계산 비용
카이아는 1초 블록타임을 목표로 하고 있기 때문에 트랜잭션의 실행 시간을 관리해야 합니다. 이를 달성하기 위한 세 가지 접근 방식이 있습니다:
- 거래 가스 한도 제한
- 트랜잭션의 실행 시간 제한
- 트랜잭션의 계산 비용 제한
트랜잭션의 가스 한도를 제한하는 것은 가스 개념이 연산, 스토리지, 네트워크 대역폭 등 블록체인 플랫폼의 다양한 리소스의 현재 교환 가치를 나타내기 때문에 실현 가능한 해결책이 아니었습니다. 트랜잭션 실행 시간을 측정하는 지표로 적합하지 않습니다.
트랜잭션의 실행 시간은 블록체인 플랫폼의 노드마다 다를 수 있기 때문에 트랜잭션의 실행 시간을 제한하는 것 역시 가능하지 않았습니다. 예를 들어 트랜잭션의 실행 시간을 100밀리초로 제한하는 경우를 생각해 보겠습니다. 한 노드가 트랜잭션을 90초 안에 실행하고 다른 노드가 110초 안에 실행한다면 두 노드는 합의에 도달할 수 없습니다. 따라서 이 솔루션은 적절하지 않습니다.
마지막 접근 방식은 트랜잭션의 계산 비용을 제한하는 것입니다. 실제 실행 시간을 기준으로 각 EVM 연산 코드의 계산 비용을 모델링하고 트랜잭션의 계산 비용 합계를 제한합니다. 이 접근 방식을 사용하면 다른 요소를 제거하고 정규화된 실행 시간 단위만 계산하므로 노드들도 합의에 도달할 수 있습니다.
따라서 저희는 카이아에 세 번째 옵션을 선택했습니다. 계산 비용 제한은 100,000,000이었으나, CPU 컴퓨팅 성능이 향상됨에 따라 Cancun EVM 하드포크 이후 150,000,000으로 제한이 상향되었습니다. 이 제한 값은 플랫폼에 따라 결정되므로 개발자는 트랜잭션의 계산 비용을 알고 있어야 합니다. 트랜잭션 비용을 계산하기 위해 Kaia는 klay_estimateComputationCost를 제공합니다. 사용법은 klay_estimateGas와 거의 동일합니다.
계산 비용과 관련된 하드포크 변경 사항은 이 페이지 하단에서 확인할 수 있습니다. 하드포크 변경사항으로 이동합니다.
계산 비용 제한
트랜잭션을 실행할 때 일련의 옵코드 또는 미리 컴파일된 컨트랙트가 순차적으로 실행됩니다. 트랜잭션의 실행 시간을 제한하기 위해 실제 실행 시간을 기반으로 옵코드와 사전 컴파일된 컨트랙트에 대한 결정론적 실행 시간 계산 모델을 만들었습니다.
이 모델을 기반으로 옵코드와 미리 컴파일된 컨트랙트에 대해 미리 정해진 계산 비용 값이 총 계산 비용에 추가됩니다. 총 비용이 계산 비용 한도를 초과하면 트랜잭션 실행이 중단되고 ComputationCostLimitReached(0x0a) 오류가 반환됩니다.
연산 비용 제한 값을 설정할 때 --opcode-computation-cost-limit 플래그 값이 0으로 설정되지 않았다면 이 값을 제한값으로 설정합니다. 이 값이 0이면 각 특정 하드포크에 정의된 기본 계산 비용 제한 값으로 설정됩니다.
예외적으로 call/estimateGas/estimateComputationCost의 계산 비용의 제한은 없으며 플래그나 하드포크 값의 영향을 받지 않습니다. 그러나 가스 한도와 같은 다른 제한 사항으로 인해 실행이 중단될 수 있습니다.
연산 코드 계산 비용
아래 표는 EVM 연산 코드의 계산 비용을 보여줍니다. 계산 비용은 실험을 기반으로 결정되었습니다.
| 연산 코드 | 계산 비용 |
|---|---|
| STOP | 0 |
| ADD | 150 |
| MUL | 200 |
| SUB | 219 |
| DIV | 404 |
| SDIV | 360 |
| MOD | 320 |
| SMOD | 560 |
| ADDMOD | 360 |
| MULMOD | 700 |
| EXP | 720 |
| SIGNEXTEND | 481 |
| LT | 201 |
| GT | 264 |
| SLT | 176 |
| SGT | 222 |
| EQ | 220 |
| ISZERO | 165 |
| AND | 288 |
| OR | 160 |
| XOR | 454 |
| NOT | 364 |
| BYTE | 589 |
| SHL | 478 |
| SHR | 498 |
| SAR | 834 |
| SHA3 | 560 |
| ADDRESS | 284 |
| BALANCE | 1407 |
| ORIGIN | 210 |
| CALLER | 188 |
| CALLVALUE | 149 |
| CALLDATALOAD | 596 |
| CALLDATASIZE | 194 |
| CALLDATACOPY | 100 |
| CODESIZE | 145 |
| CODECOPY | 898 |
| GASPRICE | 131 |
| EXTCODESIZE | 1481 |
| EXTCODECOPY | 1000 |
| RETURNDATASIZE | 10 |
| RETURNDATACOPY | 40 |
| EXTCODEHASH | 1000 |
| BLOCKHASH | 500 |
| COINBASE | 189 |
| TIMESTAMP | 265 |
| NUMBER | 202 |
| PREVRANDAO | 1498 |
| GASLIMIT | 166 |
| CHAINID | 120 |
| SELFBALANCE | 374 |
| POP | 140 |
| MLOAD | 376 |
| MSTORE | 288 |
| MSTORE8 | 230 |
| SLOAD | 2550 |
| SSTORE | 2510 |
| JUMP | 253 |
| JUMPI | 176 |
| PC | 147 |
| MSIZE | 137 |
| GAS | 230 |
| JUMPDEST | 10 |
| PUSH0 | 80 |
| PUSH1 | 120 |
| PUSH2 | 120 |
| PUSH3 | 120 |
| PUSH4 | 120 |
| PUSH5 | 120 |
| PUSH6 | 120 |
| PUSH7 | 120 |
| PUSH8 | 120 |
| PUSH9 | 120 |
| PUSH10 | 120 |
| PUSH11 | 120 |
| PUSH12 | 120 |
| PUSH13 | 120 |
| PUSH14 | 120 |
| PUSH15 | 120 |
| PUSH16 | 120 |
| PUSH17 | 120 |
| PUSH18 | 120 |
| PUSH19 | 120 |
| PUSH20 | 120 |
| PUSH21 | 120 |
| PUSH22 | 120 |
| PUSH23 | 120 |
| PUSH24 | 120 |
| PUSH25 | 120 |
| PUSH26 | 120 |
| PUSH27 | 120 |
| PUSH28 | 120 |
| PUSH29 | 120 |
| PUSH30 | 120 |
| PUSH31 | 120 |
| PUSH32 | 120 |
| DUP1 | 190 |
| DUP2 | 190 |
| DUP3 | 176 |
| DUP4 | 142 |
| DUP5 | 177 |
| DUP6 | 165 |
| DUP7 | 147 |
| DUP8 | 157 |
| DUP9 | 138 |
| DUP10 | 174 |
| DUP11 | 141 |
| DUP12 | 144 |
| DUP13 | 157 |
| DUP14 | 143 |
| DUP15 | 237 |
| DUP16 | 149 |
| SWAP1 | 141 |
| SWAP2 | 156 |
| SWAP3 | 145 |
| SWAP4 | 135 |
| SWAP5 | 115 |
| SWAP6 | 146 |
| SWAP7 | 199 |
| SWAP8 | 130 |
| SWAP9 | 160 |
| SWAP10 | 134 |
| SWAP11 | 147 |
| SWAP12 | 128 |
| SWAP13 | 121 |
| SWAP14 | 114 |
| SWAP15 | 197 |
| SWAP16 | 128 |
| LOG0 | 100 |
| LOG1 | 500 |
| LOG2 | 500 |
| LOG3 | 500 |
| LOG4 | 500 |
| PUSH | 0 |
| DUP | 0 |
| SWAP | 0 |
| CREATE | 2094 |
| CALL | 5000 |
| CALLCODE | 4000 |
| RETURN | 0 |
| DELEGATECALL | 696 |
| CREATE2 | 10000 |
| STATICCALL | 10000 |
| REVERT | 0 |
| SELFDESTRUCT | 0 |
| BASEFEE | 198 |
| BLOBBASEFEE | 120 |
| BLOBHASH | 165 |
| TSTORE | 280 |
| TLOAD | 220 |
| MCOPY | 250 |
미리 컴파일된 컨트랙트 계산 비용 표
Input은 미리 컴파일된 컨트랙트의 바이트 배열 입력입니다.
| 주소 | 미리 컴파일된 컨트랙트 | 계산 비용 |
|---|---|---|
| 0x01 | ecrecover | 113,150 |
| 0x02 | sha256hash | numOfWords(input) / 32 * 100 + 1,000 |
| 0x03 | ripemd160hash | numOfWords(input) / 32 * 10 + 100 |
| 0x04 | dataCopy | 0 |
| 0x05 | bigModExp | see the code here |
| 0x06 | bn256Add | 8,000 |
| 0x07 | bn256ScalarMul | 100,000 |
| 0x08 | bn256Pairing | numOfPairings(input) * 1,000,000 + 2,000,000 |
| 0x09 | blake2f | bigEndian(getRounds(input[0:4])) * 10 + 10,000 |
| 0x0A | kzg | 2,200,000 |
| 0x3FD | vmLog | 10 |
| 0x3FE | feePayer | 10 |
| 0x3FF | validateSender | numOfSigs(input) * 180,000 + 10,000 |
하드포크 변경 사항
| 하드포크 | 신규 항목 | 변경 사항 | ||
|---|---|---|---|---|
| Cancun EVM | BLOBBASEFEE (0x49) BLOBHASH (0x50) TSTORE (0x5c) opcode TLOAD (0x5d) MCOPY (0x5e) kzg (0x0a) precompiled contract | increase the computation cost limit from 100,000,000 to 150,000,000 reduce the computation cost of some opcodes due to cpu performance increase -Sdiv (0x05): 739 -> 360 -Mod (0x06): 812 -> 320 -Addmod (0x08): 1410 -> 360 -Mulmod (0x09): 1760 -> 700 -Exp (0x0A): 5000 -> 720 -Sha3 (0x20): 2465 -> 560 -Mstore8 (0x53): 5142 -> 230 -Log1, Log2, Log3, Log4 (0xA1-0xA4): 1000 -> 500 increase the computation cost of some opcodes due to increased database size -SLOAD (0x54): 835 -> 2550 -SSTORE (0x55): 1548 -> 2510 | ||
| Shanghai EVM | PUSH0 (0x5f) opcode | |||
| Kore | modExp (0x05) precompiled contract use new gas calculation logic. Computation cost also affected. Become more accurate. | |||
| London EVM | BaseFee (0x48) opcode | |||
| Istanbul EVM | CHAINID (0x46) opcode SELFBALANCE (0x47) opcode blake2f (0x09) precompiled contract | reduce the computation cost of over-priced opcodes - ADDMOD (0x08): 3349 -> 1410 - MULMOD (0x09): 4757 -> 1760 - XOR (0x18): 657 -> 454 - NOT (0x19): 1289 -> 364 - SHL (0x1B): 1603 -> 478 - SHR (0x1C): 1815 -> 834 |