В предыдущей статье мы разобрались, как передавать аргументы функции на примере простых типов.  Давайте теперь напишем смарт-контракт, который хранит и устанавливает балансы.

Предыдущая статья.

Контракт на Solidity

Если бы мы писали контракт на Solidity, то он выглядел бы так:

Мы уже знаем как работает селектор методов (см. вторую статью), а значит можем добавить в выбор новые методы. Мы также умеем читать и писать данные в маппинг. А в предыдущей статье научились передавать аргументы.

Метод записи баланса на ассемблере

1. Прочитать размер из msg.data
   
   Assembly (x86)

   CALLDATASIZE

   1	CALLDATASIZE

2. Вычислить размер аргументов. А это у нас размер msg.data минус 4 байта (идентификатор функции).
   msg.data выглядит примерно так:

   4 байта — идентификатор метода

   32 байта — адрес

   32 байта — баланс

   Assembly (x86)

   PUSH1 0x04 SWAP1 SUB

   1 2 3

   PUSH1 0x04 SWAP1 SUB

   Теперь в стэке размер всех аргументов.

3. Проверить, что размер аргументов равен 0x40. У нас два аргумента по 32 байта: адрес и сам баланс.
   Assembly (x86)

   PUSH1 0x40 EQ ISZERO PUSH1 revert JMPI

   1 2 3 4 5

   PUSH1 0x40 EQ ISZERO PUSH1 revert JMPI

   Если размер аргументов не равен 0x40, то мы прыгаем на revert. Это условное обозначение метки, мы пропишем в конце ее код.

4. Загрузить в стэк первый аргумент — адрес
   Assembly (x86)

   PUSH1 0x04 CALLDATALOAD

   1 2	PUSH1 0x04 CALLDATALOAD

5. Вычислить адрес в маппинге (см.статью 4 — хранения маппинга). Для этого грузим в память по адресу 0x0 адрес маркера маппинга. У нас будет 0x0. И грузим также сам адрес. Все это для вычисления хэша. Помним, что в стэке у нас уже есть адрес. После загрузки данных в область памяти для работы с хэшами, вызываем KECCAK256 для вычисления хэша. И стэке у нас окажется хэш — т.е. адрес по которому мы будем писать значение маппинга.
   Assembly (x86)

   PUSH0 MSTORE PUSH0 PUSH1 0x20 MSTORE PUSH1 0x40 PUSH0 KECCAK256

   1 2 3 4 5 6 7 8

   PUSH0 MSTORE PUSH0 PUSH1 0x20 MSTORE PUSH1 0x40 PUSH0 KECCAK256

6. Загрузить в память баланс. Мы вычислили адрес, по которому записывать значение. Сейчас этот адрес в стэке. Теперь нам нужно загрузить в стэке само значение из msg.data, чтобы потом записать его в storage. Помним, что наше значение — баланс — это второй аргумент. А значит он будет в msg.data по смещению: (идентификатор функции) 0x04  + (адрес)  0x20 = 0x24.
   Assembly (x86)

   PUSH1 0x24 CALLDATALOAD

   1 2	PUSH1 0x24 CALLDATALOAD

7. Записать в маппинг баланс по вычисленному адресу. На текущий момент в стэке у нас находятся
   

   Второй аргумент — значение баланса

   Адрес, куда записывать значение  в storage для маппинга

   …

   Остается только записать в storage наш баланс.

   Assembly (x86)

   SWAP1 SSTORE

   1 2	SWAP1 SSTORE

8. Теперь можем выходить из контракта.
   Assembly (x86)

   PUSH0 DUP1 RETURN

   1 2 3

   PUSH0 DUP1 RETURN

9. Теперь добавим код выхода из программы, если у нас не верное кол-во аргументов:
   Assembly (x86)

   revert: JUMPDEST PUSH0 DUP1 REVERT

   1 2 3 4 5

   revert: JUMPDEST PUSH0 DUP1 REVERT

Все, с методом записи мы разобрались.

Метод чтения баланса

Метод чтения баланса будет писать проще, потому что какие-то куски будут аналогичными как и в записи. Например — проверка размера аргумента. Или вычисление адреса для чтения из мэппинга. Итак, наш алгоритм:

1. Читаем размер msg.data
   
   Assembly (x86)

   CALLDATASIZE

   1	CALLDATASIZE

2. Вычисляем размер аргументов в msg.data. А это у нас размер msg.data минус 4 байта (идентификатор функции).
   msg.data выглядит примерно так:

   4 байта — идентификатор метода

   32 байта — адрес

   Assembly (x86)

   PUSH1 0x04 SWAP1 SUB

   1 2 3

   PUSH1 0x04 SWAP1 SUB

   Теперь в стэке размер всех аргументов.

3. Проверим, что размер аргументов равен 0x20 — у нас один аргумент — адрес. И его размер всегда равен 0x20.
   Assembly (x86)

   PUSH1 0x20 EQ ISZERO PUSH1 revert JMPI

   1 2 3 4 5

   PUSH1 0x20 EQ ISZERO PUSH1 revert JMPI

   Когда мы писали метод записи, то уже написали код в котором происходит revert. Поэтому дублировать нет смысла.

4. Теперь загрузим наш аргумент в стэк
   Assembly (x86)

   PUSH1 0x04 CALLDATALOAD

   1 2	PUSH1 0x04 CALLDATALOAD

5. Вычисляем адрес, откуда будем читать. Комментировать не буду — код аналогичен, тому который мы написали в методе записи.
   Assembly (x86)

   PUSH0 MSTORE PUSH0 PUSH1 0x20 MSTORE PUSH1 0x40 PUSH0 KECCAK256

   1 2 3 4 5 6 7 8

   PUSH0 MSTORE PUSH0 PUSH1 0x20 MSTORE PUSH1 0x40 PUSH0 KECCAK256

6. Загружаем значение из storage в стэк
   Assembly (x86)

   SLOAD

   1

   SLOAD

   Теперь в стэке у нас значение баланса.

7. Давайте теперь запишем в память наш баланс. Помним, что записывать нужно в свободную память. А указатель свободной памяти находится по адресу 0x40. Поэтому сначала чтаем указатель свободной памяти, дублируем его в стэке (потребуется когда будем возвращать данные RETURN’ом), а затем пишем в память наш баланс.
   Assembly (x86)

   PUSH1 0x40 MLOAD DUP1 SWAP2 SWAP1 MSTORE

   1 2 3 4 5 6

   PUSH1 0x40 MLOAD DUP1 SWAP2 SWAP1 MSTORE

   Посмотрите внимательно на махинации со стэком, которые мы делаем дабы сохранить в стэке указатель на свободную память. Тут три команды: DUP1, SWAP2, SWAP1. Как упражнение вы можете сравнить этот способ каким-нибудь другим. Например, возможно просто прочитать указатель на свободную память в две команды будет дешевле по газу?

8. Теперь можно выходить. На стэке у нас указатель свободной памяти. Осталось указать размер возвращаемых данных и выйти.
   Assembly (x86)

   PUSH1 0x20 SWAP1 RETURN

   1 2 3

   PUSH1 0x20 SWAP1 RETURN

Добавляем селекторы функций:

Из чего состоит селектор функций и для чего он нужен, мы уже знаем из второй статьи. Давайте возьмем типовой код и расширим его нашими двумя функциями. Типовой код селектора:

У нас две функции. Давайте вычислим их 4-байтовые идентификаторы c помощью этого сервиса. Т.е. вводим туда сигнатуры функции и забираем старшие 4 байта.

• getBalance(address) => f8b2cb4f3943230388faeee074f1503714bff212640051caba01411868d14ae3 => 0xf8b2cb4f
• setBalance(address,uint256) => e30443bc9bb3ffdc38bfb7be2087b5bd3bbaa5e972b5c0838e3741b6f1d20592 => 0xe30443bc

Мы можем заметить, что для вычисления идентификатора была использована сигнатура метода setBalance(address,uint256) . uint — это есть краткое название uint256. Компилятор при вызове будет использовать именно uint256.

А теперь заполним типовой код селектора в соответствие с нашими идентификаторами:

Обратите внимание, что мы убрали DUP1 во втором блоке сравнения. Из второй статьи мы помним, что эта инструкция дублирует идентификатор функции из msg.size, чтобы он остался к следующему блоку сравнения. Компилятор создает код в лоб. Мы же ручками можем убрать эту инструкцию в последнем блоке сравнения, ибо она тут бессмысленна.

Собираем код контракта

Теперь у нас есть и типовые конструкции: конструктор, инициализация указателя на свободную память, проверка на наличие четырехбайтовго указателя.

И есть не типовые конструкции: блок функции записи, блок функции чтения, блоки селектора функций.

Выходит, теперь мы можем собрать наш код. Давайте сделаем это.

Проверка работоспособности

Мы написали много интересного кода, а теперь осталось только проверить. Давайте напишем тестовый проект на hardhat:

1. Создаем папку проекта и переходим в нее
2. Устанавливаем hardhat: npm install —save-dev hardhat
3. Инициализируем проект: npx hardhat init
   Выбираем typescript project
4. В папке contracts создаем файл с нашим контрактом  BlockwitBalancesContract.sol:
   
   TypeScript

   // SPDX-License-Identifier: GPL-3.0 pragma solidity ^0.8.25; contract BlockwitBalancesContract { mapping(address => uint) public balances; function getBalance(address account) view public returns( uint) { return balances[account]; } function setBalance(address account, uint amount) public { balances[account] = amount; } }

   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

   // SPDX-License-Identifier: GPL-3.0   pragma solidity ^0.8.25;   contract BlockwitBalancesContract {       mapping(address => uint) public balances;       function getBalance(address account) view public returns( uint) {         return balances[account];         }       function setBalance(address account, uint amount) public {         balances[account] = amount;     }   }

5. В папке test создаем файлик с нашими тестами BlockwitBalancesContract.ts:
   
   TypeScript

   import {loadFixture,} from "@nomicfoundation/hardhat-toolbox/network-helpers"; import {expect} from "chai"; import hre from "hardhat"; describe("BlockwitBalancesContract", function () { async function deploy() { const [owner, otherAccount] = await hre.ethers.getSigners(); const BlockwitBalancesContract = await hre.ethers.getContractFactory("BlockwitBalancesContract"); const blockwitBalancesContract = await BlockwitBalancesContract.deploy(); return {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount}; } describe("SmokyTests", function () { it("Write and read balance", async function () { const {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount} = await loadFixture(deploy); const balance = 777; await blockwitBalancesContract.setBalance(otherAccount, balance); expect(await blockwitBalancesContract.getBalance(otherAccount)).to.equal(balance); }); }); });

   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

   import {loadFixture,} from "@nomicfoundation/hardhat-toolbox/network-helpers"; import {expect} from "chai"; import hre from "hardhat";   describe("BlockwitBalancesContract", function () {       async function deploy() {         const [owner, otherAccount] = await hre.ethers.getSigners();           const BlockwitBalancesContract = await hre.ethers.getContractFactory("BlockwitBalancesContract");         const blockwitBalancesContract = await BlockwitBalancesContract.deploy();           return {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount};     }       describe("SmokyTests", function () {         it("Write and read balance", async function () {             const {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount} = await loadFixture(deploy);               const balance = 777;               await blockwitBalancesContract.setBalance(otherAccount, balance);             expect(await blockwitBalancesContract.getBalance(otherAccount)).to.equal(balance);         });     });   });

   
   Это тест оригинального контракта.
6. В папке test создадим файлик с тестами не оптимизированного байткода BlockwitBalancesContractBytecodeNotOptimized.sol:
   
   TypeScript

   import {loadFixture,} from "@nomicfoundation/hardhat-toolbox/network-helpers"; import {expect} from "chai"; import hre from "hardhat"; describe("BlockwitEmptyContractBytecodeNotOptimized", function () { async function deploy() { const [owner, otherAccount] = await hre.ethers.getSigners(); const bytecode = "0x" + // constructor // - pointer to empty memory initialization "6080604052" + // - checks whether sent ether "348015600e575f80fd" + // - copy code to memory and return "5b506102b58061001c5f395ff3fe" + // smart-contract // - pointer to empty memory initialization "6080604052" + // - checks whether sent ether "34801561000f575f80fd" + // - checks whether it 4-bytes function identifier call or not "5b506004361061003f57" + // - methods selector // -- load 4-bytes identifier from msg.data "5f3560e01c" + // is balances(address) ? "8063" + "27e235e3" + "146100" + "43" + "57" + // is setBalance(address,uint256) ? "8063" + "e30443bc" + "146100" + "73" + "57" + // is getBalance(address) ? "8063" + "f8b2cb4f" + "146100" + "8f" + "57" + // - revert in case of eth sent or 4-bytes function selector not found "5b5f80fd" + // - functions code "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" + // metadata "a2646970667358221220" + "7b810610924a3e37878cfb5808a2dbf281ce1da8327dd4a672b13ccdfae4ab0f" + "64736f6c6343" + // - major version "0008" + // - minor version "19" + "0033"; console.log(bytecode); console.log("Bytecode size: " + bytecode.length/2); const txReceipt = await owner.sendTransaction({data: bytecode}) const txResult = await txReceipt.wait(); if (txResult?.contractAddress == null) throw "Returned empty address"; console.log("Gas used: " + txResult.gasUsed); const contractAddress = txResult.contractAddress; const BlockwitBalancesContract = await hre.ethers.getContractFactory("BlockwitBalancesContract"); const blockwitBalancesContract = await BlockwitBalancesContract.attach(contractAddress); return {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount}; } describe("SmokyTests", function () { it("Write and read balance", async function () { const {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount} = await loadFixture(deploy); const balance = 777; await blockwitBalancesContract.setBalance(otherAccount, balance); expect(await blockwitBalancesContract.getBalance(otherAccount)).to.equal(balance); }); }); });

   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

   import {loadFixture,} from "@nomicfoundation/hardhat-toolbox/network-helpers"; import {expect} from "chai"; import hre from "hardhat";   describe("BlockwitEmptyContractBytecodeNotOptimized", function () {       async function deploy() {         const [owner, otherAccount] = await hre.ethers.getSigners();           const bytecode = "0x" +             // constructor             // - pointer to empty memory initialization             "6080604052" +             // - checks whether sent ether             "348015600e575f80fd" +             // - copy code to memory and return             "5b506102b58061001c5f395ff3fe" +               // smart-contract             // - pointer to empty memory initialization             "6080604052" +             // - checks whether sent ether             "34801561000f575f80fd" +             // - checks whether it 4-bytes function identifier call or not             "5b506004361061003f57" +             // - methods selector             // -- load 4-bytes identifier from msg.data             "5f3560e01c" +             // is balances(address) ?             "8063" + "27e235e3" + "146100" + "43" + "57" +             // is setBalance(address,uint256) ?             "8063" + "e30443bc" + "146100" + "73" + "57" +             // is getBalance(address) ?             "8063" + "f8b2cb4f" + "146100" + "8f" + "57" +             // - revert in case of eth sent or 4-bytes function selector not found             "5b5f80fd" +             // - functions code             "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" +               // metadata             "a2646970667358221220" +             "7b810610924a3e37878cfb5808a2dbf281ce1da8327dd4a672b13ccdfae4ab0f" +             "64736f6c6343" +             // - major version             "0008" +             // - minor version             "19" +             "0033";           console.log(bytecode);         console.log("Bytecode size: " + bytecode.length/2);           const txReceipt = await owner.sendTransaction({data: bytecode})         const txResult = await txReceipt.wait();           if (txResult?.contractAddress == null)             throw "Returned empty address";           console.log("Gas used: " + txResult.gasUsed);           const contractAddress = txResult.contractAddress;           const BlockwitBalancesContract = await hre.ethers.getContractFactory("BlockwitBalancesContract");         const blockwitBalancesContract = await BlockwitBalancesContract.attach(contractAddress);           return {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount};     }       describe("SmokyTests", function () {         it("Write and read balance", async function () {             const {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount} = await loadFixture(deploy);               const balance = 777;               await blockwitBalancesContract.setBalance(otherAccount, balance);             expect(await blockwitBalancesContract.getBalance(otherAccount)).to.equal(balance);         });     });   });

7. В папке test создадим файлик с тестами оптимизированного байткода BlockwitBalancesContractBytecodeOptimized.sol:
   
   TypeScript

   import {loadFixture,} from "@nomicfoundation/hardhat-toolbox/network-helpers"; import {expect} from "chai"; import hre from "hardhat"; describe("BlockwitEmptyContractBytecodeOptimized", function () { async function deploy() { const [owner, otherAccount] = await hre.ethers.getSigners(); const bytecode = "0x" + // constructor // - pointer to empty memory initialization "6080604052" + // - checks whether sent ether "348015600e575f80fd" + // - copy code to memory and return "5B50607b80601a5f395ff3fe" + // smart-contract // - pointer to empty memory initialization "6080604052" + // - checks whether sent ether "348015600e575f80fd" + // - checks whether it 4-bytes function identifier call or not "5b5060043610602f57" + // - methods selector // -- load 4-bytes identifier from msg.data "5f3560e01c" + // is getBalance(address) ? "8063" + "f8b2cb4f" + "1460" + "55" + "57" + // is setBalance(address,uint256) ? "63" + "e30443bc" + "1460" + "33" + "57" + // - revert in case of eth sent or 4-bytes function selector not found "5b5f80fd" + // - functions code // -- setBalance // --- read arguments size "5b3660049003" + // --- check size equals 0x40 "60" + "40" + "141560" + "2f" + "57" + // --- read first argument from msg.data to stack "600435" + // --- calculate in where in storage write argument "5f525f60205260405f20" + // --- read balance from msg.data to stack "602435" + // --- write balance to calculated address in storage "9055" + // --- return "5f80f3" + // -- getBalance // --- read arguments size "5b3660049003" + // --- check size equals 0x20 "60" + "20" + "141560" + "2f" + "57" + // --- read first argument from msg.data to stack "600435" + // --- calculate from where in storage going to read balance "5f525f60205260405f20" + // --- read balance from storage to stack "54" + // --- write balance from stack to memory "60405180919052" + // --- return with balance from memory "602090f3"; /* // metadata "a2646970667358221220" + "7b810610924a3e37878cfb5808a2dbf281ce1da8327dd4a672b13ccdfae4ab0f" + "64736f6c6343" + // - major version "0008" + // - minor version "19" + "0033"; */ console.log(bytecode); console.log("Bytecode size: " + bytecode.length/2); const txReceipt = await owner.sendTransaction({data: bytecode}) const txResult = await txReceipt.wait(); if (txResult?.contractAddress == null) throw "Returned empty address"; console.log("Gas used: " + txResult.gasUsed); const contractAddress = txResult.contractAddress; const BlockwitBalancesContract = await hre.ethers.getContractFactory("BlockwitBalancesContract"); const blockwitBalancesContract = await BlockwitBalancesContract.attach(contractAddress); return {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount}; } describe("SmokyTests", function () { it("Write and read balance", async function () { const {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount} = await loadFixture(deploy); const balance = 777; await blockwitBalancesContract.setBalance(otherAccount, balance); expect(await blockwitBalancesContract.getBalance(otherAccount)).to.equal(balance); }); }); });

   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112

   import {loadFixture,} from "@nomicfoundation/hardhat-toolbox/network-helpers"; import {expect} from "chai"; import hre from "hardhat";   describe("BlockwitEmptyContractBytecodeOptimized", function () {       async function deploy() {         const [owner, otherAccount] = await hre.ethers.getSigners();           const bytecode = "0x" +             // constructor             // - pointer to empty memory initialization             "6080604052" +             // - checks whether sent ether             "348015600e575f80fd" +             // - copy code to memory and return             "5B50607b80601a5f395ff3fe" +               // smart-contract             // - pointer to empty memory initialization             "6080604052" +             // - checks whether sent ether              "348015600e575f80fd" +             // - checks whether it 4-bytes function identifier call or not             "5b5060043610602f57" +             // - methods selector             // -- load 4-bytes identifier from msg.data             "5f3560e01c" +               // is getBalance(address) ?             "8063" + "f8b2cb4f" + "1460" + "55" + "57" +             // is setBalance(address,uint256) ?             "63" + "e30443bc" + "1460" + "33" + "57" +             // - revert in case of eth sent or 4-bytes function selector not found             "5b5f80fd" +               // - functions code             // -- setBalance             // --- read arguments size             "5b3660049003" +             // --- check size equals 0x40             "60" + "40" + "141560" + "2f" + "57" +             // --- read first argument from msg.data to stack             "600435" +             // --- calculate in where in storage write argument             "5f525f60205260405f20" +             // --- read balance from msg.data to stack             "602435" +             // --- write balance to calculated address in storage             "9055" +             // --- return             "5f80f3" +             // -- getBalance             // --- read arguments size             "5b3660049003" +             // --- check size equals 0x20             "60" + "20" + "141560" + "2f" + "57" +             // --- read first argument from msg.data to stack             "600435" +             // --- calculate from where in storage going to read balance             "5f525f60205260405f20" +             // --- read balance from storage to stack             "54" +             // --- write balance from stack to memory             "60405180919052" +             // --- return with balance from memory             "602090f3";                 /*                           // metadata                         "a2646970667358221220" +                         "7b810610924a3e37878cfb5808a2dbf281ce1da8327dd4a672b13ccdfae4ab0f" +                         "64736f6c6343" +                         // - major version                         "0008" +                         // - minor version                         "19" +                         "0033";             */         console.log(bytecode);         console.log("Bytecode size: " + bytecode.length/2);           const txReceipt = await owner.sendTransaction({data: bytecode})         const txResult = await txReceipt.wait();           if (txResult?.contractAddress == null)             throw "Returned empty address";           console.log("Gas used: " + txResult.gasUsed);           const contractAddress = txResult.contractAddress;           const BlockwitBalancesContract = await hre.ethers.getContractFactory("BlockwitBalancesContract");         const blockwitBalancesContract = await BlockwitBalancesContract.attach(contractAddress);           return {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount};     }       describe("SmokyTests", function () {         it("Write and read balance", async function () {             const {blockwitBalancesContract, owner, otherAccount} = await loadFixture(deploy);               const balance = 777;               await blockwitBalancesContract.setBalance(otherAccount, balance);             expect(await blockwitBalancesContract.getBalance(otherAccount)).to.equal(balance);         });     });   });

8. Запускаем: npx hardhat test и должны получить успех. А один из тестов выведет байткод оптимизированного и не оптимизированного смарт-контрактов. А также размеры и стоимость по газу.
   

Готовы репозиторий можно склонировать отсюда — https://github.com/BlockWit/blockwit-balance-contract-field-optimization.

Резюме

Отлично! Мы написали свой первый полезный контракт на ассемблере. Давайте посмотрим газ и размер до и после:

	Размер	Газ
До оптимизации	722	203135
После оптимизации	150	80067

Выигрыш по размеру — почти в 5 раз. Выигрыш по газу — в 2 раза. На самом деле, это не очень объективные метрики. Дело в том, что в большинстве случаев контракты загружается один раз. Примеры постоянно создающихся контрактов — это пулы ликвидности.

Чаще всего  у контрактов используются методы. А значит и оптимизации разумно выполнять с оглядкой на то, какие методы будут использоваться наиболее часто.

Возьмем, к примеру, контракт популярной монеты. Такой как USDT. Контракт загружен единожды. А перемещения балансов могут достигать тысячи транзакций в день. Тем не менее, существенной оптимизации таких методов достичь крайне сложно, а иногда практически невозможно. Почему? Если вы посмотрите на описание стоимости выполнения инструкций, то большинство инструкций сами по себе стоят дешево ~3 единицы газа. А вот инструкции работы с storage стоят в сотни и даже тысячи раз больше:

SSTORE	20 000 за единицу информации (зависит от ситуации)
SLOAD	800 за единицу информации (зависит от ситуации)

Т.е. оптимизации самого кода вносят крайне малый вклад, если вы используете инструкции работы  со storage. А изменение состояния блокчейна — это и есть работа с инструкциями storage. Т.е. любой метод, который тарифицируется, использует инструкции работы со storage. Поэтому, существенной оптимизации можно достичь, оптимизируя логику работу со storage данными! 

Давайте приведем более объективные метрики — вызов метода setBalance:

	До оптимизации	После оптимизации
Первый вызов для одного адреса	44 806	43 913
Второй вызов для одного адреса	27 306	26 813

Как видите, наши оптимизации дают экономию всего-лишь ~1%.

Но напомню, наша конечная цель не оптимизировать контракт по максимум, а изучить работу смарт-контрактов на уровне виртуально машины.

Наш контракт может хранить балансы и записывать балансы. Однако, запись балансов никак не защищена. Т.е. любой пользователь может менять балансы. В следующей статье мы этим и займемся.

Предыдущая статья.