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

USV合伙人：当下AI热潮与Crypto炒作周期有众多相似之处:6月23日消息，美国风险投资机构USV（联合广场风投）合伙人Fred Wilson在周四的一个小组讨论会上讨论了人工智能和Crypto，他认为最近人们对于人工智能凸显的新兴趣与围绕加密货币的炒作周期有很多相似之处。Wilson说，“我认为这些技术都会经历类似的炒作周期。我们在Web3中经历了这个巨大的炒作周期，现在绝对处于幻灭的低谷中，但我们同时也正处于人工智能的完整炒作周期。我认为总有一天我们会冷静下来，并意识到几年后我们不会为机器人工作。”

USV曾投资Twitter、Coinbase和Stripe等众多公司，此外还包括Dapper Labs和Dune Analytics等Web3巨头，以及Alife等专注于人工智能的初创公司。[2023/6/23 21:55:54]

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

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

《财富》：法律专家认为美SEC很有可能对币安提起刑事指控:金色财经报道，据《财富》（FORTUNE）披露，美国证券交易委员会提起的币安和Coinbase两项诉讼在本质上有很大的不同。在币安一案中，美国证券交易委员会称该公司试图愚弄美国监管机构，从事所谓的“洗仓交易”——也就是通过自己与自己交易来提高交易量，而且币安还把客户的资金与自己的账户混在一起。另一个重要信号是美国证券交易委员会选择了在华盛顿特区提起诉讼，法律专家表示，这说明美国证券交易委员会很有可能将对币安提起刑事指控。相比之下，美国证交会选择在曼哈顿起诉Coinbase，按惯例，它在曼哈顿的诉讼大都是普通的证券诉讼。实际上，它对Coinbase的指控相比币安也较为温和。[2023/6/12 21:30:39]

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。

Infura推出Sepolia测试网ETH水龙头:金色财经报道，ConsenSys旗下区块链开发平台Infura推出了Sepolia测试网的ETH水龙头，单个地址每天提供0.5枚SETH。[2023/3/30 13:34:31]

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。

外媒：英国财政大臣建议不要匆忙将加密市场纳入监管范围:5月21日消息，英国财政大臣Rishi Sunak在周五的一次讲话中警告称，在政府计划将英国打造为加密货币中心之际，不要过快地将加密市场纳入其机构的管辖范围。Rishi Sunak今年4月曾透露，计划监管稳定币，并发布NFT，作为将英国定位为加密货币中心的努力的一部分。

尽管如此，FCA负责人Charles Randell表示，需要现实地对待监管“纯粹投机性加密代币”所需的准备，同时，寻求官方授权的加密公司需要进行必要的改进。

当一些加密行业人士敦促政府向监管机构施压，要求其更加通融时，Randell继续强调其机构独立性的重要性。他还称，不清楚FCA将为在其职责中增加数字资产付出多少成本。

报道称，英国政府试图与瑞士和迪拜等加密中心竞争，遭到加密行业许多人的质疑。（英国《金融时报》）[2022/5/22 3:33:18]

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：

跨链资产桥ChainSwap宣布将集成Solana和Cosmos:4月26日消息，跨链资产桥ChainSwap宣布将集成Solana和Cosmos。[2022/4/27 5:13:39]

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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