Frontend blokķēdes gāzes aplēse: Darījumu izmaksu prognozēšanas apgūšana

Blokķēdes pasaulē, īpaši Ethereum ekosistēmā un citās ar EVM saderīgās ķēdēs, ir ļoti svarīgi saprast un pārvaldīt transakciju izmaksas. Šīs izmaksas, ko bieži dēvē par "gāzi", tieši ietekmē lietotāja pieredzi un decentralizēto lietojumprogrammu (dApps) vispārējo dzīvotspēju. Frontend gāzes aplēsei ir galvenā loma, lai nodrošinātu lietotājiem pārredzamu un prognozējamu informāciju par izmaksām, pirms viņi uzsāk transakciju. Šajā rokasgrāmatā ir aplūkotas frontend blokķēdes gāzes aplēses sarežģītības, aptverot tās nozīmi, metodes, izaicinājumus un labākās prakses.

Kāpēc frontend gāzes aplēse ir svarīga?

Frontend gāzes aplēse ir process, kurā tiek prognozētas transakcijai nepieciešamās skaitļošanas izmaksas, pirms tā tiek iesniegta blokķēdē. Tas ir būtiski vairāku iemeslu dēļ:

• Lietotāja pieredze (UX): Lietotāji vēlas zināt, cik maksās transakcija, pirms tās apstiprināšanas. Negaidīti augstas gāzes maksas var radīt neapmierinātību un atteikšanos no darbības. Precīza aplēse ļauj lietotājiem pieņemt pamatotus lēmumus. Iedomājieties lietotāju Indonēzijā, kurš pārskaita rūpijai līdzvērtīgu ETH summu un ir šokēts, ka gāzes maksa ir lielāka par pārskaitīto summu. Laba frontend aplēse to novērstu.
• Transakciju veiksmīgas izpildes rādītājs: Nepietiekami gāzes limiti var izraisīt transakciju neveiksmi. Novērtējot nepieciešamo gāzes daudzumu, frontend var automātiski iestatīt atbilstošu gāzes limitu, palielinot veiksmīgas transakcijas izpildes varbūtību.
• Drošība: Pareiza gāzes aplēse palīdz novērst pakalpojuma atteikuma (DoS) uzbrukumus viedajiem līgumiem. Ierobežojot gāzes daudzumu, ko transakcija var patērēt, izstrādātāji var aizsargāt savus līgumus no ļaunprātīgiem dalībniekiem, kas mēģina izsmelt resursus.
• Izmaksu optimizācija: Izpratne par gāzes izmaksām ļauj lietotājiem optimizēt savas transakcijas. Piemēram, viņi var izvēlēties veikt transakcijas periodos ar zemāku tīkla noslodzi, tādējādi samazinot gāzes maksas. Tādās valstīs kā Argentīna, kur ekonomiskā nestabilitāte var radīt bažas, pat nelieli ietaupījumi uz gāzes maksām var būt nozīmīgi.
• Pārredzamība: Parādot, kā tiek aprēķinātas transakciju izmaksas, tiek veidota lietotāju uzticība. Skaidrs sadalījums par komponentiem, kas veido kopējās izmaksas, sniedz lietotājiem lielākas iespējas un veicina uzticību dApp.

Izpratne par gāzi blokķēdē

Kas ir gāze?

Gāze ir mērvienība, kas kvantitatīvi nosaka skaitļošanas piepūli, kas nepieciešama, lai veiktu konkrētas darbības blokķēdē, piemēram, ieviestu viedos līgumus vai pārsūtītu tokenus. Katrai operācijai jeb "opcode" ir saistītas gāzes izmaksas. Jo sarežģītāka operācija, jo vairāk gāzes tā patērē.

Gāzes limits un gāzes cena

Divi galvenie parametri nosaka kopējās transakcijas izmaksas:

• Gāzes limits: Maksimālais gāzes daudzums, ko lietotājs ir gatavs iztērēt transakcijai. Ja transakcijai nepieciešams vairāk gāzes nekā noteiktais limits, tā neizdosies, un lietotājam joprojām būs jāmaksā par līdz tam brīdim patērēto gāzi.
• Gāzes cena: Cena par gāzes vienību, parasti izteikta Gwei (ETH daļa). Lietotāji var pielāgot gāzes cenu, lai ietekmētu, cik ātri viņu transakcija tiek apstrādāta. Augstākas gāzes cenas motivē racējus (miners) prioritizēt viņu transakciju.

Kopējā transakcijas maksa tiek aprēķināta šādi: Izmantotā gāze * Gāzes cena.

Bāzes maksa un prioritārā maksa (EIP-1559)

Ethereum EIP-1559 ievieš bāzes maksu, kas tiek algoritmiski noteikta, pamatojoties uz tīkla noslodzi. Šī bāzes maksa tiek "sadedzināta", efektīvi izņemot ETH no apgrozības. Lietotāji var arī iekļaut "prioritāro maksu" (dzeramnaudu), lai motivētu racējus iekļaut viņu transakciju blokā. Kopējā maksa saskaņā ar EIP-1559 kļūst: Izmantotā gāze * (Bāzes maksa + Prioritārā maksa).

Frontend gāzes aplēses metodes

Frontend gāzes izmaksu aplēsei var izmantot vairākas metodes:

1. Statiskā gāzes aplēse

Šī pieeja balstās uz iepriekš definētām gāzes izmaksām konkrētām līguma funkcijām. Šīs izmaksas tiek noteiktas, analizējot viedā līguma kodu un identificējot katras operācijas gāzes patēriņu.

Plusi:

• Vienkārši īstenojama.
• Ātra un efektīva.

Mīnusi:

• Neprecīza sarežģītām transakcijām ar mainīgiem izpildes ceļiem.
• Nepieciešama manuāla viedā līguma koda analīze.
• Nav piemērota dinamiski ģenerētām transakcijām.

Piemērs: Ja jūs zināt, ka vienkāršs tokena pārskaitījums vienmēr maksā 21 000 gāzes, jūs varat šo vērtību ieprogrammēt savā frontend.

2. RPC balstīta gāzes aplēse (eth_estimateGas)

eth_estimateGas metode, ko nodrošina Ethereum klienti (piemēram, Geth, Besu), ļauj izstrādātājiem simulēt transakciju un noteikt tās izpildei nepieciešamo gāzi. Šī ir dinamiskāka un precīzāka pieeja nekā statiskā aplēse.

Kā tas darbojas:

1. Frontend izveido transakcijas objektu ar visiem nepieciešamajiem parametriem (to, from, data, utt.).
2. Transakcijas objekts tiek nosūtīts Ethereum klientam, izmantojot eth_estimateGas RPC metodi.
3. Klients simulē transakcijas izpildi un atgriež aplēsto gāzes vērtību.

Koda piemērs (izmantojot ethers.js):

const provider = new ethers.providers.Web3Provider(window.ethereum);
const signer = provider.getSigner();
const contract = new ethers.Contract(contractAddress, contractABI, signer);

const transaction = {
  to: contractAddress,
  data: contract.interface.encodeFunctionData("myFunction", [arg1, arg2]),
  from: signer.getAddress()
};

try {
  const gasEstimate = await provider.estimateGas(transaction);
  console.log("Estimated gas:", gasEstimate.toString());
} catch (error) {
  console.error("Error estimating gas:", error);
}

Plusi:

• Precīzāka nekā statiskā aplēse.
• Dinamiski pielāgojas mainīgajiem tīkla apstākļiem un viedā līguma loģikai.
• Salīdzinoši viegli īstenojama, izmantojot web3.js vai ethers.js bibliotēkas.

Mīnusi:

• Var būt skaitļošanas ziņā dārga, īpaši sarežģītām transakcijām.
• Var nebūt pilnīgi precīza bloka stāvokļa atšķirību dēļ faktiskās izpildes laikā.
• Paļaujas uz uzticamu Ethereum klientu.

3. Gāzes limita buferizācija

Pat ar precīzu gāzes aplēsi, ir prātīgi pievienot buferi aplēstajam gāzes limitam, lai ņemtu vērā neparedzētus apstākļus. Šis buferis var būt fiksēts procents (piemēram, 10%) vai dinamiska vērtība, kas balstīta uz vēsturiskiem transakciju datiem.

Piemērs: Ja eth_estimateGas atgriež vērtību 100 000, jūs varētu palielināt gāzes limitu līdz 110 000, lai nodrošinātu transakcijas veiksmīgu izpildi.

Koda piemērs:

const gasEstimate = await provider.estimateGas(transaction);
const gasLimit = gasEstimate.mul(110).div(100); // Add 10% buffer

transaction.gasLimit = gasLimit;

4. Trešo pušu gāzes cenu API izmantošana

Lai nodrošinātu lietotājiem viskonkurētspējīgākās gāzes cenas, integrējieties ar trešo pušu gāzes cenu API. Šie API apkopo reāllaika tīkla datus un sniedz ieteikumus ātrām, standarta un zemām gāzes cenām. Piemēri ir GasNow, Etherscan Gas Tracker un Blocknative Gas Platform. Ņemiet vērā, ka daži no šiem pakalpojumiem var nebūt pieejami vai precīzi visām ķēdēm.

Piemērs: Lietotājs Nigērijā var redzēt atšķirīgas gāzes cenas atkarībā no izmantotā API, tāpēc ir svarīgi izvēlēties uzticamu un aktuālu pakalpojumu.

Koda piemērs (izmantojot hipotētisku API):

async function getGasPrices() {
  const response = await fetch('https://api.example.com/gasPrices');
  const data = await response.json();
  return data;
}

const gasPrices = await getGasPrices();
const maxPriorityFeePerGas = ethers.utils.parseUnits(gasPrices.fast.maxPriorityFeePerGas, 'gwei');
const maxFeePerGas = ethers.utils.parseUnits(gasPrices.fast.maxFeePerGas, 'gwei');

transaction.maxPriorityFeePerGas = maxPriorityFeePerGas;
transaction.maxFeePerGas = maxFeePerGas;

5. Simulēta transakciju izpilde

Misijai kritiski svarīgām transakcijām apsveriet iespēju simulēt visu transakcijas izpildes plūsmu lokālā vai testa tīklā, pirms to iesniegt galvenajā tīklā (mainnet). Tas nodrošina visprecīzāko gāzes aplēsi un var palīdzēt identificēt potenciālas problēmas vai ievainojamības. Rīki, piemēram, Hardhat un Ganache, ir noderīgi lokālu blokķēdes vidi izveidei.

Izaicinājumi frontend gāzes aplēsē

Lai gan iepriekš aprakstītās metodes var ievērojami uzlabot gāzes aplēses precizitāti, joprojām pastāv vairāki izaicinājumi:

• Dinamiska viedo līgumu loģika: Viedie līgumi var saturēt sarežģītu loģiku ar izpildes ceļiem, kas atkarīgi no ievades datiem vai ārējā stāvokļa. Tas apgrūtina precīzu gāzes izmaksu prognozēšanu visos iespējamos scenārijos.
• Tīkla pārslodze: Gāzes cenas svārstās atkarībā no tīkla pārslodzes. Lai precīzi novērtētu gāzes cenas, nepieciešami reāllaika tīkla dati un prognozēšanas modeļi.
• Stāvokļa izmaiņas: Blokķēdes stāvoklis var mainīties starp laiku, kad transakcija tiek aplēsta, un laiku, kad tā tiek izpildīta. Tas var ietekmēt transakcijas gāzes patēriņu.
• EIP-1559 sarežģītība: EIP-1559 ieviešana ir padarījusi gāzes aplēsi sarežģītāku. Frontend tagad jāņem vērā bāzes maksa un prioritārā maksa papildus gāzes limitam un gāzes cenai.
• Starpķēžu transakcijas: Gāzes aplēse transakcijām, kas mijiedarbojas ar vairākām blokķēdēm (piemēram, izmantojot tiltus), ir ievērojami sarežģītāka, prasot zināšanas par gāzes mehāniku katrā ķēdē.
• MEV (Miner Extractable Value): MEV boti var veikt "frontrun" vai "backrun" transakcijas, mainot blokķēdes stāvokli un potenciāli padarot gāzes aplēses par nederīgām. Lietotāju aizsardzībai no MEV nepieciešamas progresīvas metodes.

Labākās prakses frontend gāzes aplēsei

Lai mazinātu šos izaicinājumus un nodrošinātu uzticamu lietotāja pieredzi, ievērojiet šīs labākās prakses:

• Izmantojiet metožu kombināciju: Apvienojiet statisko analīzi, RPC balstītu aplēsi un gāzes cenu API, lai sasniegtu visprecīzākos rezultātus.
• Ieviesiet gāzes limita buferizāciju: Vienmēr pievienojiet buferi aplēstajam gāzes limitam, lai ņemtu vērā neparedzētus apstākļus.
• Nodrošiniet lietotāja kontroli: Ļaujiet lietotājiem manuāli pielāgot gāzes limitu un gāzes cenu. Tas viņiem dod lielāku kontroli pār transakciju izmaksām un ātrumu. Lietotājs Indijā varētu vēlēties prioritizēt izmaksas pār ātrumu.
• Attēlojiet reāllaika gāzes cenas: Integrējieties ar gāzes cenu API, lai lietotājiem attēlotu reāllaika gāzes cenas. Sniedziet ieteikumus ātrām, standarta un zemām gāzes opcijām.
• Pārraugiet transakciju veiksmīgas izpildes rādītājus: Sekojiet līdzi transakciju veiksmīgas izpildes rādītājiem un attiecīgi pielāgojiet gāzes aplēses parametrus. Tas palīdz identificēt un risināt potenciālas problēmas.
• Ieviesiet kļūdu apstrādi: Sniedziet informatīvus kļūdu ziņojumus, ja gāzes aplēse neizdodas vai ja transakcijām beidzas gāze.
• Regulāri atjauniniet savu kodu: Blokķēdes tehnoloģija nepārtraukti attīstās. Sekojiet līdzi jaunākajiem notikumiem un attiecīgi atjauniniet savu kodu.
• Apsveriet Metamask ieteikto gāzes maksu izmantošanu: Metamask bieži sniedz saprātīgus gāzes maksas ieteikumus, kas iegūti no tā paša iekšējiem algoritmiem un tīkla uzraudzības. To izmantošana var nodrošināt labu sākumpunktu.
• Izglītojiet lietotājus: Sniedziet skaidrus un kodolīgus paskaidrojumus par gāzi, gāzes limitiem un gāzes cenām. Palīdziet lietotājiem saprast, kā tiek aprēķinātas transakciju izmaksas un kā viņi var optimizēt savas transakcijas.
• Rūpīgi testējiet: Testējiet savu gāzes aplēses loģiku dažādos tīklos (mainnet, testnets) un ar dažāda veida transakcijām. Izmantojiet rīkus, piemēram, Hardhat un Truffle, lai automatizētu testēšanu.

Frontend bibliotēkas un rīki

Vairākas bibliotēkas un rīki var vienkāršot frontend gāzes aplēses procesu:

• ethers.js: Visaptveroša JavaScript bibliotēka mijiedarbībai ar Ethereum. Nodrošina viegli lietojamas funkcijas gāzes aplēsei, transakciju sūtīšanai un mijiedarbībai ar viedajiem līgumiem.
• web3.js: Vēl viena populāra JavaScript bibliotēka mijiedarbībai ar Ethereum. Piedāvā līdzīgu funkcionalitāti kā ethers.js.
• Hardhat: Izstrādes vide Ethereum programmatūrai. Nodrošina rīkus viedo līgumu kompilēšanai, testēšanai un ieviešanai.
• Truffle: Izstrādes komplekts Ethereum. Līdzīgs Hardhat, bet ar atšķirīgu funkciju un darbplūsmu kopumu.
• Ganache: Personīga blokķēde Ethereum izstrādei. Ļauj izstrādātājiem ātri un viegli izveidot lokālu blokķēdes vidi testēšanai un eksperimentiem.
• Blocknative Gas Platform: Pakalpojums, kas nodrošina reāllaika gāzes cenu datus un transakciju simulācijas iespējas.

Frontend gāzes aplēses nākotne

Blokķēdes tehnoloģijai turpinot attīstīties, frontend gāzes aplēse kļūs vēl svarīgāka. Nākotnes tendences ietver:

• Sarežģītāki aplēses algoritmi: Tiks izmantotas progresīvas mašīnmācīšanās metodes, lai precīzāk prognozētu gāzes izmaksas.
• Integrācija ar 2. slāņa mērogošanas risinājumiem: Frontend būs jānovērtē gāzes izmaksas transakcijām 2. slāņa tīklos, piemēram, Optimism, Arbitrum un zkSync.
• Atbalsts starpķēžu transakcijām: Frontend būs jārisina sarežģītības, kas saistītas ar gāzes aplēsi transakcijām, kas mijiedarbojas ar vairākām blokķēdēm.
• Uzlabotas lietotāja saskarnes: Lietotāja saskarnes kļūs intuitīvākas un lietotājam draudzīgākas, padarot lietotājiem vieglāku izprast un pārvaldīt transakciju izmaksas.
• Automātiska gāzes optimizācija: Frontend automātiski optimizēs gāzes patēriņu, iesakot alternatīvus transakciju parametrus vai izpildes ceļus.

Noslēgums

Frontend blokķēdes gāzes aplēse ir būtisks komponents, veidojot lietotājam draudzīgas un efektīvas dApps. Izprotot iesaistītās metodes un izaicinājumus, izstrādātāji var nodrošināt lietotājiem pārredzamu un prognozējamu informāciju par izmaksām, palielinot transakciju veiksmīgas izpildes rādītājus un uzlabojot kopējo lietotāja pieredzi. Blokķēdes tehnoloģijai turpinot attīstīties, frontend gāzes aplēses apgūšana kļūs vēl svarīgāka panākumiem decentralizētajā pasaulē. Atcerieties vienmēr prioritizēt drošību, pārredzamību un lietotāju izglītošanu, ieviešot gāzes aplēsi savās dApps.