MOVE语言首创GAS设计：探讨区块链上的GAS消耗计算方法

近期，一个区块链项目公布了其GAS计划。由于MOVE语言之前版本并未考虑GAS机制，这是MOVE语言首次引入GAS设计，被称为"一次冒险"。

该项目的GAS计划阐明了制定GAS的原则、流程、计算方法、后期调整以及社区参与等方面。

GAS计量是许多区块链的基本概念，用于抽象计算执行和存储交易所需的计算和存储资源量。GAS计划确定了链上所有执行的成本，用于计算交易执行期间的GAS消耗。

实施流程

为有效执行，该区块链项目采取以下步骤：

1. 定义原则
2. 准备评估框架，确定每个执行的价格
3. 为Move建立GAS计量系统和安全GAS代数
4. 导入上游GAS框架
5. 使GAS框架具有存储意识
6. 进一步细化GAS计划

核心原则

项目团队定义了以下原则：

1. 操作成本应与网络可用资源直接相关，如CPU、内存、网络、存储I/O和空间使用等。技术和流程改进后，GAS成本应相应降低。

2. GAS应由链上治理设置，可灵活配置。

3. GAS可防止对网络固定资源的DoS攻击，并可根据网络情况通过治理建议快速调整。

4. GAS价格反映了加速增长和保持区块链普及性的愿景。

5. 鼓励在设计中做出优良选择，如优先考虑安全性、模块化、断言等。

GAS计算方法

用户提交交易时需指定两个数量：

1. 最大GAS数量：以GAS单位计量，表示用户愿意为执行交易花费的最大GAS单位数。

2. GAS单价：以每单位GAS的八进制计算，1八进制=0.00000001 APT。

交易执行过程中将收取：

1. 固定成本：固定基数加上大额交易的额外费用
2. 执行成本：用于执行Move指令
3. 读取成本：从持久存储读取数据
4. 写入成本：将数据写入持久存储

最终交易费用 = 消耗的GAS总量 × GAS单价

例如，交易消耗670个GAS单位，用户指定GAS单价为100 Octa/单位，则最终费用为670 × 100 = 67000 Octa = 0.00067 APT。

若交易执行中耗尽GAS，发送方将按最大GAS量收费，且交易所做更改将被撤销。

GAS计划表的构建

1. 基本配置

GAS计划包含与单个操作细节无关的组成部分，如交易大小和最大GAS单位。

2. 交易规模

大多数交易规模在千字节级别。Move模块发布可达几千字节，框架约100 KB。用户模块通常在4KB到40KB之间。初始交易规模设为32KB，后根据社区反馈调整为64KB。

大规模交易可能提高网络带宽成本并影响性能。项目在最大规模交易大小和可访问性间寻求平衡。

3. 最大GAS单位

GAS计划中的最大GAS单位定义了交易可执行的最大操作量。设置过高可能导致负面性能影响。经验表明，即使进行最大框架升级，也不到设定最大值（1,000,000）的90%。

4. 执行成本评估

团队构建基准框架并使用Valgrind分析Move VM，估算所有Move指令和本机函数的相对成本。考虑系统稳健性和安全性后，得出最终执行的机器指令数量。

5. 存储成本

存储GAS计划考虑了数据访问的瞬时稀缺性和永久磁盘占用成本。访问和存储状态项产生与验证区块链状态数据结构相关的成本。

存储GAS费 = 项目费 + (字节费 × 字节数)

读取、创建和写入操作

状态项访问分为读取、创建或写入三种类型：

• 读取：最常见操作，根据磁盘IOPS和带宽容量校准费用。
• 创建：在状态存储中添加新项，成本最高，根据网络磁盘空间校准。
• 写入：更新现有项，对更新项中的字节收取与创建相同的费用。

每笔交易只需为同一资源的多次读/写支付一次费用。

稳定的GAS单位成本

固定的GAS单位成本有助于保持GAS计划不变，并与代币市场价值脱钩。项目以约3位数精度表示GAS单位，使转账交易成本约为700个GAS单位。

社区参与

作为社区项目，成员可以：

1. 找出GAS计划不合理之处
2. 表达对GAS计划的担忧并参与讨论
3. 就GAS相关治理提案进行投票

GAS成本调整

GAS计划作为链上配置存储，可通过治理提案更改。设计具有可扩展性，允许通过治理提案升级。随时间推移，GAS参数可根据用户反馈调整。

复杂的GAS公式更改需更新节点软件，大规模采用后通过治理提案批准使用新版本。

未来展望

作为Move首个可行的GAS框架，该项目为未来工作奠定基础：

1. 降低执行成本：通过改进编译器和虚拟机效率。

2. 多维GAS计算：允许用户为执行和存储指定单独预算，实现更细粒度的最大GAS价格定义。

3. 缓解状态膨胀：探索每个项目TTL概念，在TTL到期时删除未访问的状态项目。

这一创新性GAS设计为MOVE语言生态系统开辟了新的可能性，未来有望进一步优化和完善。