MOVE语言首创GAS设计：链上资源消耗如何计量？

GAS计量是许多区块链的基本概念，它定义了执行和存储链上交易所需的计算和存储资源量的抽象计算。GAS计划将链上所有执行所消耗的成本确定，用于计算执行交易期间使用的GAS花费。

流程

为了有效执行，链上流程如下：

1. 定义原则
2. 准备评估框架，确定每个执行的价格
3. 为Move建立GAS计量系统和安全GAS代数
4. 将上游GAS框架导入
5. 使GAS框架具有存储意识
6. 进一步细化GAS计划

原则

定义的原则包括：

1. 操作成本应与网络可用资源直接相关，技术改进后GAS成本应降低
2. GAS由链上治理设置，可无缝配置
3. GAS可防止DoS攻击，可根据网络情况快速调整
4. GAS价格反映加速增长和保持区块链可及性的愿景
5. 鼓励在设计中做出好的选择，如优先考虑安全性、模块化等

计算GAS

用户提交交易时需指定两个数量：

• 最大GAS数量：用户愿意为执行交易花费的最大GAS单位数
• GAS单价：用户愿意支付的每单位GAS价格

执行过程中，交易将被收取：

1. 固定成本
2. 执行成本
3. 读取成本
4. 写入成本

最终交易费用 = 消耗的GAS总量 * GAS单价

如果交易执行中耗尽GAS，发送方将根据最大GAS量收费，所有更改将被恢复。

建立GAS计划表

基本配置

GAS计划包含与单个操作无关的几个组成部分，如交易大小和最大GAS单位。

交易规模

大多数交易规模在KB量级，Move模块发布可达几KB。最初交易规模设为32KB，后根据社区反馈调整为64KB。

非常大规模交易会增加网络带宽成本，可能影响性能。设置在最大规模和可访问性间取得平衡。

最大GAS单位

GAS计划中最大GAS单位定义单笔交易最多可执行的操作量。设置过高可能导致负面性能影响。经验表明，即使最大框架升级也不到最大GAS单位(1,000,000)的90%。

执行

通过基准框架和分析工具评估执行成本，估算Move指令和原生函数相对成本。考虑系统稳健性和安全性，得出最终执行机器指令数量。

存储

每次访问账本状态项或数据时都会向存储设备发出读写。数据访问总数取决于存储设备带宽和IOPS容量。存储GAS计划设计考虑这些成本。

访问和存储状态项产生与验证区块链状态数据结构相关成本。费用计算公式：

存储GAS费 = 项目费 + (字节费 * 字节数)

读、创建和写

状态项访问分为读、创建、写三种类型：

• 读操作最常见，根据磁盘IOPS和带宽容量校准费用
• 创建操作在状态存储中添加新项，成本最高
• 写操作更新现有项，对更新项中的字节收取与创建相同费用

存储相关成本基于每笔交易评估，多次读写同一资源只收取一次费用。

稳定的GAS单位成本

每个操作和交易本身需要相对固定的单位成本。固定GAS单位成本有助于保持GAS计划稳定，与市场价值脱钩。选择约3位数精度表示GAS单位，如转账交易成本约700个GAS单位。

社区参与

作为社区项目，成员可以：

1. 找出GAS计划不合理之处
2. 表达担忧并参与讨论
3. 对相关治理提案投票

GAS成本调整

GAS计划作为链上配置存储，可通过治理提案更改。设计为可扩展，允许升级。随时间推移，GAS参数可根据反馈调整。

复杂更改需更新节点软件，大量采用后通过治理提案批准使用新版本。

未来工作

这是Move首个可行GAS框架，为今后工作铺平道路：

1. 降低执行成本
2. 实现多维GAS计算，允许单独指定执行和存储预算
3. 缓解臃肿状态，探索每个项目TTL概念