Cómo implementar estrategias de optimización de gas de solidez – Cryptopolitan

La optimización del gas de solidez es fundamental para el desarrollo de contratos innovadores en la cadena de bloques de Ethereum. El gas se refiere al esfuerzo computacional requerido para ejecutar operaciones dentro de un contrato inteligente. Dado que el gas se traduce directamente en tarifas de transacción, optimizar el uso del gas es esencial para minimizar los costos y mejorar la eficiencia general de los contratos inteligentes.

En este contexto, Solidity, el lenguaje de programación utilizado para los contratos inteligentes de Ethereum, ofrece varias técnicas y mejores prácticas para la optimización del gas. Estas técnicas implican considerar cuidadosamente el diseño del contrato, el almacenamiento de datos y la ejecución del código para reducir el consumo de gas.

Al implementar estrategias de optimización de gas, los desarrolladores pueden mejorar significativamente el rendimiento y la rentabilidad de sus contratos inteligentes. Esto puede implicar el uso de tipos de datos y estructuras de almacenamiento apropiados, evitando cálculos innecesarios, aprovechando los patrones de diseño de contratos y empleando funciones integradas diseñadas específicamente para la optimización del gas.

¿Qué es la solidez?

Solidity es un lenguaje de programación orientado a objetos diseñado explícitamente para crear contratos inteligentes en varias plataformas de cadena de bloques, siendo Ethereum su objetivo principal. Christian Reitwiessner, Alex Beregszaszi y los antiguos colaboradores principales de Ethereum lo desarrollaron. Los programas de Solidity se ejecutan en la máquina virtual Ethereum (EVM).

Una herramienta popular para trabajar con Solidity es Remix, un entorno de desarrollo integrado (IDE) basado en un navegador web que permite a los desarrolladores escribir, implementar y ejecutar contratos inteligentes de Solidity. Remix proporciona una interfaz fácil de usar y potentes funciones para probar y depurar el código de Solidity.

Un contrato de Solidity combina código (funciones) y datos (estado) almacenados en una dirección específica en la cadena de bloques de Ethereum. Permite a los desarrolladores crear arreglos para varias aplicaciones, incluidos sistemas de votación, plataformas de financiación colectiva, subastas a ciegas, billeteras de firmas múltiples y más.

La sintaxis y las funciones de Solidity están influenciadas por lenguajes de programación populares como JavaScript y C ++, lo que lo hace relativamente accesible para desarrolladores con experiencia previa en programación. Su capacidad para hacer cumplir las reglas y ejecutar acciones de forma autónoma, sin depender de intermediarios, convierte a Solidity en un lenguaje poderoso para crear aplicaciones descentralizadas (DApps) en plataformas blockchain.

¿Qué son exactamente Gas y Optimización de Gas en Solidity?

El gas es un concepto fundamental en Ethereum, que sirve como unidad de medida del esfuerzo computacional requerido para realizar operaciones dentro de la red. Cada proceso en un contrato inteligente de Solidity consume una cierta cantidad de gas, y el gas total consumido determina la tarifa de transacción pagada por el iniciador del contrato. La optimización del gas de solidez implica técnicas para reducir el consumo de gas del código de contrato inteligente, lo que hace que su ejecución sea más rentable.

Al optimizar el uso de gas, los desarrolladores pueden minimizar las tarifas de transacción, mejorar el desempeño del contrato y hacer que sus aplicaciones sean más eficientes. Las técnicas de optimización de gas en Solidity se enfocan en reducir la complejidad computacional, eliminar operaciones redundantes y optimizar el almacenamiento de datos. Usar estructuras de datos eficientes en gas, evitar cálculos innecesarios y optimizar bucles e iteraciones son algunas estrategias para reducir el consumo de gas.

Además, minimizar las llamadas externas a otros contratos, utilizar patrones de Solidity eficientes en gas, como funciones sin estado, y aprovechar las herramientas de perfilado y medición de gas, permite a los desarrolladores optimizar mejor el gas.

Es importante considerar los factores de la red y la plataforma que influyen en los costos del gas, como la congestión y las actualizaciones de la plataforma, para adaptar las estrategias de optimización del gas en consecuencia.

La optimización del gas de solidez es un proceso iterativo que requiere análisis, pruebas y refinamiento cuidadosos. Al emplear estas técnicas y mejores prácticas, los desarrolladores pueden hacer que sus contratos inteligentes de Solidity sean más viables económicamente, mejorando la eficiencia general y la rentabilidad de sus aplicaciones en la red Ethereum.

¿Qué son las tarifas de criptogas?

Las tarifas de criptogas son tarifas de transacción específicas para las cadenas de bloques de contratos inteligentes, siendo Ethereum la plataforma pionera en introducir este concepto. Sin embargo, hoy en día, muchas otras cadenas de bloques de capa 1, como Solana, Avalanche y Polkadot, también han adoptado tarifas de gas. Los usuarios pagan estas tarifas para compensar a los validadores por asegurar la red.

A los usuarios se les presentan los gastos estimados de gas antes de confirmar las transacciones cuando interactúan con estas redes blockchain. A diferencia de las tarifas de transacción estándar, las tarifas de gas se pagan utilizando la criptomoneda nativa de la respectiva cadena de bloques. Por ejemplo, las tarifas de gas de Ethereum se liquidan en ETH, mientras que la cadena de bloques de Solana requiere el uso de tokens SOL para pagar las transacciones.

Ya sea que envíe ETH a un amigo, acuñe un NFT o use servicios DeFi como intercambios descentralizados, los usuarios son responsables de pagar las tarifas de gas asociadas. Estas tarifas reflejan el esfuerzo computacional requerido para ejecutar la operación deseada en la cadena de bloques y contribuyen directamente a incentivar a los validadores por su participación en la red y los esfuerzos de seguridad.

Técnicas de optimización de gases de solidez.

Las técnicas de optimización de gas Solidity tienen como objetivo reducir el consumo de gas del código de contrato inteligente escrito en el lenguaje de programación Solidity.

Al emplear estas técnicas, los desarrolladores pueden minimizar los costos de transacción, mejorar el desempeño del contrato y hacer que sus aplicaciones sean más eficientes. Aquí hay algunas técnicas de optimización de gas comúnmente utilizadas en Solidity:

El mapeo es más barato que las matrices en la mayoría de los casos

Solidity introduce una emocionante dinámica entre mapeos y arreglos con respecto a la optimización de gases. En la máquina virtual de Ethereum (EVM), los mapeos son generalmente más baratos que los arreglos. Esto se debe a que las colecciones se almacenan como asignaciones separadas en la memoria, mientras que las asignaciones se almacenan de manera más eficiente.

Las matrices en Solidity se pueden empaquetar, lo que permite agrupar más elementos menores como uint8 para optimizar el almacenamiento. Sin embargo, las asignaciones no se pueden cargar. A pesar de que las recopilaciones pueden requerir más gas para operaciones como la recuperación de longitud o el análisis de todos los elementos, brindan más flexibilidad en escenarios específicos.

En los casos en los que necesite acceder a la longitud de una colección o iterar a través de todos los elementos, se pueden preferir las matrices, incluso si consumen más gas. Por el contrario, las asignaciones se destacan en escenarios donde se requieren búsquedas directas de valores clave, ya que brindan almacenamiento y recuperación eficientes.

Comprender la dinámica del gas entre mapeos y arreglos en Solidity permite a los desarrolladores tomar decisiones informadas al diseñar contratos, equilibrando la optimización del gas con los requisitos específicos de su caso de uso.

Empaca tus variables

En Ethereum, el costo del gas para el uso del almacenamiento se calcula en función de la cantidad de ranuras de almacenamiento utilizadas. Cada ranura de almacenamiento tiene un tamaño de 256 bits, y el compilador y optimizador de Solidity maneja automáticamente el empaquetado de variables en estas ranuras. Esto significa que puede empaquetar múltiples variables dentro de una sola ranura de almacenamiento, optimizando el uso del almacenamiento y reduciendo los costos de gasolina.

Para aprovechar el empaquetado, debe declarar las variables empaquetables consecutivamente en su código de Solidity. El compilador y el optimizador manejarán automáticamente la disposición de estas variables dentro de las ranuras de almacenamiento, lo que garantiza una utilización eficiente del espacio.

Al agrupar las variables, puede minimizar la cantidad de ranuras de almacenamiento utilizadas, lo que se traduce en menores costos de gas para las operaciones de almacenamiento en sus contratos inteligentes.

Comprender el concepto de empaquetado y utilizarlo de manera efectiva puede afectar significativamente la eficiencia de gas de su código Solidity. Al maximizar la utilización de las ranuras de almacenamiento y minimizar los costos de gas para las operaciones de almacenamiento, puede optimizar el rendimiento y la rentabilidad de sus contratos inteligentes de Ethereum.

Reducir las llamadas externas

En Solidity, llamar a un contrato externo incurre en una cantidad significativa de gas. Para optimizar el consumo de gas, se recomienda consolidar la recuperación de datos llamando a una función que devuelva todos los datos necesarios en lugar de realizar llamadas separadas para cada elemento de datos.

Si bien este enfoque puede diferir de las prácticas de programación tradicionales en otros lenguajes, demuestra ser muy sólido en Solidity.

La eficiencia del gas se mejora al reducir la cantidad de llamadas de contratos externos y recuperar múltiples puntos de datos en una sola llamada de función, lo que da como resultado contratos inteligentes rentables y eficientes.

uint8 no siempre es más barato que uint256

La máquina virtual Ethereum (EVM) procesa datos en fragmentos de 32 bytes o 256 bits a la vez. Cuando se trabaja con tipos de variables más pequeños como uint8, EVM primero debe convertirlos al tipo uint256 más significativo para realizar operaciones en ellos. Este proceso de conversión incurre en costos adicionales de gas, lo que podría hacer que uno se cuestione el razonamiento detrás del uso de variables menores.

La clave está en el concepto de embalaje. En Solidity, puede empaquetar múltiples variables pequeñas en una sola ranura de almacenamiento, optimizando el uso del almacenamiento y reduciendo los costos de gasolina. Sin embargo, si está definiendo una variable solitaria que no se puede empaquetar con otras, es más óptimo usar el tipo uint256 en lugar de uint8.

El uso de uint256 para variables independientes evita la necesidad de costosas conversiones en EVM. Aunque inicialmente puede parecer contradictorio, este enfoque garantiza la eficiencia del gas al alinearse con las capacidades de procesamiento de EVM. También permite empaquetar y optimizar más fácilmente al agrupar múltiples variables pequeñas.

Comprender este aspecto de EVM y los beneficios de empaquetar en Solidity permite a los desarrolladores tomar decisiones informadas al seleccionar tipos de variables. Al considerar los costos de gas de las conversiones y aprovechar las oportunidades de empaquetado, los desarrolladores pueden optimizar el consumo de gas y mejorar la eficiencia de sus contratos inteligentes en la red Ethereum.

Use bytes32 en lugar de cadenas/bytes

En Solidity, cuando tiene datos que caben en 32 bytes, se recomienda utilizar el tipo de datos bytes32 en lugar de bytes o cadenas. Esto se debe a que las variables de tamaño fijo, como bytes32, son significativamente más baratas en costos de gas que los tipos de tamaño variable.

Al usar bytes32, evita los costos de gas adicionales asociados con los tipos de tamaño variable, como bytes o cadenas, que requieren almacenamiento adicional y operaciones computacionales. Solidity trata las variables de tamaño fijo como una sola ranura de almacenamiento, lo que permite una asignación de memoria más eficiente y reduce el consumo de gas.

La optimización de los costos de gas mediante el uso de variables de tamaño fijo es una consideración importante al diseñar contratos inteligentes en Solidity. Al elegir los tipos de datos apropiados en función del tamaño de los datos con los que está trabajando, puede minimizar el uso de gas y mejorar la rentabilidad y la eficiencia generales de sus contratos.

Usar modificadores de funciones externas

En Solidity, cuando define una función pública a la que se puede llamar desde fuera del contrato, los parámetros de entrada de esa función se copian automáticamente en la memoria e incurren en costos de gas.

Sin embargo, si el proceso debe llamarse externamente, es importante marcarlo como "externo" en el código. Al hacerlo, los parámetros de la función no se copian en la memoria sino que se leen directamente de los datos de la llamada.

Esta distinción es importante porque si su función tiene grandes parámetros de entrada, marcarla como "externa" puede ahorrar una cantidad considerable de gasolina. Al evitar copiar los parámetros en la memoria, puede optimizar el consumo de gas de sus contratos inteligentes.

Esta técnica de optimización es útil en escenarios en los que la función debe llamarse externamente, como cuando se interactúa con el contrato desde otro contrato o una aplicación externa. Estos pequeños ajustes en el código de Solidity pueden resultar en ahorros notables de gasolina, lo que hace que sus arreglos sean más rentables y eficientes.

Usa la regla del cortocircuito a tu favor

En Solidity, cuando usa operadores disyuntivos y conjuntivos en su código, el orden en que coloca las funciones puede afectar el uso de gas. Al comprender cómo funcionan estos operadores, puede optimizar el consumo de gas.

Cuando se usa la disyunción, el uso de gas se reduce porque si la primera función se evalúa como verdadera, la segunda función no se ejecuta. Esto ahorra gasolina al evitar cálculos innecesarios. Por otro lado, en conjunto, si la primera función se evalúa como falsa, la segunda función se omite por completo, lo que optimiza aún más el uso de gas.

Para minimizar los costos de gas, se recomienda ordenar las funciones correctamente, colocando primero en funcionamiento el rol con mayor probabilidad de éxito o la parte con mayor probabilidad de fallar. Esto reduce las posibilidades de tener que evaluar la segunda función y se traduce en un ahorro de gas.

En Solidity, se pueden empaquetar múltiples variables pequeñas en ranuras de almacenamiento, lo que optimiza el uso del almacenamiento. Sin embargo, si tiene una sola variable que no se puede consolidar con otras, es mejor usar uint256 en lugar de uint8. Esto garantiza la eficiencia del gas al alinearse con las capacidades de procesamiento de la máquina virtual Ethereum.

Conclusión

Solidity es altamente efectivo para lograr transacciones rentables al interactuar con contratos externos. Esto se puede lograr utilizando la regla de cortocircuito, empaquetando múltiples variables pequeñas en ranuras de almacenamiento y consolidando la recuperación de datos llamando a una sola función que devuelve todos los datos necesarios.

Los bancos centrales también pueden utilizar técnicas de optimización de gas para minimizar los costos de transacción y mejorar el rendimiento general de los contratos inteligentes. Al prestar atención a las estrategias de optimización de gas específicas de Solidity, los desarrolladores pueden garantizar una ejecución eficiente y económica de sus innovadoras interacciones contractuales. Con una cuidadosa consideración e implementación de estas técnicas, los usuarios pueden beneficiarse de un uso de gas optimizado y transacciones exitosas.

La optimización del consumo de gas en Solidity es fundamental para lograr transacciones rentables e interacciones contractuales innovadoras. Al utilizar la regla de cortocircuito, empaquetar múltiples variables pequeñas en ranuras de almacenamiento y consolidar la recuperación de datos con llamadas de una sola función, los usuarios pueden usar técnicas de optimización de gas que garantizan la ejecución eficiente y económica de sus contratos.

Los bancos centrales también pueden beneficiarse de estas estrategias para minimizar los costos de transacción y mejorar el rendimiento de sus contratos inteligentes. Los desarrolladores pueden garantizar un uso de gas optimizado y transacciones exitosas al considerar estas estrategias específicas de Solidity.