ethereum-development

Ethereum 開発スキル

EVM の内部構造、ガス最適化、トランザクションの仕組み、クライアントとのやり取りなど、Ethereum 開発を習得します。

クイックスタート

# Invoke this skill for Ethereum development
Skill("ethereum-development", topic="gas", network="mainnet")

対象トピック

1. EVM（Ethereum Virtual Machine）

実行環境について理解します。

• スタックマシン：256 ビットワード、深さ 1024
• メモリ：線形バイト配列、拡張コスト
• ストレージ：永続的なキーと値のペア、32 バイトのスロット
• オペコード：コスト、効果、ガス消費量

2. ガス最適化

トランザクションのコストを削減します。

• ストレージのパッキング：複数の値を 1 つのスロットに格納
• Calldata と Memory の使い分け：効率的に選択
• ループの最適化：ストレージの読み取りをキャッシュ
• カスタムエラー：リバート時のガスを節約

3. トランザクションの仕組み

トランザクションのライフサイクルを習得します。

• タイプ：Legacy（0）、Access List（1）、EIP-1559（2）
• 手数料の見積もり：ベース手数料、優先手数料、最大手数料
• ナンスの管理：順次処理
• レシート：ステータス、ログ、使用ガス量

4. クライアントとのやり取り

Ethereum ノードを操作します。

• RPC メソッド：eth_、debug_、trace_
• 状態の照会：ストレージスロット、コード、残高
• イベントのサブスクリプション：ログ、トピックのフィルタリング

コード例

ガス効率の高いストレージ

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.24;

contract Optimized {
    // Pack into single slot (32 bytes)
    struct User {
        uint128 balance;    // 16 bytes
        uint64 lastUpdate;  // 8 bytes
        uint32 nonce;       // 4 bytes
        bool active;        // 1 byte
        // 3 bytes padding
    }

    mapping(address => User) public users;
}

ストレージスロットの読み取り

import { createPublicClient, http, keccak256, encodePacked, pad } from 'viem';
import { mainnet } from 'viem/chains';

const client = createPublicClient({ chain: mainnet, transport: http() });

// Read mapping value: balances[address]
async function getBalance(contract: `0x${string}`, user: `0x${string}`) {
  const slot = keccak256(encodePacked(['address', 'uint256'], [user, 0n]));
  return await client.getStorageAt({ address: contract, slot });
}

EIP-1559 トランザクション

import { createWalletClient, http, parseEther } from 'viem';

const client = createWalletClient({ transport: http() });

const hash = await client.sendTransaction({
  to: '0x...',
  value: parseEther('0.1'),
  type: 'eip1559',
  maxFeePerGas: parseGwei('30'),
  maxPriorityFeePerGas: parseGwei('2'),
});

ガス最適化の早見表

手法	削減量	例
ストレージのパッキング	約20k/スロット	1 つのスロットに uint128 + uint128
Calldata と memory の使い分け	約3/バイト	読み取り専用には calldata を使用
チェックなしの演算	約80/演算	unchecked { i++; }
カスタムエラー	約200以上	error Unauthorized()
短絡評価	変動	先に低コストのチェックを実行

よくある落とし穴

落とし穴	問題	解決策
ループ内でのストレージアクセス	読み取りコストが高い	先にメモリへキャッシュ
文字列のストレージ保存	複数のスロットを使用	可能な場合は bytes32 を使用
ゼロ値のストレージ保存	全額返金がなくなる	SSTORE の返金に頼らない

トラブルシューティング

"Transaction underpriced"

# Check current gas prices
cast gas-price --rpc-url $RPC
cast basefee --rpc-url $RPC

maxFeePerGas を現在のベース手数料の少なくとも 2 倍に設定してください。

"Out of gas"

# Trace transaction to find issue
cast run --trace $TX_HASH --rpc-url $RPC

"Nonce too low"

# Get current nonce
cast nonce $ADDRESS --rpc-url $RPC

CLI コマンド

# Foundry essentials
forge build --sizes          # Contract sizes
forge test --gas-report      # Gas consumption
forge snapshot               # Gas snapshots
cast storage $ADDR $SLOT     # Read storage
cast call $ADDR "fn()"       # Simulate call

テストテンプレート

contract GasTest is Test {
    function test_GasOptimization() public {
        uint256 gasBefore = gasleft();
        target.optimizedFunction();
        uint256 gasUsed = gasBefore - gasleft();

        assertLt(gasUsed, 50000, "Too much gas used");
    }
}

相互参照

• Bonded Agent：02-ethereum-development
• 関連スキル：solidity-development、web3-frontend

バージョン履歴

バージョン	日付	変更内容
2.0.0	2025-01	viem とガス最適化に対応した本番品質のリリース
1.0.0	2024-12	初回リリース