EIP-7686: 线性 EVM 内存限制

调整子调用的内存限制和 gas 限制，以便创建一个清晰的线性边界，限制 EVM 执行可以消耗的总内存量

摘要

添加一个硬性内存限制，等于当前上下文的 gas 限制。使子调用的最大 gas 成本取决于当前上下文中使用的内存。这两个规则共同确保具有 N gas 的事务最多可以使用 N 字节的内存。

动机

目前，内存定价规则很复杂：我们有扩展内存的二次成本，以及子调用可以使用的 gas 量的 63/64 规则。这也使得计算处理给定的 EVM 执行所需的最大可能内存量变得非常困难。

本文中的规则简化了这些规则，并添加了一个新的硬性限制：具有 N gas 的 EVM 执行最多需要 N 总字节的内存来处理。这个限制是严格的：N-gas 调用很容易使用 N - O(1) 字节的内存。

规范

将 memory_cost 从：

memory_size_word = (memory_byte_size + 31) / 32
memory_cost = (memory_size_word ** 2) / 512 + (3 * memory_size_word)

改为：

memory_size_word = (memory_byte_size + 31) / 32
memory_cost = 3 * memory_size_word

此外，如果内存扩展将导致 memory_byte_size 严格超过当前调用的初始 gas 限制，则恢复并报错。

在进行任何类型的调用时，将最大 gas 限制从当前的 EIP-150 定义更改为：

def max_call_gas(gas):
    return gas - (gas // 64)

改为：

def max_call_gas(gas, memory_byte_size):
    return gas - max(gas // 64, memory_byte_size)

理由

有了这个 EIP，就有一个简单的 EVM 实现，可以使用 N 字节的 bytearray 作为内存来处理 N-gas 调用：将所有字节分配给当前上下文，当进行子调用时，从 memory_byte_size 位置开始，将剩余的内存用于子调用的内存，以此类推，递归进行。

拥有这个清晰的不变量对于 EVM 实现非常有用，尤其是在受限环境中的 EVM 实现（例如 ZK-SNARK 证明器）。

保留每个字 3 gas 的内存扩展成本，因为它等同于 MCOPY，因此在子调用结束时清除内存的操作（在常规机器中很便宜，但在 ZK-SNARK 和其他不寻常的上下文中更昂贵）可以使用与实现 MCOPY 操作码本身相同的逻辑来实现。

保持 63/64 规则是为了维持当前大约 1 + log((gaslimit + 6300) / 6400) / log(64/63) = 537 的实际调用堆栈深度限制。

向后兼容性

如果 EVM 代码访问内存中的高索引，但以低 gas 限制调用，那么理论上，今天可以工作的 EVM 代码可能会在这个新的 EIP 下无法工作。然而，几乎所有的 EVM 执行消耗的代码都远远超过它使用的内存字节数。例如，为了使调用导致哪怕是单个状态变化，它必须至少有 5000 gas。这将允许它使用 5000 字节的内存，这大于几乎所有应用程序使用的内存。更复杂的应用程序将具有更高的限制。

安全考虑

没有提出安全问题。

版权

通过 CC0 放弃版权和相关权利。

Citation

Please cite this document as:

Vitalik Buterin (@vbuterin), "EIP-7686: 线性 EVM 内存限制 [DRAFT]," Ethereum Improvement Proposals, no. 7686, April 2024. [Online serial]. Available: https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7686.