引介 | 剖析以太坊的儲存成本
當我們開發智慧合約時，我們有幾種不同型別的可用儲存：
- 易失性棧訪問：堆疊（Stack）
- 易失性儲存器訪問：記憶體（Memory）
- 非易失性：儲存（Storage）
此外，我們還提供了背景資訊：
- 與合約相關的程式碼
- 訪問交易的資料欄位
如何使用不同的儲存型別
堆疊
除了 STOP，JUMPDEST 和 INVALID 操作以外，所有以太坊虛擬機器操作（EVM 操作碼）都使用堆疊來讀取或寫入。但是，還有能夠在不執行任何計算的情況下進行讀取或寫入資料的操作：
堆疊深度範圍從 0 到最大值 1024
- POP：獲取棧頂的值（級別 0）
- PUSH1...PUSH32 (PUSHX)：在棧頂插入 X 個位元組
- DUP1…DUP16 (DUPX)：複製棧頂 X 處的值
- SWAP1…SWAP16 (SWAPX)：交換 X 處和棧頂的值
記憶體
訪問此記憶體（讀取或寫入）的操作有：
- CALLDATACOPY ：讀取交易的資料欄位並將其載入到記憶體中
- CODECOPY ：讀取與 當前合約 相關聯的程式碼並將其載入到記憶體中
- EXTCODECOPY ：讀取與 外部合約 相關聯的程式碼並將其載入到記憶體中
- M LOAD ：從記憶體讀取一個值
- M STORE ：在記憶體中儲存一個詞或 32 位元組的值
- M STORE8 ：在記憶體中儲存一個 8 位元組的值
儲存
與堆疊和記憶體不同，儲存在此記憶體中的資料在交易訪問的合約地址上是永久的。維護此記憶體的操作有：
- S LOAD
- S STORE
要注意分別代表儲存（Storage）和記憶體（Memory）的“S”和“M”。
成本
上述所有的操作都有以 Gas 為單位的操作成本。當用戶發起一筆交易時，他/她都會以 ETH 計價給出單位 Gas 的價格。礦工已經配置了最低的 Gas 價格，較高的最低 Gas 價格會給礦工帶來更多的利潤，但是會需要放棄更多的交易。這就形成了一個用單位 Gas 來交易 ETH 的市場。程式碼消耗的 Gas 越少，執行程式碼所需的資源就會越有效率。下表根據資料的大小，展示了不同操作碼的 Gas 開銷：
其中最昂貴的是非易失性儲存。當資料大小為幾 KB 時，使用記憶體操作與使用堆疊操作的 Gas 成本是差不多的，但當資料大小增加時，成本呈指數級增加。這種關係如下圖所示：
如果我們基於 ofollow,noindex">https://ethgasstation.info 網站設定 Gas 的 ETH 價格：
我們就可以用 ETH 價格來估算出每種儲存型別的成本：
上表的值是以 ETH 為單位的價格。礦工將打包價格更高的交易，因此當用戶為單位 Gas 支付更多的 ETH 時，他/她的交易就會被更快地打包進區塊中。
最後，我們可以設定一個美元對 ETH 的匯率，例如，1356.30 美元：
結論
將資料永久儲存在以太坊中是極其昂貴的。使用以太坊儲存資料沒有任何意義。以太坊應該只儲存正常執行所需要的資料，並將資料儲存委託給其他解決方案：如 Swarm、Filecoin、IPFS 等等。一個不錯的主意是將 默克爾樹 的根雜湊值作為資料篡改證明儲存在外部伺服器中。
此外，ETH 價格不可預知，可能的快速增長會導致操作的開銷（以法定貨幣為單位）增長到更高的級別。如果發生這種情況，礦工必須調整單位 Gas 的最低 ETH 價格，以重新調整開銷。
通過分析智慧合約的 Gas 開銷來控制操作的成本是非常重要的。
相關資料
- https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf
- https://www.coindesk.com/ethereum-price/
- https://remix.ethereum.org
原文連結: https://medium.com/coinmonks/storing-on-ethereum-analyzing-the-costs-922d41d6b316
作者:Albert Palau
翻譯&校對:劉亞輝 Dev & Elisa
本文由作者授權 EthFans 翻譯及再出版。