実行ガス

ガスはIntrinsicGasとExecutionGasの和である。ここでは、ExecutionGasがどのように計算されるかに焦点を当てる。

備考

実行ガス関連のハードフォーク変更は、このページの一番下にあります。ハードフォーク変更へ。

概要

執行ガスは、3つの異なる状況下で契約を執行する際に発生する。時には、いくつかの方針が省略されることもある。

最初の、そして最も一般的なものはconstantGasである。これは演算に不可欠な料金だ。
これは、CREATE、CALL、CALLCODEの支払いの一部となる。
最後に、メモリ使用量の増加によりガス代がかかる場合がある。

Over an account's execution, the total fee payable for memory-usage payable is proportional to the smallest multiple of 32 bytes that are required to include all memory indices (whether for read or write) in the range. この料金はジャスト・イン・タイム方式で支払われる。そのため、以前にインデックス付けされたメモリよりも少なくとも32バイト大きいメモリ領域を参照すると、追加のメモリ使用料が発生する。この手数料により、アドレスが32ビットの境界を超えることはまずない。とはいえ、実装はこのような事態に対処できなければならない。

保管料には微妙なニュアンスがある。ストレージの使用を最小化するインセンティブを与えるために、ストレージからエントリをクリアする操作の実行料金は、免除されるだけでなく、適格な払い戻しを引き出す。

オプコード・ガス・スケジュール

料金表Gは、トランザクションが負担する可能性のある抽象的な操作の数々の相対的なコストに対応する37個のスカラー値のタプルである。また、CALL_* オペコードによって呼び出されるプリコンパイルされたコントラクトのガスを計算するためのガス項目もある。

オペコードの `constantGas` を表すスカラー値。

名称	価値	コードネーム	オプコード
`G_base`	2	GasQuickStep	`ADDRESS`, `ORIGIN`, `CALLER`, `CALLVALUE`, `CALLDATASIZE`, `CODESIZE`, `GASPRICE`, `COINBASE`, `TIMESTAMP`, `NUMBER`, `PREVRANDAO`(originally it was `DIFFICULTY`), `GASLIMIT`, `RETURNDATASIZE`, `POP`, `PC`, `MSIZE`, `GAS`, `CHAINID`, `BASEFEE`, `PUSH0`, `BLOBBASEFEE`
`G_verylow`	3	GasFastestStep	`ADD`, `SUB`, `LT`, `GT`, `SLT`, `SGT`, `EQ`, `ISZERO`, `AND`, `OR`, `XOR`, `NOT`, `BYTE`, `CALLDATALOAD`, `MLOAD`, `MSTORE`, `MSTORE8`, `PUSH`, `DUP`, `SWAP`, `BLOBHASH`, `MCOPY`
`G_low`	5	GasFastStep	`MUL`, `DIV`, `SDIV`, `MOD`, `SMOD`, `SIGNEXTEND`, `SELFBALANCE`
`G_mid`	8	GasMidStep	`ADDMOD`, `MULMOD`, `JUMP`
`G_high`	10	GasSlowStep	`JUMPI`
`G_selfdestruct`	5000	SelfdestructGas	`SELFDESTRUCT`
`G_warmStorageReadCost`	100	WarmStorageReadCostEIP2929	`EXTCODECOPY`, `EXTCODESIZE`, `EXTCODEHASH`, `BALANCE`, `CALL`, `CALLCODE`, `STATICCALL`, `DELEGATECALL`, `TSTORE`, `TLOAD`
`G_blockhash`	20	GasExtStep	`BLOCKHASH`
`G_jumpdest`	1	JumpdestGas	`JUMPDEST`
`G_sha3`	30	Sha3Gas	`SHA3`
`G_create`	32000	CreateGas	`CREATE`, `CREATE2`

メモリとログの使用量に基づいてガスを計算するために使用されるスカラー値

Name	Value	Name in Code	Description
`G_memory`	3	MemoryGas	メモリを拡張する際、1ワード増えるごとに支払うガス量
`G_copy`	3	コピーガス	COPY`操作の一部支払い、コピーされた単語数倍、切り上げ
`G_log`	375	LogGas	LOG`操作の一部支払い
`G_logdata`	8	LogDataGas	LOG`操作のデータの各バイトに対して支払われるガス量。
`G_logtopic`	375	LogTopicGas	LOG`操作のトピックごとに支払われるガス量

特定のオペコードのガスを計算するために使用されるスカラー値

Name	Value	Name in Code	Description
`G_sset`	20000	SstoreSetGas	貯蔵設定時に貯蔵値が設定された場合に支払われるガス量
`G_sreset`	5000	SstoreResetGas	貯蔵量がゼロのまま、またはゼロに設定された場合に支払われるガス量
`G_coldSloadCost`	2100	ColdSloadCostEIP2929	貯蔵量がaccessListにない場合の支払ガス量
`R_sclear`	15000	SstoreClearsScheduleRefundEIP3529	`G_sreset` - `G_coldSloadCost` + `TxAccessListStorageKeyGas (1900)`
`G_exp`	10	ExpGas	Partial payment
`G_expbyte`	50	ExpByte	ceil(log_256(指数))`を掛けた場合の一部支払い
`G_selfdestruct`	5000	SelfdestructGas	SELFDESTRUCT`操作のために支払われたガス量
`G_callvalue`	9000	CallValueTransferGas	非ゼロ・バリュー・トランスファーに支払われたガス量
`G_callstipend`	2300	CallStipend	ゼロでない値での移籍の場合、通話開始時に無料ガスが与えられる。
`G_newaccount`	25000	CallNewAccountGas	アカウント作成時に支払ったガス料金。また、`SELFDESTRUCT`操作を伴う`CreateBySelfdestructGas`としても定義される。
`G_codedeposit`	200	CreateDataGas	コードの状態への配置に成功した契約を作成するために1バイトあたりに支払われるガスの量
`G_sha3word`	6	Sha3WordGas	入力データが`SHA3`の場合、各単語の支払ガス量。
`G_InitCodeWord`	2	InitCodeWordGas	CREATE`,`CREATE2`のinitcodeの各単語に対して支払われるガス量。

契約ガス料金表

プリコンパイルされたコントラクトは、通常、複雑な暗号計算を行い、他のコントラクトによって開始される特別な種類のコントラクトである。

以下は、カイアのコンパイル済み契約のガス料金表です。 Inputはコンパイル済みのコントラクトのバイト配列の入力である。

Address	Precompiled contracts	Gas Cost
0x01	ecrecover	3,000
0x02	sha256hash	numOfWords(input) * 12 + 60
0x03	ripemd160hash	numOfWords(input) * 120 + 600
0x04	dataCopy	numOfWords(input) * 3 + 15
0x05	bigModExp	コードはこちら](https://github.com/kaiachain/kaia/blob/75c149a464998eb946311f3a290d4b1ea339eaba/blockchain/vm/contracts.go#L340)
0x06	bn256Add	150
0x07	bn256ScalarMul	6,000
0x08	bn256Pairing	numOfPairings(input) * 34,000 + 45,000
0x09	blake2f	bigEndian(getRounds(input[0:4]))
0x0A	kzg	50,000
0x3FD	vmLog	len(input) * 20 + 100
0x3FE	feePayer	300
0x3FF	validateSender	numOfSigs(input) * 5,000

契約締結のためのガス計算ロジック

1回の取引にかかるガス料金は、以下の方法で計算される。まず、取引タイプと投入量に応じてガスが追加される。そして、コントラクトが実行されると、実行が終了するかSTOP操作が現れるまで、オペコードが1つずつ実行される。その際、各オペコードに定義されたconstantGasと、追加で定義されたガス計算方法に従ってコストが課金される。

ここでは、上記で定義した料金表変数を用いて、契約締結時のガス計算ロジックを簡単に説明する。この説明では一般的な状況を想定しているため、復帰戦のような特殊な状況は考慮されていない。

各オペコードで定義されたconstantGasをgasに追加する。
- 例えば、オペコードが MUL なら、G_low を gas に加える。
- 例えば、オペコードがCREATE2の場合、G_createをgasに追加する。
追加で定義されたガス計算方法で計算されたガスを追加する。
- LOG'N'（Nは[0,1,2,3,4]）については、G_log + memoryGasCost * g_logdata + N x G_logtopicをガスに加える。
- EXPの場合は、G_exp + byteSize(stack.back(1)) x G_expbyteをgasに加える。
- CALLDATACOPY または CODECOPY または RETURNDATACOPY の場合は、wordSize(stack.back(2)) x G_copy を gas に追加する。
- EXTCODECOPY`の場合、
  - wordSize(stack.back(3))×G_copyをgasに追加する。
  - [eip2929] アドレスが AccessList にない場合、accessList に追加し、G_coldSloadCost - G_warmStorageReadCost を gas に追加する。
- EXTCODESIZEまたはEXTCODEHASHまたはBALANCE` の場合、
  - [eip2929] アドレスが AccessList にない場合、accessList に追加し、G_coldSloadCost - G_warmStorageReadCost を gas に追加する。
- SHA3の場合、G_sha3 + wordSize(stack.back(1)) x G_sha3wordをgasに加える。
- RETURN、REVERT、MLoad、MStore8、MStore では、ガスに memoryGasCost を追加する。
- CREATEでは、memoryGasCost + size(contract.code) x G_codedeposit + wordsize(initcode) x G_InitCodeWordをガスに追加する。
- CREATE2では、memoryGasCost + size(data) x G_sha3word + size(contract.code) x G_codedeposit + wordsize(initcode) x G_InitCodeWordをgasに追加する。
- SSTORE`の場合、
  - [eip2929] スロット(contractAddr, slot)がAccessListにない場合、それをaccessListに追加し、G_coldSloadCostをgasに追加する。
  - 単にスロットを読み込むだけなら(no-op)、gasにG_warmStorageReadCostを追加する。
  - 新しいスロットを作成する場合は、G_sset を gas
  - もしスロットが削除されたら、G_sreset-G_coldSloadCostをgasに追加し、R_sclearを払い戻しに追加する。
  - 以前存在したスロットを再作成する場合、gasに G_warmStorageReadCost を加算し、払い戻しから R_sclear を減算する。
  - もし、以前存在したスロットを削除する場合は、払い戻しに R_sclear を追加します。
  - 元の存在しないスロットにリセットされた場合、G_warmStorageReadCostをgasに追加し、G_set - G_warmStorageReadCostを返金に追加する。
  - 元の既存のスロットにリセットされた場合、ガスに G_warmStorageReadCost を追加し、払い戻しに G_sreset - G_coldSloadCost - G_warmStorageReadCost を追加する。
- SLOAD`の場合、
  - [eip2929] スロット(contractAddr, slot)がAccessListにない場合、それをaccessListに追加し、G_coldSloadCostをgasに追加する。
  - [eip2929] スロット(contractAddr, slot)がAccessListにある場合、G_warmStorageReadCostをgasに追加します。
- CALL、CALLCODE、DELEGATECALL、STATICCALL`の場合、
  - [eip2929] アドレスがAccessListに含まれていない場合、それをaccessListに追加し、G_coldSloadCostをgasに追加する。
  - それが CALL と CALLCODE で、値を転送する場合は G_callvalue を gas に追加する。
  - もしそれが CALL で、もしそれが値を移し、もしそれが新しいアカウントであれば、 G_newaccount を gas に追加する。
  - 着信側契約がプリコンパイル契約の場合、プリコンパイル契約のガス料金を計算し、ガス料金に加算する。
  - メモリー・ガス・コスト + 利用可能なガス - 利用可能なガス/64、ここで利用可能なガス =availableGas = contract.Gas - gas` to gas
- SELFDESTRUCT`の場合、
  - [eip2929] アドレスがAccessListに含まれていない場合、それをaccessListに追加し、G_coldSloadCostをgasに追加する。
  - 値を移し、新しいアカウントであれば、G_newaccountをgasに追加する。

Hardfork changes

Hardfork	New Items	Change
Cancun EVM	BLOBBASEFEE (0x49) opcode BLOBHASH (0x50) opcode TSTORE (0x5C) opcode TLOAD (0x5D) opcode MCOPY(0x5E) opcode kzg (0x0A) precompiled contract	accessListが完全にサポートされ、txアーギュメントを介して置かれたaccessList に追加されたストレージアクセスが暖かくなった。
Shanghai EVM	PUSH0 (0x5F) opcode	コインベースは常に暖かい `Create`, `Create2` オペコードで initcode の1ワードにつき2ガスを追加するようになった。
Kore		reduction in refunds - removes refund for SELFDESTRUCT (0xFF), SSTORE (0x55) - capped the refund to gasUsed/5 (it was gasUsed/2) increase gas cost for state access opcodes - accessList is introduced here but it's not yet supported.
London EVM	BASEFEE (0x48) opcode	modExp (0x05) precompiled contract use new gas calculation logic. Become more accurate.
Istanbul EVM	CHAINID (0x46) オペコード SELFBALANCE (0x47) オペコード blake2f (0x09) コンパイル済み契約書	BN256プリコンパイル契約のガスコストを削減 - Bn256Add (0x06):500->150 - Bn256ScalarMul (0x07)：40,000->6,000 - BN256Pairing (0x08)： -- BaseGas: 100,000->45,000 -- PerPointGas: 80,000->34,000 SSTORE (0x55)の新しいガス計算ロジック。 - はコールドストレージを導入した。 - 最初のアクセスにかかるガス代が増える。 - SLOAD(0x54)：重いストレージへのアクセスのガスコストを増加：200->800 - BALANCE(0x31)：400->700 - EXTCODEHASH(0x3F)：400->700

概要​

オプコード・ガス・スケジュール​

オペコードの constantGas を表すスカラー値。​

メモリとログの使用量に基づいてガスを計算するために使用されるスカラー値​

特定のオペコードのガスを計算するために使用されるスカラー値​

契約ガス料金表​

契約締結のためのガス計算ロジック​

Hardfork changes​

概要