Huff 解放：高级优化和 DeFi 用例 — 第 3 部分

ankitacode11
发布于 2025-06-12 23:10
阅读 18

本文是 Huff 系列教程的第三部分，主要探讨了使用 Huff 语言进行高级 Gas 优化的技术，并通过构建一个简化的 Uniswap 风格的 AMM 案例，展示了 Huff 在 DeFi 领域的应用。同时，文章还强调了在编写底层合约时需要考虑的安全因素，如溢出/下溢检查、calldata 边界检查和重入保护，并介绍了使用 Foundry 进行 Fuzz 测试等高级工作流程。

## Huff 释放：高级优化和 DeFi 用例 — 第 3 部分

## 介绍

欢迎来到 Huff 之旅的第 3 部分。

在[**第 1 部分：掌握 Huff：从头开始构建 Gas 优化的智能合约**](https://learnblockchain.cn/article/16800)中，我们介绍了 Huff 的底层语法和结构。[**第 2 部分：Huff 深度剖析：比较 Solidity、Yul 和原始 EVM 能力**](https://learnblockchain.cn/article/16799) 采用了比较方法，最终完成了一个 gas 优化的 ERC20 合约。

这最后一部分探讨了 **高级 gas 优化策略**，在 Huff 中构建一个 **Uniswap 风格的 AMM**，并涵盖了 **生产就绪型智能合约的安全最佳实践** —— 展示了 Huff 在 DeFi 领域中无与伦比的效率。

## 高级 Gas 优化技术

Huff 允许你编写超高效的 EVM 字节码。以下是最大限度节省 gas 的关键技术：

### 🧮 操作码替换

用更便宜的替代方案替换昂贵的操作码：

- `returndatasize` (2 gas) vs. `push0` (3 gas)

```
##define macro IS_EVEN_OPTIMIZED() = takes(0) returns(0) {
    0x00 calldataload
    0x02 mod
    iszero
    returndatasize mstore
    0x20 returndatasize return
}
```

### 🧠 堆栈压缩

- 减少过度使用 `dup` 和 `swap`。
- 倾向于将值保持在最佳位置。

### 🧾 内存优化

- 重用较低的内存地址（`0x00` 到 `0x1f`）进行重复写入。

### 🚨 批量错误处理

- 使用 `or` 和 `jumpi` 组合条件检查，以减少分支并节省 gas。

### 🔢 内联常量

- 将常量值（如存储槽）直接硬编码到宏中，以节省计算和存储。

## DeFi 用例：Uniswap 风格的 AMM（自动做市商）

让我们在 Huff 中探索一个简化的 AMM 实现，重点是 `swap(address tokenIn, uint amountIn)`。

### 📜 关键常量和宏

```
##define constant RESERVE_A = 0x04
##define constant RESERVE_B = 0x05
##define constant SWAP_EVENT = 0xD78AD95FA46C994B6551D0DA85C8186D5F289C8B8C9A0E7B7A8F7C6A8F7C6A8F

##define macro ADDRESS_MASK() = takes(1) returns(1) {
    0x000000000000000000000000ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff and
}
```

### 🔄 核心 Swap 逻辑

```
##define macro SWAP_INIT() = takes(0) returns(6) {
    0x04 calldataload ADDRESS_MASK()
    caller
    [SWAP_EVENT]
    0x20 0x00
    0x24 calldataload
}

##define macro COMPUTE_AMOUNT_OUT() = takes(6) returns(7) {
    [RESERVE_A] sload
    [RESERVE_B] sload
    dup3 mul
    dup6 add
    dup1 div
    dup1 dup7 lt
    swap2
}
##define macro UPDATE_RESERVES() = takes(7) returns(8) {
    dup8 [RESERVE_A] sload add [RESERVE_A] sstore
    dup3 [RESERVE_B] sload sub [RESERVE_B] sstore
    dup3 dup6 lt
}

```

### 💱 Swap 函数和分发

```
##define macro SWAP() = takes(0) returns(0) {
    SWAP_INIT()
    COMPUTE_AMOUNT_OUT()
    UPDATE_RESERVES()
    callvalue or or throw_error jumpi
    0x00 mstore log3
    0x01 0x00 mstore
    0x20 0x00 return
}

##define macro MAIN() = takes(0) returns(0) {
    0x00 calldataload 0xe0 shr
    dup1 0x022c0d9f eq swap jumpi
    0x00 0x00 revert
    swap:
        SWAP()
    throw_error:
        0x00 0x00 revert
}
```

### ⛽ Gas 比较

实现 | 估计 Gas  |
---|---
**Solidity** | 30,000–35,000 |
**Huff** | ~25,000 |

→ 使用 Huff **减少 15-25% 的 gas**。

### 🔐 安全考虑

在编写底层合约时，**安全性至关重要**：

### ✅ 溢出/下溢检查

始终安全地执行算术运算。在需要时使用 `lt`、`gt` 和条件 `revert` 逻辑。

### 🔍 Calldata 边界检查

在处理之前，确保正确的 calldata 长度和结构。

### 🚫 重入保护

```
##define constant LOCK_SLOT = 0x06

##define macro NON_REENTRANT() = takes(0) returns(0) {
    [LOCK_SLOT] sload iszero throw_error jumpi
    0x01 [LOCK_SLOT] sstore
}
```

### 🧪 测试与审计

- 使用 **Foundry** 进行模糊测试。
- 添加 **堆栈注释**。
- 将代码分解为可读的 **模块化宏** 以进行可审计性。

## ⚙️ 高级工作流程

### 📈 优化流程

1. 运行 `forge test --gas-report` 来进行性能分析。
2. 重构低效的宏。
3. 使用 `cast run` 进行执行跟踪。
4. 将 gas 指标与 Solidity 进行比较。

### 🛠️ 使用 GitHub Actions 进行 CI 设置

```
name: Huff CI

on: [push]
jobs:
  test:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - run: npm install -g huff
      - run: forge install
      - run: forge test
```

## 🧱 架构图

![](https://img.learnblockchain.cn/2025/06/28/1OWeq5asBn9n346L8tHqJAQ.png)

## ✅ 结论

在**第 3 部分**中，我们将 Huff 推向了极限 —— 通过 gas 优化的 swaps、宏级别的安全性和生产级工作流程，释放了其在 DeFi 中的全部力量。

- 返回[第 1 部分](https://learnblockchain.cn/article/16800)了解基础知识。
- 回顾[第 2 部分](https://learnblockchain.cn/article/16799)以进行比较和 ERC20 逻辑。
- 请继续关注有关 Huff 驱动的真实世界 dApp 的未来更新！

> _Huff 不适合胆小的人，但对于要求_ **_绝对控制和最佳 gas 效率_** _的开发人员来说，它是 Ethereum 工具箱中无与伦比的工具。_

>- 原文链接： [medium.com/@ankitacode11...](https://medium.com/@ankitacode11/huff-unleashed-advanced-optimization-and-defi-use-cases-part-3-bd9b91a2cfdb)
>- 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～

Huff 释放：高级优化和 DeFi 用例 — 第 3 部分

介绍

欢迎来到 Huff 之旅的第 3 部分。

在第 1 部分：掌握 Huff：从头开始构建 Gas 优化的智能合约中，我们介绍了 Huff 的底层语法和结构。第 2 部分：Huff 深度剖析：比较 Solidity、Yul 和原始 EVM 能力 采用了比较方法，最终完成了一个 gas 优化的 ERC20 合约。

这最后一部分探讨了 高级 gas 优化策略，在 Huff 中构建一个 Uniswap 风格的 AMM，并涵盖了 生产就绪型智能合约的安全最佳实践 —— 展示了 Huff 在 DeFi 领域中无与伦比的效率。

高级 Gas 优化技术

Huff 允许你编写超高效的 EVM 字节码。以下是最大限度节省 gas 的关键技术：

🧮 操作码替换

用更便宜的替代方案替换昂贵的操作码：

returndatasize (2 gas) vs. push0 (3 gas)

##define macro IS_EVEN_OPTIMIZED() = takes(0) returns(0) {
    0x00 calldataload
    0x02 mod
    iszero
    returndatasize mstore
    0x20 returndatasize return
}

🧠 堆栈压缩

减少过度使用 dup 和 swap。
倾向于将值保持在最佳位置。

🧾 内存优化

重用较低的内存地址（0x00 到 0x1f）进行重复写入。

🚨 批量错误处理

使用 or 和 jumpi 组合条件检查，以减少分支并节省 gas。

🔢 内联常量

将常量值（如存储槽）直接硬编码到宏中，以节省计算和存储。

DeFi 用例：Uniswap 风格的 AMM（自动做市商）

让我们在 Huff 中探索一个简化的 AMM 实现，重点是 swap(address tokenIn, uint amountIn)。

📜 关键常量和宏

##define constant RESERVE_A = 0x04
##define constant RESERVE_B = 0x05
##define constant SWAP_EVENT = 0xD78AD95FA46C994B6551D0DA85C8186D5F289C8B8C9A0E7B7A8F7C6A8F7C6A8F

##define macro ADDRESS_MASK() = takes(1) returns(1) {
    0x000000000000000000000000ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff and
}

🔄 核心 Swap 逻辑

##define macro SWAP_INIT() = takes(0) returns(6) {
    0x04 calldataload ADDRESS_MASK()
    caller
    [SWAP_EVENT]
    0x20 0x00
    0x24 calldataload
}

##define macro COMPUTE_AMOUNT_OUT() = takes(6) returns(7) {
    [RESERVE_A] sload
    [RESERVE_B] sload
    dup3 mul
    dup6 add
    dup1 div
    dup1 dup7 lt
    swap2
}
##define macro UPDATE_RESERVES() = takes(7) returns(8) {
    dup8 [RESERVE_A] sload add [RESERVE_A] sstore
    dup3 [RESERVE_B] sload sub [RESERVE_B] sstore
    dup3 dup6 lt
}

💱 Swap 函数和分发

##define macro SWAP() = takes(0) returns(0) {
    SWAP_INIT()
    COMPUTE_AMOUNT_OUT()
    UPDATE_RESERVES()
    callvalue or or throw_error jumpi
    0x00 mstore log3
    0x01 0x00 mstore
    0x20 0x00 return
}

##define macro MAIN() = takes(0) returns(0) {
    0x00 calldataload 0xe0 shr
    dup1 0x022c0d9f eq swap jumpi
    0x00 0x00 revert
    swap:
        SWAP()
    throw_error:
        0x00 0x00 revert
}

⛽ Gas 比较

实现	估计 Gas
Solidity	30,000–35,000
Huff	~25,000

→ 使用 Huff 减少 15-25% 的 gas。

🔐 安全考虑

在编写底层合约时，安全性至关重要：

✅ 溢出/下溢检查

始终安全地执行算术运算。在需要时使用 lt、gt 和条件 revert 逻辑。

🔍 Calldata 边界检查

在处理之前，确保正确的 calldata 长度和结构。

🚫 重入保护

##define constant LOCK_SLOT = 0x06

##define macro NON_REENTRANT() = takes(0) returns(0) {
    [LOCK_SLOT] sload iszero throw_error jumpi
    0x01 [LOCK_SLOT] sstore
}

🧪 测试与审计

使用 Foundry 进行模糊测试。
添加 堆栈注释。
将代码分解为可读的 模块化宏 以进行可审计性。

⚙️ 高级工作流程

📈 优化流程

运行 forge test --gas-report 来进行性能分析。
重构低效的宏。
使用 cast run 进行执行跟踪。
将 gas 指标与 Solidity 进行比较。

🛠️ 使用 GitHub Actions 进行 CI 设置

name: Huff CI

on: [push]
jobs:
  test:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - run: npm install -g huff
      - run: forge install
      - run: forge test

🧱 架构图

✅ 结论

在第 3 部分中，我们将 Huff 推向了极限 —— 通过 gas 优化的 swaps、宏级别的安全性和生产级工作流程，释放了其在 DeFi 中的全部力量。

返回第 1 部分了解基础知识。
回顾第 2 部分以进行比较和 ERC20 逻辑。
请继续关注有关 Huff 驱动的真实世界 dApp 的未来更新！

Huff 不适合胆小的人，但对于要求 绝对控制和最佳 gas 效率 的开发人员来说，它是 Ethereum 工具箱中无与伦比的工具。

原文链接： medium.com/@ankitacode11...

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学分: 0
分类: DeFi
标签: Huff语言 gas优化 Uniswap AMM 智能合约安全 EVM bytecode

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