$4\\times12=48\\,Gas$，和我们从黄皮书中得到的期望值一样。

而2个0字节的地址0x00a0009e638D25EFE5a894f6a36F42734477dECa和上面2个差值分别都是24Gas，说明也是符合期望的。

但是如果我们地址尾部存在0字节时，又容易被短地址进行攻击，所以以0x00开头的具有多个0字节的地址就成为了更好的选择。如果地址至少有4个前导0字节，那么每个地址将只需要占用16个字节，这样两个地址就可以装入一个32字节包了。这样的优化不仅在于使用了$G_{txdatazero}$带来的Gas优化，而且由于不用从调用数据中读写更多的字节，我们还能省下更多的Gas，所以向这样的地址转账时，不管该地址是合约地址还是普通账户地址，都能省下5%左右的费用。由去中心化交易所聚合器1inch.exchange开发的CHIGasToken就是采用这样的原理，也有不少的普通账户地址使用前导0作为自己的地址。

如何得到更多前导0开头的地址呢，这里就和大家看到的以太坊靓号生成是一样的，这里就不提供生成方法了。当然了，想要得到的开头0越多，难度就越大，需要的时间也就会越久。

92.47%的机会在地址上找到0个0字节。7.25%的机会找到1个0字节。0.27%的机会找到2个0字节的机会。0.00635%的机会找到3个0字节的机会。0.00000106%的机会找到4个0字节的机会。后记

优化Gas的方法有很多，这里我们就以EVM底层视角研究了节省Gas的方法，通过研究我们可以得到一个结论：以太坊地址里面的00越多，不管这个地址是合约地址还是普通地址，不管是转入地址还是转出地址，都能够节省不少的Gas。参考文章

以太坊黄皮书2022-10-24深入理解以太坊Gas机制：从概念起源和21个EIP开始OnEfficientEthereumAddresses

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