Sepuluh Praktik Terbaik untuk Mengoptimalkan Biaya Gas Smart Contract

Biaya Gas di jaringan utama Ethereum selalu menjadi masalah, terutama saat jaringan macet. Pada saat puncak, pengguna sering kali harus membayar biaya transaksi yang tinggi. Oleh karena itu, mengoptimalkan biaya Gas saat mengembangkan smart contract sangat penting. Mengoptimalkan konsumsi Gas tidak hanya dapat mengurangi biaya transaksi, tetapi juga meningkatkan efisiensi transaksi, memberikan pengalaman blockchain yang lebih ekonomis dan efisien bagi pengguna.

Artikel ini akan membahas mekanisme biaya Gas dari Ethereum Virtual Machine (EVM), konsep inti dari optimasi biaya Gas, serta praktik terbaik untuk mengoptimalkan biaya Gas saat mengembangkan smart contract. Semoga konten ini dapat memberikan inspirasi dan bantuan praktis bagi para pengembang, sekaligus membantu pengguna biasa untuk lebih memahami cara kerja biaya Gas EVM, bersama-sama menghadapi tantangan dalam ekosistem blockchain.

Pengantar Mekanisme Biaya Gas EVM

Dalam jaringan yang kompatibel dengan EVM, "Gas" adalah unit yang digunakan untuk mengukur kapasitas komputasi yang diperlukan untuk mengeksekusi operasi tertentu.

Dalam struktur layout EVM, konsumsi Gas dibagi menjadi tiga bagian: eksekusi operasi, panggilan pesan eksternal, serta pembacaan dan penulisan memori dan penyimpanan.

Karena setiap eksekusi transaksi memerlukan sumber daya komputasi, biaya tertentu akan dikenakan untuk mencegah siklus tak terbatas dan serangan penolakan layanan (DoS). Biaya yang diperlukan untuk menyelesaikan satu transaksi disebut "Gas fee".

Sejak EIP-1559 berlaku, biaya Gas dihitung melalui rumus berikut:

Biaya gas = unit gas yang digunakan * (biaya dasar + biaya prioritas)

Biaya dasar akan dihancurkan, sedangkan biaya prioritas akan digunakan sebagai insentif untuk mendorong validator menambahkan transaksi ke dalam blockchain. Mengatur biaya prioritas yang lebih tinggi saat mengirim transaksi dapat meningkatkan kemungkinan transaksi tersebut dimasukkan ke dalam blok berikutnya. Ini mirip dengan "tip" yang dibayarkan pengguna kepada validator.

1. Memahami optimasi Gas dalam EVM

Ketika mengompilasi smart contract menggunakan Solidity, kontrak tersebut akan diubah menjadi serangkaian "kode operasi", yaitu opcodes.

Setiap segmen opcode ( seperti membuat kontrak, melakukan panggilan pesan, mengakses penyimpanan akun, dan mengeksekusi operasi di mesin virtual ) memiliki biaya konsumsi Gas yang diakui, dan biaya ini dicatat dalam buku kuning Ethereum.

Setelah beberapa kali modifikasi EIP, beberapa biaya Gas untuk opcode telah disesuaikan, mungkin berbeda dari yang ada di buku kuning.

2. Konsep dasar optimasi Gas

Inti dari optimasi Gas adalah memilih operasi yang efisien biaya di blockchain EVM, menghindari operasi yang mahal dalam biaya Gas.

Dalam EVM, operasi berikut memiliki biaya yang lebih rendah:

• Membaca dan menulis variabel memori
• Membaca konstanta dan variabel yang tidak dapat diubah
• Membaca dan menulis variabel lokal
• Membaca variabel calldata, seperti array dan struktur calldata
• Panggilan fungsi internal

Operasi yang biayanya lebih tinggi termasuk:

• Membaca dan menulis variabel status yang disimpan dalam penyimpanan kontrak
• Panggilan fungsi eksternal
• Operasi loop

Praktik Terbaik untuk Mengoptimalkan Biaya Gas EVM

Berdasarkan konsep dasar di atas, kami telah menyusun daftar praktik terbaik untuk optimasi biaya Gas bagi komunitas pengembang. Dengan mengikuti praktik ini, pengembang dapat mengurangi konsumsi biaya Gas dari smart contract, menurunkan biaya transaksi, dan menciptakan aplikasi yang lebih efisien dan ramah pengguna.

1. Usahakan untuk mengurangi penggunaan penyimpanan

Dalam Solidity, Storage( penyimpanan) adalah sumber daya terbatas, yang konsumsi Gas-nya jauh lebih tinggi dibandingkan dengan Memory( memori). Setiap kali smart contract membaca atau menulis data dari penyimpanan, akan ada biaya Gas yang tinggi.

Menurut definisi buku kuning Ethereum, biaya operasi penyimpanan lebih dari 100 kali lebih tinggi dibandingkan dengan operasi memori. Misalnya, instruksi OPcodesmload dan mstore hanya menghabiskan 3 unit Gas, sedangkan operasi penyimpanan seperti sload dan sstore bahkan dalam kondisi paling ideal, biayanya setidaknya membutuhkan 100 unit.

Metode untuk membatasi penggunaan penyimpanan meliputi:

• Menyimpan data non-permanen di memori
• Mengurangi jumlah modifikasi penyimpanan: dengan menyimpan hasil sementara dalam memori, setelah semua perhitungan selesai, baru hasil tersebut dialokasikan ke variabel penyimpanan.

2. Pengemasan variabel

Jumlah slot penyimpanan yang digunakan dalam smart contract ( dan cara pengembang menyatakan data akan sangat memengaruhi konsumsi Gas.

Compiler Solidity akan mengemas variabel penyimpanan yang berurutan selama proses kompilasi, dan menggunakan slot penyimpanan 32 byte sebagai satuan dasar penyimpanan variabel. Pengemasan variabel berarti mengatur variabel dengan cara yang tepat, sehingga beberapa variabel dapat disesuaikan dalam satu slot penyimpanan.

Dengan penyesuaian detail ini, pengembang dapat menghemat 20.000 unit Gas. ) Menyimpan satu slot penyimpanan yang tidak terpakai membutuhkan konsumsi 20.000 Gas (, tetapi sekarang hanya memerlukan dua slot penyimpanan.

Karena setiap slot penyimpanan akan menghabiskan Gas, pengemasan variabel mengoptimalkan penggunaan Gas dengan mengurangi jumlah slot penyimpanan yang diperlukan.

![10 Praktek Terbaik Optimasi Gas untuk Smart Contract Ethereum])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-995905cb414526d4d991899d0c2e6443.webp(

) 3. Optimalkan Tipe Data

Sebuah variabel dapat diwakili oleh berbagai jenis data, tetapi biaya operasi yang terkait dengan jenis data yang berbeda juga berbeda. Memilih jenis data yang tepat membantu mengoptimalkan penggunaan Gas.

Misalnya, dalam Solidity, bilangan bulat dapat dibagi menjadi berbagai ukuran: uint8, uint16, uint32, dan lain-lain. Karena EVM menjalankan operasi dalam satuan 256-bit, menggunakan uint8 berarti EVM harus terlebih dahulu mengonversinya ke uint256, dan konversi ini akan menghabiskan Gas tambahan.

Jika dilihat secara terpisah, menggunakan uint256 lebih mahal daripada uint8. Namun, jika menggunakan optimasi pengemasan variabel yang telah kami sarankan sebelumnya, maka akan berbeda. Jika pengembang dapat mengemas empat variabel uint8 ke dalam satu slot penyimpanan, maka total biaya untuk mengiterasi mereka akan lebih rendah daripada empat variabel uint256. Dengan cara ini, smart contract dapat membaca dan menulis satu slot penyimpanan, dan dalam satu operasi, memasukkan empat variabel uint8 ke dalam memori/penyimpanan.

![Praktik Terbaik Gas Optimasi Kontrak Pintar Ethereum]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-55fcdb765912ef9cd238c46b1d248cff.webp(

) 4. Menggunakan variabel ukuran tetap sebagai pengganti variabel dinamis

Jika data dapat dikendalikan dalam 32 byte, disarankan untuk menggunakan tipe data bytes32 sebagai pengganti bytes atau strings. Secara umum, variabel dengan ukuran tetap mengkonsumsi Gas lebih sedikit dibandingkan dengan variabel dengan ukuran yang dapat bervariasi. Jika panjang byte dapat dibatasi, usahakan untuk memilih panjang minimum dari bytes1 hingga bytes32.

5. Pemetaan dan Array

Daftar data Solidity dapat diwakili dengan dua tipe data: Array ###Arrays ( dan Mappings ), tetapi sintaksis dan strukturnya sangat berbeda.

Pemetaan umumnya lebih efisien dan lebih murah dalam sebagian besar kasus, tetapi array memiliki kemampuan untuk diiterasi dan mendukung pengemasan tipe data. Oleh karena itu, disarankan untuk lebih memilih pemetaan saat mengelola daftar data, kecuali jika diperlukan iterasi atau dapat mengoptimalkan konsumsi Gas melalui pengemasan tipe data.

( 6. Menggunakan calldata sebagai pengganti memory

Variabel yang dideklarasikan dalam parameter fungsi dapat disimpan di calldata atau memory. Perbedaan utama antara keduanya adalah, memory dapat dimodifikasi oleh fungsi, sementara calldata bersifat tidak dapat diubah.

Ingat prinsip ini: jika parameter fungsi bersifat hanya baca, lebih baik menggunakan calldata daripada memory. Ini dapat menghindari operasi penyalinan yang tidak perlu dari calldata fungsi ke memory.

) 7. Gunakan kunci Constant/Immutable sebisa mungkin

Variabel Constant/Immutable tidak akan disimpan dalam penyimpanan kontrak. Variabel ini akan dihitung pada saat kompilasi, dan disimpan dalam bytecode kontrak. Oleh karena itu, biaya akses mereka jauh lebih rendah dibandingkan dengan penyimpanan, disarankan untuk menggunakan kata kunci Constant atau Immutable sebanyak mungkin.

![10 Praktik Terbaik Optimasi Gas untuk Smart Contract Ethereum]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-9c566626ab499ef65d6f5089a2876ad3.webp###

( 8. Gunakan Unchecked saat memastikan tidak terjadi overflow/underflow

Ketika pengembang dapat memastikan bahwa operasi aritmatika tidak akan menyebabkan overflow atau underflow, mereka dapat menggunakan kata kunci unchecked yang diperkenalkan di Solidity v0.8.0 untuk menghindari pemeriksaan overflow atau underflow yang tidak perlu, sehingga menghemat biaya Gas.

Selain itu, compiler versi 0.8.0 dan yang lebih tinggi tidak lagi membutuhkan penggunaan pustaka SafeMath, karena compiler itu sendiri telah menyertakan fungsi perlindungan terhadap overflows dan underflows.

) 9. Optimasi Pengubah

Kode modifier disematkan ke dalam fungsi yang telah dimodifikasi, setiap kali modifier digunakan, kodenya akan disalin. Ini akan meningkatkan ukuran bytecode dan meningkatkan konsumsi Gas.

Dengan membangun logika sebagai fungsi internal _checkOwner######, memungkinkan penggunaan kembali fungsi internal ini dalam modifikator, yang dapat mengurangi ukuran bytecode dan menurunkan biaya Gas.

( 10. Optimasi Jalur Pendek

Untuk || dan && operator, evaluasi logika akan mengalami short-circuit evaluation, yaitu jika kondisi pertama sudah dapat menentukan hasil dari ekspresi logika, maka kondisi kedua tidak akan dievaluasi.

Untuk mengoptimalkan konsumsi Gas, kondisi yang memiliki biaya perhitungan rendah harus diletakkan di depan, sehingga mungkin dapat melewati perhitungan yang mahal.

![10 Praktik Terbaik untuk Optimasi Gas Kontrak Pintar Ethereum])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a823fb7761aafa6529a6c45304e0314b.webp###

Saran Umum Tambahan

( 1. Hapus kode yang tidak berguna

Jika ada fungsi atau variabel yang tidak digunakan dalam kontrak, disarankan untuk menghapusnya. Ini adalah cara paling langsung untuk mengurangi biaya penyebaran kontrak dan menjaga ukuran kontrak tetap kecil.

Berikut adalah beberapa saran praktis:

• Gunakan algoritma paling efisien untuk melakukan perhitungan. Jika hasil dari beberapa perhitungan digunakan langsung dalam kontrak, maka proses perhitungan yang berlebihan ini harus dihilangkan. Secara esensial, setiap perhitungan yang tidak digunakan harus dihapus.

• Di Ethereum, pengembang dapat memperoleh hadiah Gas dengan melepaskan ruang penyimpanan. Jika suatu variabel tidak lagi diperlukan, harus menggunakan kata kunci delete untuk menghapusnya, atau menetapkannya ke nilai default.

• Optimasi loop: hindari operasi loop yang mahal, gabungkan loop jika memungkinkan, dan pindahkan perhitungan yang berulang keluar dari tubuh loop.

) 2. Menggunakan kontrak pra-kompilasi

Kontrak pra-kompilasi menyediakan fungsi perpustakaan yang kompleks, seperti operasi enkripsi dan hashing. Karena kode tidak dijalankan di EVM, melainkan di node lokal, maka Gas yang dibutuhkan lebih sedikit. Menggunakan kontrak pra-kompilasi dapat menghemat Gas dengan mengurangi beban kerja komputasi yang diperlukan untuk mengeksekusi smart contract.

Contoh kontrak pra-kompilasi termasuk algoritma tanda tangan digital kurva elips ###ECDSA### dan algoritma hash SHA2-256. Dengan menggunakan kontrak pra-kompilasi ini dalam smart contract, pengembang dapat mengurangi biaya Gas dan meningkatkan efisiensi operasional aplikasi.

( 3. Menggunakan kode assembly inline

Assembly inline memungkinkan pengembang untuk menulis kode rendah yang dapat dieksekusi langsung oleh EVM, tanpa perlu menggunakan opcode Solidity yang mahal. Assembly inline juga memungkinkan kontrol yang lebih tepat terhadap penggunaan memori dan penyimpanan, sehingga lebih lanjut mengurangi biaya Gas. Selain itu, assembly inline dapat melakukan beberapa operasi kompleks yang sulit dicapai hanya dengan menggunakan Solidity, memberikan lebih banyak fleksibilitas untuk mengoptimalkan konsumsi Gas.

Namun, penggunaan assembly inline juga dapat membawa risiko dan mudah membuat kesalahan. Oleh karena itu, harus digunakan dengan hati-hati, hanya untuk pengembang yang berpengalaman.

) 4. Menggunakan solusi Layer 2

Menggunakan solusi Layer 2 dapat mengurangi jumlah data yang perlu disimpan dan dihitung di jaringan utama Ethereum.

solusi Layer 2 seperti rollups, sidechain, dan saluran status