Deep EVM #8：純粋なYulでのトークンスワップ構築

理論から実践へ

過去7つの記事で、EVMの包括的な理解を構築しました：オペコードとスタックマシン、メモリモデル、ガスメカニクス、セキュリティプリミティブ、Yul構文、メモリ管理、ループ最適化。今回はすべてをまとめます。

コントラクト：SimpleSwap

コントラクトは1つのことを行います：Uniswap V2ペアを通じて正確な量のトークンAをトークンBにスワップ。2つの関数を公開：

• swap(address pair, address tokenIn, uint256 amountIn, uint256 amountOutMin, address to) — スワップ実行
• owner() — コントラクトオーナーを返す

Solidityバージョン（参照）

クリーンで読みやすいSolidityの参照実装を示した後、Yulバージョンを構築します。

純粋なYulバージョン

純粋なYulバージョンでは：

• コンストラクタ：オーナーをスロット0に保存
• 関数セレクタの抽出とswitch文によるルーティング
• アクセス制御：オーナーのみ
• Calldataパース：アドレスの20バイトマスク
• ERC20 transfer：非標準トークン（USDT）対応
• getReserves()呼び出し
• token0()呼び出しでスワップ方向決定
• Uniswap V2公式による出力量計算
• スリッページチェック
• スワップ実行とリバートデータフォワーディング

行ごとのガス比較

カテゴリ	節約
関数ディスパッチ	39ガス
アクセス制御	105ガス
ERC-20転送	240ガス
getReserves呼び出し	189ガス
token0呼び出し	~120ガス
算術	142ガス
スワップ呼び出し	275ガス
デプロイメントサイズ	~60%小さいバイトコード
合計ランタイム節約	~1,110ガス

典型的なUniswap V2スワップ（約110,000ガス）で1,110ガスの節約は約1%の改善です。しかし、1日に数千回のスワップを実行するMEVボットの場合：

1,110ガス * 30 gwei * $3,000/ETH = $0.0999/スワップ
$0.0999 * 1,000スワップ/日 = $99.90/日
$99.90 * 365 = $36,463/年

デプロイメントコスト

メトリクス	Solidity	Yul
ランタイムバイトコード	~1,200バイト	~480バイト
デプロイメントガス	~240,000	~96,000
節約	—	60%小さく、60%安い

純粋なYulコントラクトのセキュリティ考慮事項

1. すべてのcalldataを検証 — アドレスを20バイトにマスク
2. すべての戻り値をチェック
3. 非標準トークンを処理
4. リエントランシーガードを手動実装
5. 算術オーバーフロー — Yulはチェックしない
6. メモリ破損 — メモリレイアウトを慎重に追跡

シリーズのまとめ

このシリーズの主なポイント：

1. EVMは256ビットワードのスタックマシン
2. ストレージは高価 — 新規エントリに20000ガス、コールド読み取りに2100
3. ガス最適化はアーキテクチャ的 — ストレージパッキング、calldata > メモリ、アクセスリスト
4. セキュリティは実行フローの理解から — CEIパターン、リエントランシーガード
5. Yulはオペコードレベルの制御を読みやすい構文で提供
6. メモリ管理は手動 — フリーメモリポインタ、スクラッチスペース
7. ループはすべてを乗算 — まずループ本体を最適化
8. 純粋なYulは最適化されたSolidityより1-5%のガス節約

EVMはシンプルなマシンです。そのルールをマスターすれば、オンチェーン計算をマスターできます。