EVM & Yul 编程课程 #3 - 操作码和预编译

视频 AI 总结： 本视频是 EVM 计划课程的第三集，主要讲解了 EVM（以太坊虚拟机）中的 Opcodes 和 Precompiles，它们是 EVM 交易的核心。视频首先解释了 Bytes 的概念，以及数字的不同表达方式（二进制、八进制、十六进制），以及大小端序。然后深入讲解了 Opcodes 的类型，包括停止、数学运算、环境信息、储存/记忆操作、Logs/Events 和系统操作，以及 Precompiles 的作用和一些常用的 Precompiles 合约。 关键信息： * Bytes 的不同表达方式：二进制（0b）、八进制、十进制、十六进制（0x）。 * 大小端序：小端序和大端序在书写 Bytes 方式上的不同。 * EVM 支持的唯一类型是 32 Bytes。 * Opcodes 是 EVM 的低级指令，用于构建智能合约。 * Opcodes 的分类：停止、数学运算、环境信息、储存/记忆操作、Logs/Events、系统操作。 * Precompiles 是预先编译好的智能合约，用于执行数据上昂贵的行动，提高效率。 * 常用的 Precompiles 合约：ecrecover, sha256, ripemd160, identity, modexp, ecadd, ecmul, ecpairing, blake2f。 * Logs 和 Events 实际上是同一个东西，在 Solidity 中叫 Event，在底层叫 Log。 * Delegatecall 需要一个少于 call 的 gas，因为它并不需要密码价值。 * Staticcall 就像一般的 call，但是它不允许任何储存改变。

EVM & Yul 编程课程 #4 - 处理字节

视频 AI 总结： 本视频深入讲解了以太坊虚拟机（EVM）中的字节操作，这是理解EVM底层运作的关键。视频详细介绍了位运算（AND、OR、XOR、NOT）和移位操作（左移、右移），以及比较运算和算术运算在EVM中的应用。通过二进制表示，视频解释了这些操作如何修改字节，并展示了如何在EVM中实现数据转换、掩码操作、以及如何处理有符号数。此外，还介绍了字节掩码在数据转换中的应用，以及如何使用位运算来提取和操作数据。 关键信息： * EVM 基于字节操作，理解字节操作是理解 EVM 的基础。 * 介绍了位运算（AND、OR、XOR、NOT）和移位操作（左移、右移）的原理和应用。 * 比较运算（小于、大于、等于）和算术运算（加法、乘法、除法、取模）在 EVM 中的使用。 * 展示了如何使用字节掩码进行数据转换和提取。 * 解释了有符号数的处理方式，以及有符号移位操作。 * 介绍了数据拼接、切片、长度计算、类型转换、数据打包/解包和哈希运算等高级字节操作。 * 通过实例演示了如何在 EVM 中实现结构体存储和数据转换。

EVM & Yul 编程课程 #5 - 与智能合约交互。

视频 AI 总结： 本视频主要讲解了以太坊虚拟机（EVM）如何与智能合约交互，以及如何使用交易来改变 EVM 的状态。核心内容包括通过 JSON RPC 与 EVM 交互，交易是改变区块链状态的唯一方式，以及不同类型的交易，如创建合约和调用合约。此外，视频还详细解释了合约创建过程中的 ByteCode 和 RuntimeByteCode 的区别，以及四种合约调用方式（Call, Delegate Call, Call Code, Static Call）的特性和适用场景。 关键信息： * EVM 通过 JSON RPC 与外部世界交互。 * 只有交易才能改变区块链的状态。 * 创建合约涉及 ByteCode 和 RuntimeByteCode，前者用于初始化，后者是实际运行的代码。 * 四种合约调用方式： * Call：标准的合约调用，会转移 gas 和 value。 * Delegate Call：被调用合约的代码在调用合约的上下文中执行，不转移 value。 * Call Code：已弃用，不应使用。 * Static Call：只读调用，不能修改状态。

Yul编程 #2 - Yul基础

视频 AI 总结： 本视频介绍了Yule语言的基础知识，包括变量声明、数据类型、运算符、条件语句（if）、循环语句（for）以及switch语句的使用。Yule 嵌入在 Solidity 的 assembly 块中，但它不是纯粹的汇编语言。视频通过Remix演示了Yule的实际应用，展示了如何在Yule中进行变量定义、算术运算、条件判断和循环操作，并强调了Yule与Solidity在语法和类型处理上的差异。 关键信息： 1. Yule 变量声明使用 `let` 关键字，赋值使用 `:=` 符号，且没有分号。 2. Yule 只有一种数据类型：word (uint256)，但可以引用外部定义的其他类型变量。 3. Yule 函数名通常与 EVM 操作码相同，但操作可以链式调用，从右向左执行。 4. Yule 的 `if` 语句只接受一个条件，非零值视为真，只有零视为假。 5. Yule 的 `switch` 语句在匹配到一个 case 后，不会继续执行其他 case。 6. Yule 只有 `for` 循环，其初始化、条件和迭代部分使用不同的语法结构。

EVM & Yul 编程课程 - geth 节点实现第一部分

视频 AI 总结： 该视频是 EVM 编程课程的附加内容，深入讲解了 GoEthereum 中 EVM 的实现原理。视频首先简要介绍了 Go 语言的特性，包括结构体、接口、模块、错误处理、元数据、泛型和延迟函数等，这些特性对于理解 GoEthereum 的代码至关重要。然后，视频详细分析了 GoEthereum 中交易处理的流程，从接收共识层的区块提议到状态更新，重点讲解了 apply transaction 函数，包括 pre-check、购买 gas、计算 intrinsic gas、执行 EVM 代码以及 gas 退款等关键步骤。 视频中提出的关键信息： * Go 语言的结构体和接口可以实现类似面向对象编程的功能。 * Go 语言的模块可能分散在多个文件中，查找特定函数可能比较困难。 * Go 语言通过返回可选的返回值来处理错误，而不是抛出异常。 * Go 语言的结构体可以使用元数据来定义字段的属性。 * Go 语言最近才引入了泛型。 * Go 语言的 defer 关键字用于在函数结束时执行代码。 * GoEthereum 首先从共识层接收区块提议，然后进行状态更新。 * apply transaction 函数是交易处理的核心，包括 pre-check、购买 gas、计算 intrinsic gas、执行 EVM 代码以及 gas 退款等步骤。 * EVM 的执行分为 create 和 call 两种情况，分别对应合约创建和合约调用。 * Gas 退款的比例在不同的 EIP 中有所不同。

EVM & Yul 编程课程 - geth 节点实现第二部分

视频 AI 总结： 该视频详细讲解了以太坊虚拟机（EVM）中合约创建（create）操作的实现原理，重点分析了 go-ethereum 客户端中 EVM.create 函数的实现逻辑。视频的核心内容包括合约地址的生成方式、gas 消耗的计算、nonce 的更新、访问列表的处理、以及如何通过 journal 机制实现状态回滚（revert）。视频还解释了 EVM 如何处理不同硬分叉带来的规则变化，以及如何防止拒绝服务攻击。 关键信息： * **Create 和 Create2 的区别：** 主要在于合约地址的生成方式不同，Create2 允许开发者通过 init code 和 salt 影响合约地址。 * **EVM.create 的实现：** 涉及深度检查、余额转移、nonce 更新、访问列表添加等步骤。 * **状态回滚（Revert）机制：** 通过 journal 记录状态变更，并在 revert 时回溯 journal 条目，恢复到之前的状态。 * **Gas 消耗：** 创建合约需要消耗 gas，包括代码部署的 gas 费用。 * **硬分叉兼容性：** go-ethereum 需要兼容所有硬分叉，因此代码中包含大量的条件判断语句。 * **安全考虑：** 视频提到了防止拒绝服务攻击的措施，例如 out-of-gas 错误的处理方式。 * **合约部署流程：** 包括创建账户、转移资金、运行构造函数（init code）、以及设置部署后的代码。

EVM & Yul 编程课程 - geth 节点实现第三部分

视频 AI 总结： 该视频深入讲解了以太坊虚拟机（EVM）的内部运作机制，重点介绍了`interpreter.run`函数，它是EVM执行合约代码的核心。视频详细分析了EVM如何逐字节执行合约代码，处理调用深度、只读标志，以及如何管理内存、堆栈和调用上下文。此外，视频还介绍了EVM中的操作码（opcode）及其执行过程，包括gas消耗、堆栈操作、内存管理以及不同类型的调用（call、delegatecall、staticcall）的实现方式。最后，视频还展示了预编译合约（precompile contract）的实现方式。 关键信息： * `interpreter.run`是EVM执行合约代码的核心函数，负责逐字节执行代码。 * EVM使用堆栈（stack）和内存（memory）来存储和操作数据。 * EVM通过操作码（opcode）执行不同的操作，每个操作码都有相应的gas成本。 * EVM支持多种调用类型，包括call、delegatecall和staticcall，它们在消息发送者、值传递和状态修改方面有所不同。 * 预编译合约（precompile contract）是直接在EVM中实现的特殊合约，执行效率更高。 * EVM通过jump table将操作码映射到相应的执行函数。 * EVM会检查堆栈的上溢和下溢，并根据gas消耗情况进行错误处理。 * delegatecall允许合约借用另一个合约的代码逻辑，但使用调用合约的上下文。 * staticcall是只读调用，不允许修改状态。 * EVM使用gas来限制计算资源的使用，并防止无限循环。

EVM & Yul 编程课程 #10 - EVM 怪癖

视频 AI 总结： 该视频主要讲解了以太坊虚拟机（EVM）的一些特性和怪异之处，以及这些特性背后的设计原因。视频解释了 EVM 中存在的静默下溢和溢出、没有浮点数、构造函数返回要部署的代码等问题，并阐述了这些设计选择的原因，例如为了简化实现、保证金融系统的精度、以及 EVM 的底层工作方式。此外，视频还强调了 Solidity 的确定性执行的重要性，以及为什么 Solidity 与外部系统隔离，以避免链分裂。 关键信息： * **静默下溢和溢出：** EVM 中的算术运算在溢出或下溢时不会报错，而是会回绕，这是为了简化实现，并模拟底层处理器的行为。 * **没有浮点数：** Solidity 不支持浮点数，而是使用固定精度的十进制数（如 WAD 和 Ray）来保证金融计算的精度和一致性。 * **构造函数返回代码：** Solidity 构造函数会返回要部署到链上的字节码，包括函数选择器和函数代码。 * **确定性执行：** Solidity 必须保证确定性执行，即所有节点在相同输入下必须得到相同的结果，这是保证区块链一致性的关键。 * **与外部系统隔离：** Solidity 与外部系统隔离，不能直接访问外部数据，以避免因外部数据变化导致链分裂。需要通过 Oracle 来获取外部数据。 * **存储成本高昂：** EVM 中存储操作成本很高，因为需要从磁盘读取数据，这比从内存读取数据慢得多。 * **栈、内存和调用栈限制：** EVM 对栈、内存和调用栈都有大小限制，以防止拒绝服务攻击。

EVM & Yul 编程课程 #11 - 硬分叉

视频 AI 总结： 该视频主要讲解了区块链中的硬分叉（Hard Fork）和软分叉（Soft Fork）的概念，以及以太坊（Ethereum）历史上发生的几次重要硬分叉事件。视频强调了硬分叉需要所有节点同意并更新代码，否则会导致链分裂。同时，视频也提到了 EVM 兼容链实际上并非完全兼容，因为它们可能引入不同的逻辑、预编译合约或预部署合约，导致代码在不同链上的行为不一致。 关键信息： * **硬分叉（Hard Fork）**：区块链的重大升级，需要所有节点更新代码才能保持一致，否则会产生链分裂。 * **软分叉（Soft Fork）**：节点可以选择同意的更新，不影响世界观的运作。 * **以太坊硬分叉历史**：包括 Frontier、Homestead、Ethereum Classic（DAO Hack 后）、Metropolis、Serenity、Berlin、London、Shanghai 等。 * **EVM 兼容性问题**：许多声称 EVM 兼容的链实际上存在差异，例如 Aurora、Arbitrum、zk-sync 等，可能导致代码行为不一致。 * **预编译合约（Pre-compile）和预部署合约（Pre-deploy）**：EVM 兼容链可能引入的两种特殊合约，影响链的行为。 * **Multi-Chain Auditor**：一个用于比较不同链之间差异的资源。

EVM & Yul 编程课程 #7 - Gas（Gas）。

视频 AI 总结： 本视频详细讲解了以太坊虚拟机（EVM）中的 Gas 机制。Gas 是执行 EVM 操作所需的计算量单位，用于补偿验证者、防止滥用和有效分配网络资源。视频解释了 Gas 的计算方式，以及不同操作消耗 Gas 不同的原因，例如存储访问的冷热状态会影响 Gas 消耗。此外，视频还讨论了 Gas 退款机制及其演变，以及 EIP-1559 对 Gas 费市场的影响，最后介绍了 63/64 规则对合约调用栈深度的限制。 关键信息： * Gas 是 EVM 中衡量计算量的单位，用于支付交易费用。 * Gas 消耗取决于操作类型，例如存储访问、计算复杂度等。 * 首次访问存储（冷状态）比后续访问（热状态）消耗更多 Gas。 * Gas 退款机制曾被滥用，后通过 EIP-3529 进行了调整。 * EIP-1559 引入了基础费用（Base Fee）和矿工小费（Tip），改变了 Gas 费市场。 * 63/64 规则限制了合约调用栈的深度，防止潜在的攻击。 * 每个区块的 Gas 上限是 15 million gas，根据网络拥堵情况，可以调整到 7.5 million 到 30 million 之间。