Оцінка газу в блокчейні на фронтенді: Як освоїти прогнозування вартості транзакцій

У світі блокчейну, особливо в екосистемі Ethereum та інших EVM-сумісних мережах, розуміння та управління вартістю транзакцій є надзвичайно важливим. Ці витрати, які часто називають «газом», безпосередньо впливають на користувацький досвід та загальну життєздатність децентралізованих застосунків (dApps). Оцінка газу на фронтенді відіграє ключову роль у наданні користувачам прозорої та прогнозованої інформації про вартість перед тим, як вони ініціюють транзакцію. Цей посібник досліджує тонкощі оцінки газу в блокчейні на фронтенді, охоплюючи її важливість, техніки, виклики та найкращі практики.

Чому оцінка газу на фронтенді важлива?

Оцінка газу на фронтенді — це процес прогнозування обчислювальних витрат на транзакцію до того, як її буде надіслано в блокчейн. Це критично важливо з кількох причин:

• Користувацький досвід (UX): Користувачі хочуть знати, скільки коштуватиме транзакція, перш ніж її підтвердити. Несподівано високі комісії за газ можуть призвести до розчарування та відмови від використання. Надання точної оцінки дозволяє користувачам приймати обґрунтовані рішення. Уявіть користувача в Індонезії, який переказує ETH, еквівалентний рупії, і вражений тим, що комісія за газ вища, ніж сума переказу. Хороша оцінка на фронтенді запобігла б цьому.
• Відсоток успішних транзакцій: Недостатні ліміти газу можуть спричинити збій транзакцій. Оцінюючи необхідний газ, фронтенд може автоматично встановити відповідний ліміт, збільшуючи ймовірність успішного виконання транзакції.
• Безпека: Правильна оцінка газу допомагає запобігти атакам типу «відмова в обслуговуванні» (DoS) на смарт-контракти. Обмежуючи кількість газу, яку може спожити транзакція, розробники можуть захистити свої контракти від зловмисників, які намагаються вичерпати ресурси.
• Оптимізація витрат: Розуміння вартості газу дозволяє користувачам оптимізувати свої транзакції. Наприклад, вони можуть вирішити виконувати транзакції в періоди меншої завантаженості мережі, що призводить до нижчих комісій. У таких країнах, як Аргентина, де економічна нестабільність може бути проблемою, навіть невелика економія на комісіях за газ може бути значною.
• Прозорість: Демонстрація того, як розраховується вартість транзакції, будує довіру користувачів. Надання чіткого розподілу компонентів, що впливають на загальну вартість, розширює можливості користувачів і зміцнює довіру до dApp.

Розуміння поняття газу в блокчейні

Що таке газ?

Газ — це одиниця вимірювання, яка кількісно визначає обчислювальні зусилля, необхідні для виконання певних операцій у блокчейні, таких як розгортання смарт-контрактів або переказ токенів. Кожна операція, або «опкод», має пов'язану вартість газу. Чим складніша операція, тим більше газу вона споживає.

Ліміт газу та ціна газу

Два ключові параметри визначають загальну вартість транзакції:

• Ліміт газу (Gas Limit): Максимальна кількість газу, яку користувач готовий витратити на транзакцію. Якщо транзакція вимагає більше газу, ніж ліміт, вона не вдасться, і користувач все одно заплатить за газ, спожитий до цього моменту.
• Ціна газу (Gas Price): Ціна за одиницю газу, зазвичай виражена в Gwei (частка ETH). Користувачі можуть коригувати ціну газу, щоб вплинути на швидкість обробки своєї транзакції. Вищі ціни на газ стимулюють майнерів надавати пріоритет їхній транзакції.

Загальна комісія за транзакцію розраховується так: Використаний газ * Ціна газу.

Базова комісія та пріоритетна комісія (EIP-1559)

EIP-1559 в Ethereum вводить базову комісію, яка визначається алгоритмічно на основі завантаженості мережі. Ця базова комісія спалюється, фактично виводячи ETH з обігу. Користувачі також можуть включати «пріоритетну комісію» (чайові), щоб стимулювати майнерів включити їхню транзакцію в блок. Загальна комісія за EIP-1559 стає: Використаний газ * (Базова комісія + Пріоритетна комісія).

Техніки оцінки газу на фронтенді

Для оцінки вартості газу на фронтенді можна використовувати кілька технік:

1. Статична оцінка газу

Цей підхід спирається на заздалегідь визначені витрати газу для конкретних функцій контракту. Ці витрати визначаються шляхом аналізу коду смарт-контракту та ідентифікації споживання газу кожною операцією.

Переваги:

• Просто реалізувати.
• Швидко та ефективно.

Недоліки:

• Неточно для складних транзакцій з різними шляхами виконання.
• Вимагає ручного аналізу коду смарт-контракту.
• Не підходить для динамічно генерованих транзакцій.

Приклад: Якщо ви знаєте, що простий переказ токенів завжди коштує 21 000 газу, ви можете жорстко закодувати це значення у вашому фронтенді.

2. Оцінка газу на основі RPC (eth_estimateGas)

Метод eth_estimateGas, що надається клієнтами Ethereum (наприклад, Geth, Besu), дозволяє розробникам симулювати транзакцію та визначати газ, необхідний для її виконання. Це більш динамічний і точний підхід, ніж статична оцінка.

Як це працює:

1. Фронтенд створює об'єкт транзакції з усіма необхідними параметрами (to, from, data тощо).
2. Об'єкт транзакції надсилається клієнту Ethereum через RPC-метод eth_estimateGas.
3. Клієнт симулює виконання транзакції та повертає оціночне значення газу.

Приклад коду (з використанням 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);
}

Переваги:

• Точніше, ніж статична оцінка.
• Динамічно адаптується до змін умов мережі та логіки смарт-контракту.
• Відносно легко реалізувати за допомогою бібліотек web3.js або ethers.js.

Недоліки:

• Може бути обчислювально затратним, особливо для складних транзакцій.
• Може бути не ідеально точним через зміни стану блоку під час фактичного виконання.
• Залежить від довіреного клієнта Ethereum.

3. Буферизація ліміту газу

Навіть при точній оцінці газу, розумно додати буфер до оціненого ліміту газу, щоб врахувати непередбачені обставини. Цей буфер може бути фіксованим відсотком (наприклад, 10%) або динамічним значенням на основі історичних даних транзакцій.

Приклад: Якщо eth_estimateGas повертає значення 100 000, ви можете збільшити ліміт газу до 110 000, щоб забезпечити успіх транзакції.

Приклад коду:

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

transaction.gasLimit = gasLimit;

4. Використання сторонніх API для цін на газ

Щоб надати користувачам найконкурентніші ціни на газ, інтегруйтеся зі сторонніми API цін на газ. Ці API агрегують дані мережі в реальному часі та надають рекомендації щодо швидких, стандартних і низьких цін на газ. Прикладами є GasNow, Etherscan Gas Tracker та Blocknative Gas Platform. Зауважте, що деякі з цих сервісів можуть бути недоступні або неточні для всіх мереж.

Приклад: Користувач у Нігерії може бачити різні ціни на газ залежно від використовуваного API, тому важливо вибрати надійний і актуальний сервіс.

Приклад коду (з використанням гіпотетичного 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. Симуляція виконання транзакції

Для критично важливих транзакцій розгляньте можливість симуляції всього процесу виконання транзакції в локальній або тестовій мережі перед відправкою в основну мережу (mainnet). Це забезпечує найточнішу оцінку газу та може допомогти виявити потенційні проблеми або вразливості. Такі інструменти, як Hardhat та Ganache, корисні для налаштування локального блокчейн-середовища.

Виклики в оцінці газу на фронтенді

Хоча описані вище техніки можуть значно підвищити точність оцінки газу, залишається кілька проблем:

• Динамічна логіка смарт-контрактів: Смарт-контракти можуть містити складну логіку зі шляхами виконання, які залежать від вхідних даних або зовнішнього стану. Це ускладнює точне прогнозування витрат газу для всіх можливих сценаріїв.
• Завантаженість мережі: Ціни на газ коливаються залежно від завантаженості мережі. Точна оцінка цін на газ вимагає даних мережі в реальному часі та прогнозних моделей.
• Зміни стану: Стан блокчейну може змінитися між моментом оцінки транзакції та моментом її виконання. Це може вплинути на споживання газу транзакцією.
• Складність EIP-1559: Впровадження EIP-1559 додало складності в оцінку газу. Тепер фронтенди повинні враховувати базову комісію та пріоритетну комісію на додаток до ліміту та ціни газу.
• Крос-чейн транзакції: Оцінка газу для транзакцій, які взаємодіють з кількома блокчейнами (наприклад, через мости), є значно складнішою, вимагаючи знань про механіку газу в кожній мережі.
• MEV (Miner Extractable Value): MEV-боти можуть випереджати або слідувати за транзакціями, змінюючи стан блокчейну і потенційно роблячи оцінки газу недійсними. Захист користувачів від MEV вимагає передових технік.

Найкращі практики для оцінки газу на фронтенді

Щоб пом'якшити ці проблеми та забезпечити надійний користувацький досвід, дотримуйтесь цих найкращих практик:

• Використовуйте комбінацію технік: Поєднуйте статичний аналіз, оцінку на основі RPC та API цін на газ для досягнення найточніших результатів.
• Впроваджуйте буферизацію ліміту газу: Завжди додавайте буфер до оціненого ліміту газу для врахування непередбачених обставин.
• Надавайте користувачам контроль: Дозволяйте користувачам вручну коригувати ліміт та ціну газу. Це дає їм більше контролю над вартістю та швидкістю транзакцій. Користувач в Індії може захотіти віддати перевагу вартості над швидкістю.
• Відображайте ціни на газ в реальному часі: Інтегруйтеся з API цін на газ для відображення цін в реальному часі користувачам. Надавайте рекомендації щодо швидких, стандартних та повільних варіантів.
• Моніторте відсоток успішних транзакцій: Відстежуйте відсоток успішних транзакцій та відповідно коригуйте параметри оцінки газу. Це допомагає виявляти та вирішувати потенційні проблеми.
• Реалізуйте обробку помилок: Надавайте інформативні повідомлення про помилки, коли оцінка газу не вдається або коли в транзакціях закінчується газ.
• Регулярно оновлюйте свій код: Технологія блокчейну постійно розвивається. Будьте в курсі останніх розробок і відповідно оновлюйте свій код.
• Розгляньте можливість використання запропонованих Metamask комісій за газ: Metamask часто надає розумні пропозиції щодо комісій за газ, отримані з його власних внутрішніх алгоритмів та моніторингу мережі. Використання їх може стати хорошою відправною точкою.
• Навчайте користувачів: Надавайте чіткі та стислі пояснення про газ, ліміти газу та ціни на газ. Допоможіть користувачам зрозуміти, як розраховується вартість транзакцій і як вони можуть оптимізувати свої транзакції.
• Ретельно тестуйте: Тестуйте свою логіку оцінки газу в різних мережах (mainnet, testnets) та з різними типами транзакцій. Використовуйте такі інструменти, як Hardhat та Truffle, для автоматизації тестування.

Фронтенд-бібліотеки та інструменти

Кілька бібліотек та інструментів можуть спростити процес оцінки газу на фронтенді:

• ethers.js: Комплексна JavaScript-бібліотека для взаємодії з Ethereum. Надає прості у використанні функції для оцінки газу, відправки транзакцій та взаємодії зі смарт-контрактами.
• web3.js: Ще одна популярна JavaScript-бібліотека для взаємодії з Ethereum. Пропонує схожий функціонал з ethers.js.
• Hardhat: Середовище розробки для програмного забезпечення Ethereum. Надає інструменти для компіляції, тестування та розгортання смарт-контрактів.
• Truffle: Набір для розробки на Ethereum. Схожий на Hardhat, але з іншим набором функцій та робочих процесів.
• Ganache: Персональний блокчейн для розробки на Ethereum. Дозволяє розробникам швидко та легко налаштувати локальне блокчейн-середовище для тестування та експериментів.
• Blocknative Gas Platform: Сервіс, що надає дані про ціни на газ в реальному часі та можливості симуляції транзакцій.

Майбутнє оцінки газу на фронтенді

Оскільки технологія блокчейну продовжує розвиватися, оцінка газу на фронтенді ставатиме ще важливішою. Майбутні тенденції включають:

• Більш складні алгоритми оцінки: Для більш точного прогнозування витрат газу будуть використовуватися передові методи машинного навчання.
• Інтеграція з рішеннями масштабування другого рівня (Layer-2): Фронтендам потрібно буде оцінювати вартість газу для транзакцій у мережах другого рівня, таких як Optimism, Arbitrum та zkSync.
• Підтримка крос-чейн транзакцій: Фронтендам потрібно буде справлятися зі складнощами оцінки газу для транзакцій, які взаємодіють з кількома блокчейнами.
• Покращені користувацькі інтерфейси: Користувацькі інтерфейси стануть більш інтуїтивними та зручними, що полегшить користувачам розуміння та управління вартістю транзакцій.
• Автоматична оптимізація газу: Фронтенди автоматично оптимізуватимуть використання газу, пропонуючи альтернативні параметри транзакцій або шляхи виконання.

Висновок

Оцінка газу в блокчейні на фронтенді є критично важливим компонентом для створення зручних та ефективних dApps. Розуміючи залучені техніки та виклики, розробники можуть надавати користувачам прозору та прогнозовану інформацію про вартість, підвищуючи відсоток успішних транзакцій та покращуючи загальний користувацький досвід. Оскільки технологія блокчейну продовжує розвиватися, освоєння оцінки газу на фронтенді стане ще більш важливим для успіху в децентралізованому світі. Пам'ятайте, що при впровадженні оцінки газу у ваші dApps завжди слід надавати пріоритет безпеці, прозорості та навчанню користувачів.