CAL:Uniswap V3 路径编码的进一步优化_ethicaljudgement

本文作者：ripwu

源起

前几天群里有讨论UniswapV3中询价的处理，简单翻了下代码，发现与UniswapV2相比，V3变化真的很大～

其中v3-periphery目录下的Path

functionflashArbs(PoolTiercalldatainput)external;

数据编码为

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000020//input.offset0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000004//input.length00000000000000000000000055542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d//input00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001f40000000000000000000000009d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000bb80000000000000000000000006ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002710000000000000000000000000dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002710

AOFEX创新型期权24H交易量2913万USDT:据AOFEX创新型期权交易数据：截至18:00， BTC 1M交割期权成交量652万USDT，多空换手频次18241次，看多/看空买入量比为1.04；5M交割期权成交量1327万USDT，多空换手频次31314次，看多/看空买入比为1.04。

AOFEX数字货币金融衍生品交易所，旨在为用户提供优质服务和资产安全保障。[2020/12/28 15:53:56]

消耗gas为230*490*16=2360

节省gas为280

UniswapV3优化

从上面两个例子可以看到，solidity编码的最大问题在于padding，即32字节对齐，导致引入了非常多无效的空字节

上述例子中gas为2360，而空字节消耗了230*4=920，无效数据占比为~40%

为了进一步优化，考虑到pool和fee都为定长类型，可以直接拼接而不做padding，在实际使用时才做解码

函数原型为

functionflashArbs(bytescalldatainput)external;

AOFEX永续合约：24小时交易量6.7亿USDT 做多人数略占优:AOFEX交易大数据显示，截止今日10:30，永续合约交易量达6.8亿USDT，其中ETH/USDT永续合约交易量为1.69亿张，占比25.2%，现报价382.8USDT。BTC/USDT永续合约交易量为1.64亿张，占比24.5%，现报价11435.1USDT。BTC合约多空持仓人数比为1.12，市场做多人数暂时占优。

AOFEX数字货币金融衍生品交易所，旨在为用户提供优质服务和资产安全保障。[2020/10/14]

数据编码为

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000005c55542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d0001f49d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906000bb86ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648002710dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea00271000000000//padding

TikTok网红Bryce Hall推出比特币播客频道“Capital University”:现年21岁的TikTok网红Bryce Hall宣布与加密行业大咖Anthony ‘Pomp’ Pompliano合作推出比特币播客频道“Capital University”。Bryce Hall表示，比特币是一种“属于自己”的资产类别，更是“互联网版黄金”，值得一探。这位TikTok网红现在短视频分享应用程序YouTube，Instagram和Twitter上拥有大约2500万粉丝，当前净资产超过200万美元。（cointelegraph）[2020/9/30]

消耗gas为66*490*16=1704，无效数据占比降至～15%

这也是UniswapV3的优化方式

优化

实际上，我们继续优化，使得有效载荷为100%

函数原型为

functionflashArbs()external;

数据编码为

55542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d0001f49d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906000bb86ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648002710dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea002710

新协议SushiSwap：利用Uniswap核心设计，新增面向社区功能:推特用户Chef Nomi #SushiSwap宣布推出SushiSwap，该协议利用Uniswap的核心设计，增加了面向社区的功能。要开始提供流动性并获得SUSHI代币，任何持有Uniswap LP代币的人都可以将其质押到相应的池中，并将在区块高度10750000开始赚取代币奖励。每个区块将创建100枚SUSHI，平均分配给每个支持池的质押者。在最初的100000个区块（大约2周），SUSHI的生产数量将是10倍，即每区块生产1000枚，以此激励耕作者和协议采用者。

达到100000区块后，我们将把所有的流动性质押代币转移到SushiSwap合约上，这将涉及获取所有质押在SushiSwap上的Uniswap LP代币，届时将在Uniswap上为各自代币对赎回，并初始化新的流动性池。新池几乎与标准的Uniswap池相同，只增加了一个特性，即任何累积的费用都将通过上述逻辑分配给SUSHI持有者。[2020/8/27]

是不是有点奇怪，函数原型中没有参数，那么参数从哪里获取呢？

实际上，我的方式是抛弃solidity编码，直接使用assembly来解析数据，代码如下

公告 | JUST UNIVERSE即将上线FUBT:据FUBT官方消息， JUST（JUST UNIVERSE）近日在官方推特和电报宣布，根据白名单机制 JUST已与FUBT达成战略合作，其项目代币 JT将在近期上线FUBT交易平台。JT在上线FUBT交易平台之后，还将陆续上线其他平台。据了解，JUST是一个拥有强通缩模型的创新协议跨链生态应用公链、一个拥有一篮子货币计划的跨链金融匿名公链、一个拥有储备金拖底的分布式公链，全网社区用户近50万。FUBT是一站式区块链资产交易服务平台，全球用户总数超百万。[2020/2/26]

bytesmemoryinput;assembly{letcalldata_len:=calldatasize()letinput_len:=sub(calldata_len,4)input:=mload(0x40)mstore(input,input_len)letinput_data:=add(input,0x20)calldatacopy(input_data,4,input_len)letfree:=add(input_data,input_len)letfree_round:=and(add(free,31),not(31))mstore(0x40,free_round。

这里稍微解释下：

首先通过calldatasize得到调用数据的长度，减去functionselector的4字节，得到的input_len即为参数长度

然后通过0x40获得空闲指针，拷贝参数到memory

最后将参数长度按32字节向上取整，修改空闲指针

题外

不要觉得上面的assembly本身消耗了gas，导致优化效果减少

要知道，即使按UniswapV3传bytes参数的方式，也是需要拷贝数据到memory，过程是一样的

如果考究一些，我们甚至可以跳过solidity编译后的某些opcode

比如上面例子中，我并不检查input_len的长度是否大于0，因为我不需要

而solidity编译后的操作码，势必包括种种边界检查

换句话说，这种方式不仅优化了数据gas，还稍微优化了一些opcode

到此为止？

实际上，上面的优化有个小问题，在于memory中消耗了32字节用于保存input的长度，而这个长度，在整个生命周期中是固定的

我选择将它转移到栈上，只是使用时稍微麻烦一些，不像bytes方便～

，即

uintinput;uintinput_len;assembly{letcalldata_len:=calldatasize()input_len:=sub(calldata_len,4)input:=mload(0x40)calldatacopy(input,4,input_len)letfree:=add(input,input_len)letfree_round:=and(add(free,31),not(31))mstore(0x40,free_round。

实测

我用大概100多条套利路径，对UniswapV3编码方式，以及进一步优化方式，分别跑了自动化测试，平均下来一笔交易可以优化2000gas左右

比预期的优化大了很多，具体原因未查

参考资料

ripwu:https://learnblockchain.cn/people/3911

UniswapV3:https://learnblockchain.cn/article/2302

UniswapV2:https://learnblockchain.cn/article/2611

v3-periphery:https://github.com/Uniswap/v3-periphery/tree/main/contracts/libraries

FormalSpecificationoftheEncoding:https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.9/abi-spec.html#mapping-solidity-to-abi-types]

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