EIP-7709: 从存储读取 BLOCKHASH 并更新成本

从 EIP-2935 系统合约存储读取 `BLOCKHASH (0x40)` 操作码，并调整其 gas 成本以反映存储访问。

摘要

更新 BLOCKHASH (0x40) 操作码，使其从系统合约存储中读取并提供服务，并收取额外（冷或热）存储成本。

动机

BLOCKHASH (0x40) 操作码目前假定客户端了解之前的区块，这在 Verkle EIP-6800 中会阻止无状态执行。然而，通过 EIP-2935，可以从其系统合约存储中检索和提供 blockhash，这允许 Verkle 区块包含用于无状态执行的存储访问见证。

规范

BLOCKHASH 操作码语义与之前保持不变。从 fork_block（定义为 fork_block.timestamp >= FORK_TIMESTAMP and fork_block.parent.timestamp < FORK_TIMESTAMP），应该更新 BLOCKHASH 指令以以下列方式解析区块哈希：

def resolve_blockhash(block: Block, state: State, arg: uint64):
  # 注意，在 BLOCKHASH_SERVE_WINDOW 之外，我们继续返回 0
  # 尽管 2935 历史合约能够提供更多的哈希值
  if arg >= block.number or (arg + BLOCKHASH_SERVE_WINDOW) < block.number
    return 0

  # 对 arg % HISTORY_SERVE_WINDOW 执行 sload，包括 gas 费用、
  # 预热效果以及执行访问
  #
  # 请注意，`BLOCKHASH_SERVE_WINDOW` 和用于插槽计算的 2935 环形缓冲区窗口
  # `HISTORY_SERVE_WINDOW` 是不同的
  return state.load_slot(HISTORY_STORAGE_ADDRESS, arg % HISTORY_SERVE_WINDOW)

仅当 arg 在正确的 BLOCKHASH 窗口内时，客户端可以选择

• 直接从状态执行 SLOAD，或者
• 通过其 get 机制（调用者不是 SYSTEM_ADDRESS）对 EIP-2935 合约执行系统调用，或者
• 从内存提供服务，或者按照当前设计（例如，维护所需历史记录的完整客户端）

但是，如果 arg 在正确的 BLOCKHASH 窗口内，则需要按照当前分叉应用 SLOAD 操作的全部语义和后续影响：

• SLOAD gas 成本（冷或热）用于 arg % HISTORY_SERVE_WINDOW 插槽。
• SLOAD 对插槽的后续影响（预热插槽）
• 如果激活了 Verkle（EIP-6800 和 EIP-4762），则将 SLOAD 访问添加到执行见证中

激活

此 EIP 指定过渡到新逻辑，假设 EIP-2935 已被激活：

• 在此 EIP 激活之前足够的时间（>= BLOCKHASH_SERVE_WINDOW），或者
• 对于测试网/开发网，此 EIP 也可以在创世块激活

目前的提案是激活带有 Verkle 的此 EIP，以允许区块的无状态执行。

Gas 成本

如上所述，如果要解析的 arg 在正确的窗口内，则应为插槽 arg % HISTORY_SERVE_WINDOW 应用相应的 SLOAD 费用和访问。 请注意，HISTORY_SERVE_WINDOW 和 BLOCKHASH_SERVE_WINDOW 是不同的。

从系统合约读取

即使客户端选择通过系统调用 EIP-2935 合约来解析 BLOCKHASH，也不会应用系统代码执行的 gas 成本（以及如果 Verkle 激活，则也不会应用代码见证）。 如上所述，仅应用 SLOAD 的效果。

理由

• 更新 gas 成本的原因是为了匹配实际操作，这等效于 SLOAD。
• 不应用 EIP-2935 系统合约执行费用（和访问），以保持 gas 较低，并使选择以其他方式（直接或通过内存/维护的历史记录）解析 BLOCKHASH 的客户端的工作保持简单

请注意，BLOCKHASH 操作码仅提供有限的 BLOCKHASH_SERVE_WINDOW 以实现向后兼容（并且不扩展上述豁免）。 对于更深入的访问，将需要直接调用 EIP-2935 系统合约，这将导致正常的合约执行（以及费用和访问）

向后兼容性

此 EIP 引入了 BLOCKHASH 成本的显着增加，这可能会破坏依赖于先前 gas 成本的用例。 此外，如果 EIP-2935 分叉和此 EIP 的分叉之间经过的时间少于 BLOCKHASH_SERVE_WINDOW，则此 EIP 会引入重大更改（除非 EIP-2935 在创世块中激活，例如在测试网/开发网中），因为 EIP-2935 系统合约将没有保存所需的历史记录。

测试用例

• 如果任何交易都没有调用 BLOCKHASH 或没有 EIP-2935 合约调用，则如果 Verkle 激活，则只有父哈希的 EIP-2935 系统更新才会出现在见证中。
• 如果调用了 BLOCKHASH，则必须对存储槽收取存储访问 gas 费用（如果 Verkle 激活，则必须有相应的访问见证），但前提是 BLOCKHASH 查询是针对最后 BLOCKHASH_SERVE_WINDOW 祖先的。 这与客户端选择如何解析 BLOCKHASH（直接、通过系统合约或通过内存）无关
• 除了每次查找的 SLOAD 成本（如果执行）之外，还应收取每次 BLOCKHASH 操作的 gas 成本
• 如果直接调用 EIP-2935 合约（即不是通过 BLOCKHASH），则按照当前分叉的正常合约执行应用见证和 gas 成本（包括与合约代码相关的成本）。
• 如果在此 EIP 在 EIP-2935 之后正确激活 >= BLOCKHASH_SERVE_WINDOW，则应一致地解析 BLOCKHASH

安全注意事项

截至目前，除了 EIP-2935 中包含的安全注意事项外，没有确定其他安全注意事项。

版权

通过 CC0 放弃版权和相关权利。

Citation

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Vitalik Buterin (@vbuterin), Tomasz Stanczak (@tkstanczak), Guillaume Ballet (@gballet), Gajinder Singh (@g11tech), Tanishq Jasoria (@tanishqjasoria), Ignacio Hagopian (@jsign), Jochem Brouwer (@jochem-brouwer), Gabriel Rocheleau (@gabrocheleau), "EIP-7709: 从存储读取 BLOCKHASH 并更新成本 [DRAFT]," Ethereum Improvement Proposals, no. 7709, May 2024. [Online serial]. Available: https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7709.