MOVE語言首創GAS設計：探討區塊鏈上的GAS消耗計算方法

近期，一個區塊鏈項目公布了其GAS計劃。由於MOVE語言之前版本並未考慮GAS機制，這是MOVE語言首次引入GAS設計，被稱爲"一次冒險"。

該項目的GAS計劃闡明了制定GAS的原則、流程、計算方法、後期調整以及社區參與等方面。

GAS計量是許多區塊鏈的基本概念，用於抽象計算執行和存儲交易所需的計算和存儲資源量。GAS計劃確定了鏈上所有執行的成本，用於計算交易執行期間的GAS消耗。

實施流程

爲有效執行，該區塊鏈項目採取以下步驟：

1. 定義原則
2. 準備評估框架，確定每個執行的價格
3. 爲Move建立GAS計量系統和安全GAS代數
4. 導入上遊GAS框架
5. 使GAS框架具有存儲意識
6. 進一步細化GAS計劃

核心原則

項目團隊定義了以下原則：

1. 操作成本應與網路可用資源直接相關，如CPU、內存、網路、存儲I/O和空間使用等。技術和流程改進後，GAS成本應相應降低。

2. GAS應由鏈上治理設置，可靈活配置。

3. GAS可防止對網路固定資源的DoS攻擊，並可根據網路情況通過治理建議快速調整。

4. GAS價格反映了加速增長和保持區塊鏈普及性的願景。

5. 鼓勵在設計中做出優良選擇，如優先考慮安全性、模塊化、斷言等。

GAS計算方法

用戶提交交易時需指定兩個數量：

1. 最大GAS數量：以GAS單位計量，表示用戶願意爲執行交易花費的最大GAS單位數。

2. GAS單價：以每單位GAS的八進制計算，1八進制=0.00000001 APT。

交易執行過程中將收取：

1. 固定成本：固定基數加上大額交易的額外費用
2. 執行成本：用於執行Move指令
3. 讀取成本：從持久存儲讀取數據
4. 寫入成本：將數據寫入持久存儲

最終交易費用 = 消耗的GAS總量 × GAS單價

例如，交易消耗670個GAS單位，用戶指定GAS單價爲100 Octa/單位，則最終費用爲670 × 100 = 67000 Octa = 0.00067 APT。

若交易執行中耗盡GAS，發送方將按最大GAS量收費，且交易所做更改將被撤銷。

GAS計劃表的構建

1. 基本配置

GAS計劃包含與單個操作細節無關的組成部分，如交易大小和最大GAS單位。

2. 交易規模

大多數交易規模在千字節級別。Move模塊發布可達幾千字節，框架約100 KB。用戶模塊通常在4KB到40KB之間。初始交易規模設爲32KB，後根據社區反饋調整爲64KB。

大規模交易可能提高網路帶寬成本並影響性能。項目在最大規模交易大小和可訪問性間尋求平衡。

3. 最大GAS單位

GAS計劃中的最大GAS單位定義了交易可執行的最大操作量。設置過高可能導致負面性能影響。經驗表明，即使進行最大框架升級，也不到設定最大值（1,000,000）的90%。

4. 執行成本評估

團隊構建基準框架並使用Valgrind分析Move VM，估算所有Move指令和本機函數的相對成本。考慮系統穩健性和安全性後，得出最終執行的機器指令數量。

5. 存儲成本

存儲GAS計劃考慮了數據訪問的瞬時稀缺性和永久磁盤佔用成本。訪問和存儲狀態項產生與驗證區塊鏈狀態數據結構相關的成本。

存儲GAS費 = 項目費 + (字節費 × 字節數)

讀取、創建和寫入操作

狀態項訪問分爲讀取、創建或寫入三種類型：

• 讀取：最常見操作，根據磁盤IOPS和帶寬容量校準費用。
• 創建：在狀態存儲中添加新項，成本最高，根據網路磁盤空間校準。
• 寫入：更新現有項，對更新項中的字節收取與創建相同的費用。

每筆交易只需爲同一資源的多次讀/寫支付一次費用。

穩定的GAS單位成本

固定的GAS單位成本有助於保持GAS計劃不變，並與代幣市場價值脫鉤。項目以約3位數精度表示GAS單位，使轉帳交易成本約爲700個GAS單位。

社區參與

作爲社區項目，成員可以：

1. 找出GAS計劃不合理之處
2. 表達對GAS計劃的擔憂並參與討論
3. 就GAS相關治理提案進行投票

GAS成本調整

GAS計劃作爲鏈上配置存儲，可通過治理提案更改。設計具有可擴展性，允許通過治理提案升級。隨時間推移，GAS參數可根據用戶反饋調整。

復雜的GAS公式更改需更新節點軟件，大規模採用後通過治理提案批準使用新版本。

未來展望

作爲Move首個可行的GAS框架，該項目爲未來工作奠定基礎：

1. 降低執行成本：通過改進編譯器和虛擬機效率。

2. 多維GAS計算：允許用戶爲執行和存儲指定單獨預算，實現更細粒度的最大GAS價格定義。

3. 緩解狀態膨脹：探索每個項目TTL概念，在TTL到期時刪除未訪問的狀態項目。

這一創新性GAS設計爲MOVE語言生態系統開闢了新的可能性，未來有望進一步優化和完善。