PUT:Uniswap V3 路径编码的进一步优化

本文作者：ripwu

源起

前几天群里有讨论UniswapV3中询价的处理，简单翻了下代码，发现与UniswapV2相比，V3变化真的很大～

其中v3-periphery目录下的Path

functionflashArbs(PoolTiercalldatainput)external;

数据编码为

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000020//input.offset0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000004//input.length00000000000000000000000055542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d//input00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001f40000000000000000000000009d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000bb80000000000000000000000006ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002710000000000000000000000000dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002710

数据：Uniswap成为首个历史总收入超过10亿美元的DeFi协议:8月11日消息，Uniswap成为首个历史总收入超过10亿美元的DeFi协议，该数据为以太坊主网（未包含Optimism上的数据）上V2和V3的费用收入之和，分别约为7.5亿美元和2.5亿美元。[2021/8/11 1:48:03]

消耗gas为230*490*16=2360

节省gas为280

UniswapV3优化

从上面两个例子可以看到，solidity编码的最大问题在于padding，即32字节对齐，导致引入了非常多无效的空字节

上述例子中gas为2360，而空字节消耗了230*4=920，无效数据占比为~40%

为了进一步优化，考虑到pool和fee都为定长类型，可以直接拼接而不做padding，在实际使用时才做解码

函数原型为

functionflashArbs(bytescalldatainput)external;

数据编码为

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000005c55542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d0001f49d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906000bb86ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648002710dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea00271000000000//padding

UniArts Network为上海文创IP产业中心提供NFT技术支持:据官方消息，UniArts Network生态合作企业熵淼科技与上海文创IP产业中心签订协议，为后者提供基于其艺术品和文创IP产品资源的NFT数字资产开发与销售服务。

据悉，双方首次合作的NFT素材包括：

1.张大千若干幅绘画艺术作品

2.池磊数字艺术作品

3.泰迪珍藏数字艺术作品

上述NFT产品均会在“饭团密画”NFT销售平台上架出售。[2021/5/6 21:28:24]

消耗gas为66*490*16=1704，无效数据占比降至～15%

这也是UniswapV3的优化方式

优化

实际上，我们继续优化，使得有效载荷为100%

函数原型为

functionflashArbs()external;

数据编码为

55542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d0001f49d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906000bb86ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648002710dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea002710

UNI跌破35美元关口 日内涨幅为0.03%:火币全球站数据显示，UNI短线下跌，跌破35美元关口，现报34.9917美元，日内涨幅达到0.03%，行情波动较大，请做好风险控制。[2021/4/13 20:14:02]

是不是有点奇怪，函数原型中没有参数，那么参数从哪里获取呢？

实际上，我的方式是抛弃solidity编码，直接使用assembly来解析数据，代码如下

bytesmemoryinput;assembly{letcalldata_len:=calldatasize()letinput_len:=sub(calldata_len,4)input:=mload(0x40)mstore(input,input_len)letinput_data:=add(input,0x20)calldatacopy(input_data,4,input_len)letfree:=add(input_data,input_len)letfree_round:=and(add(free,31),not(31))mstore(0x40,free_round。

这里稍微解释下：

Uniswap增长业务高管抨击YFI创始人言论 并称SushiSwap为“偷来的DApp”:1月13日消息，因发布《不建议成为DeFi开发者》一文，yearn.finance （YFI）创始人Andre Cronje遭到Uniswap增长业务领导者Ashleigh Schap的抨击。在《不建议成为DeFi开发者》一文中，Andre Cronje称“可以开发出更好的产品，但竞争对手可以直接分叉我的代码，和创建一个可以无限铸造的代币，他们将在一周内拥有两倍的用户。”针对该说法，Ashleigh Schap则表示“你抱怨称任何人都可以窃取你的作品。然而YFI选择与SushiSwap合作。当一个合法的dapp验证一个偷来的DApp并进行合作，这只会鼓励这种行为。”此外，Ashleigh Schap还反驳了Andre Cronje把加密领域的社区概念描述为“一派胡言”及“治理和社区扼杀创新”等言论。（Cointelegraph ）[2021/1/13 16:03:32]

首先通过calldatasize得到调用数据的长度，减去functionselector的4字节，得到的input_len即为参数长度

然后通过0x40获得空闲指针，拷贝参数到memory

Compound发起治理提案026计划上调UNI借款上限:刚刚Compound Labs官方发推称，Compound联合创始人兼首席技术官Geoffrey Hayes已提交Compound治理提案026，计划将Uniswap的借款上限提高到500万UNI；实施新的（更昂贵的）Uniswap利率模型；授权社区Multi-Sig调整借款上限。[2020/10/9]

最后将参数长度按32字节向上取整，修改空闲指针

题外

不要觉得上面的assembly本身消耗了gas，导致优化效果减少

要知道，即使按UniswapV3传bytes参数的方式，也是需要拷贝数据到memory，过程是一样的

如果考究一些，我们甚至可以跳过solidity编译后的某些opcode

比如上面例子中，我并不检查input_len的长度是否大于0，因为我不需要

而solidity编译后的操作码，势必包括种种边界检查

换句话说，这种方式不仅优化了数据gas，还稍微优化了一些opcode

到此为止？

实际上，上面的优化有个小问题，在于memory中消耗了32字节用于保存input的长度，而这个长度，在整个生命周期中是固定的

我选择将它转移到栈上，只是使用时稍微麻烦一些，不像bytes方便～

，即

uintinput;uintinput_len;assembly{letcalldata_len:=calldatasize()input_len:=sub(calldata_len,4)input:=mload(0x40)calldatacopy(input,4,input_len)letfree:=add(input,input_len)letfree_round:=and(add(free,31),not(31))mstore(0x40,free_round。

实测

我用大概100多条套利路径，对UniswapV3编码方式，以及进一步优化方式，分别跑了自动化测试，平均下来一笔交易可以优化2000gas左右

比预期的优化大了很多，具体原因未查

参考资料

ripwu:https://learnblockchain.cn/people/3911

UniswapV3:https://learnblockchain.cn/article/2302

UniswapV2:https://learnblockchain.cn/article/2611

v3-periphery:https://github.com/Uniswap/v3-periphery/tree/main/contracts/libraries

FormalSpecificationoftheEncoding:https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.9/abi-spec.html#mapping-solidity-to-abi-types]

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