PUSH:EIP-3855 如何让合约更精简

前言

本文将深入介绍EthereumOpcode的最新成员：PUSH0

在过去，我们只能使用PUSH10x00来达成将数值0存入EVM的Stack中，而上海升级中包含诸多EIP之一的EIP-3855提案则引入了PUSH0这项新的Opcode来达成相同的效果。透过节省1Byte的指令空间，减少了智能合约编译后的Bytecode大小，进一步降低智能合约部署的成本。

而本文将会快速地带到EVM、Bytecode与Opcode的基本概念，并一步一步地带你了解PUSH0的核心意义和对现有合约的影响。

文章会从EVM、Opcode到PUSH0详细说明，若您为区块链开发人员，我们可用一句话函盖整篇文章：

EIP-3855引入新Opcode：PUSH0来取代PUSH10x00，因减少1Byte指令空间，所以减少了部署智能合约的200Gas，所有合约加总一年大约可省1,362.23ETH。

以太坊核心开发者会议：讨论EIP-4844和L2 EIP，预计接下来会议确定坎昆升级范围:5月12日消息，以太坊核心开发者 Tim Beiko 发推总结最新一次的执行层会议讨论内容，本次会议讨论大部分都集中在 EIP-4844 上，并对 L2 EIP 进行了一些简要讨论，以及 Cancun 整体计划。

MarioVega.eth 提出了一个关于区块有效性条件的问题，该条件由某些客户端隐式实现，但不是全部。我们同意将此作为明确的有效性条件。此外，Geth 团队正在增加对 c-kzg 和 go-kzg 的支持，以允许用户在遇到错误时轻松切换。会议还讨论了两个 EIP，其中一个包括 EIP-6969（在以太坊 L2 上引入 / 标准化 CSR 的提议）。Tim Beiko表示，希望在接下来的一两次会议中可以最终确定升级的范围。[2023/5/12 14:58:42]

EVM与Opcode概念

在介绍EIP-3855之前，我们先来简单了解Ethereum中最重要的EVM概念！

以太坊侧链xDai激活包含EIP-1559的伦敦硬分叉升级:11月13日消息，以太坊侧链 xDai 现已在区块高度 19040000 处激活包含 EIP-1559 的伦敦硬分叉升级。EIP-1559 实施后，xDai 基础费用会在协议内销毁，这将导致网络上的 xDai 余额与锁定在 xDai 桥中的以太坊上的 DAI 余额之间存在差异。根据 xDai 文档，最初的计划是在以太坊上使用相应数量的 DAI 购买和销毁 STAKE，不过确切机制还在制定中。[2021/11/13 6:50:32]

EVM

我们为了让智能合约在独立且安全的环境中执行，而从Ethereum节点中会切出一块具有储存、执行等功能的运算环境，我们将之称之为EVM虚拟机。

而这个EVM具备执行智能合约所需的堆叠、记忆体、纪录Gas费用及储存下一行指令位址等各种必要元件，以便完成开发人员要求的各种计算。

Bytecode与Opcode

DRepublic使用EIP-3664推出可组合NFT平台“MetaCore”:10月9日消息，区块链公司DRepublic使用新的EIP-3664推出创新的可组合NFT平台MetaCore和NFT产品Legoot。DRepublic是区块链MMORPG游戏“Cradles: Origin Of Species” 创作者。（Bitcoin News）[2021/10/9 20:17:04]

我们用Solidity等语言所撰写的智能合约，要先编译成一连串EVMOpcode，这一连串Opcode称为Bytecode。我们接着来进行一段简单的操作就会比较清楚！

有兴趣的读者可以透过EtherVM了解更多关于Opocde的介绍。

首先，我们先在Remix上编译下方这份简易的加法智能合约，编译完成后就可从artifacts资料夹中看到包含此智能合约Bytecode与Opcode的Json资讯档。

以太坊JavaScript库Ethers.js发布v5.4.0 添加EIP-1559支持:官方消息，以太坊JavaScript库Ethers.js发布v5.4.0，添加EIP-1559支持。TransactionResponse.gasPrice现在可以为空，因此某些应用程序可能需要添加空检查。

据悉，以太坊两个最常用JavaScript库是Ethers.js和Web3.js。[2021/6/27 0:09:59]

智能合约在线编译工具Remix

与此同时，这个智能合约也已部署到Goerli测试网中，我们可点选在Etherscan上的钮从Bytecode切换到Opcode观看模式。这时，即可得知一连串Opcode称为Bytecode。

这里就只截取这份合约部份的Opcode。

部份Bytecode与Opcode对照表

现在我们有了EVM、Bytecode、Opcode的概念后，那EIP-3855到底要改进什么问题呢？

以太坊开发者正面临EIP-999提案分歧:据Coindesk报道，以太坊可能正处于分裂的边缘。在上周的以太坊开发者会议上，在一项EIP-999的代码提案讨论中，以太坊可能被分裂为两个相互竞争的链条。赞成这一提案的人认为，目前的代码经常会丢失以太币，而反对方则认为新的代码不仅会带来安全问题，还会破坏整个平台的完整性。目前的投票显示，大多数人反对代码变更，但投票方式也受到了很多批评。[2018/4/25]

前面的例子中，我们了解到若想要将一个零的值推到Stack中，这个动作会被编译成「PUSH0x00」（两个Byte，分别是0x60及0x00，其中0x00代表零的值，所以0x6000整整占了2个Byte的Storage空间！

1ByteBytecode空间需要支付200Gas的费用。

另外，执行1个PUSH1的操作需支付3Gas，而PUSH0也是，所以PUSH0主要是减少编译后的程序码大小，但实际上执行时的Gas消耗和PUSH1是一样的。

我们来看一下以下关于Push10x00指令在2020年的统计数据：

Push10x00指令占了2020年全年度智能合约Bytecode的4.57%之多，它被如此常用，以致于几乎所有的智能合约中都可看到它的身影！

这时，如果我们新增一个Opcode来做和PUSH10x00完全一样的事，是否就可以再减少1个200Gas的空间消耗？

答案是可以的！EIP-3855即将会在这一次的上海升级中在Opcode中引入一条PUSH0新指令，而这个新指令的编号是0x5F！

会选择0x5F做为PUSH0的原因，除了0x5F在上海升级前没有被使用外，而且它也刚好是在PUSH1指令的前一个编号！是一个连续且有意义的指令空间。

0x5F及0x60的Opcode指令编号，图片来源：https://ethervm.io/

EIP-3855带来的改变

将0x6000指令瘦身至0x5F有一个最重要的改变，就是部署合约时的Gas费用变便宜了！程式码中每个使用到PUSH10x00的地方都可以因为这个改变而省下200Gas！

那我们一样以2020全年度使用340,557,331次0x6000指令来计算，大约需耗费340,557,331x200Gas=68,111,466,200Gas。接着若以1Gas需支付20GWei来计算，也就是可以为整个网路省下整整约1,362.23ETH，而且各个Ethereum节点也可省下不少储存空间。

此外，对于开发人员来说，也可减少使用一些特殊优化手段来减少PUSH10x00的200Gas开销，例如使用DUP指令等。使用0x5F代表着可减少开发人员进行各种优化成本与风险，也利于估算智能合约的Gas费用。

结论

带来的改变有以下两点。

EIP-3855将减少部署智能合约时的Bytecode大小此外，EIP-3855也可减少过去开发人员在进行各种优化上的成本与风险本文介绍了Ethereum的EVM及Opcode的概念，并且深入探讨了EIP-3855改进的重要意义与影响。一旦这次的上海升级完成，就可减少开发人员部署合约时所需的储存空间费用，而EIP-3855提案和新的特性，也将吸引更多的开发者加入到以太坊的生态中。感谢您阅读本文！

参考资料

中文以太坊虛擬機https://ethereum.org/zh/developers/docs/evm/英文EIP-3855提案https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-3855EIP-3855英文討論區https://ethereum-magicians.org/t/eip-3855-push0-instruction/7014EVMCodes列表https://www.evm.codes/EthereumVirtualMachineOpcodeshttps://ethervm.io/PDF-ethereum-evm-illustratedhttps://takenobu-hs.github.io/downloads/ethereum_evm_illustrated.pdf关于EIP-3855常见问题

1、EIP-3855提案通过后是否可提升TPS？

TPS增长量不大，因为实际在主网上部署合约的交易并不多，假设在一个区块内有10笔部署合约交易的状况，若每个合约部署只「一次性」省约25个PUSH0，所以TPS可提升的有限。

2、一般Solidity开发人员如何应用此EIP-3855提案？

一般Solidity开发人员要等到上海升级完成才能享受到程式码大小变小的好处，EIP-3855主要是让Solidity编译器将所有PUSH10x00改为PUSH0，以节省空间、减少gas等好处。

2020年「PUSH」系列指令數量統計表

此表格参考EIP-3855中作者之一HugoDelacruz所統計的2020全年度EthereumOpcode数量表格，并进行延伸计算。

表格链接：https://mirror.xyz/0x347c9872A2a1dE370D798f9FE96341A9A0E05af8/mmOWhqg5WUkVD54iS210GPcX728x1kz2XZp94mOMtcE

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标签：ODECODECODPUSHLivenodes TokenCODEX币DECODEW3bPUSH

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