为什么以太坊汽油费这么高？

为什么以太坊汽油费这么高？

UUPool双优矿池

2021-03-29 16:15

以太坊的采用正以前所未有的速度增长。 去中心化金融 (DeFi) 继续快速崛起，稳定币在全球范围内被采用，NFT 正在成为一个日常话题。

以太坊的使用是网络长期前景的一个很好的信号。 但在短期内，它造成了一些成长的烦恼。 2021 年初，以太坊交易费用飙升至新高。

就背景而言，在 2017/2018 年牛市的高峰期，以太坊的平均交易费达到 5.70 美元。 自 2021 年 1 月 18 日以来，平均每天以太坊交易费用超过 5.70 美元。 今年大部分时间，交易费用中位数都在 10 美元以上。

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交易费用增加的部分原因是以太坊价格的大幅上涨。 随着以太坊变得更有价值，以美元计算的交易费用也将变得更加昂贵。 但这也是由于网络拥堵导致的 Gas 费用急剧增加。

更复杂的是，以太坊的费用结构将在今年 7 月发生变化，因为以太坊改进提案 EIP 1559 已正式纳入即将到来的伦敦硬分叉中。

在本报告中，我们将首先了解以太坊当前的收费机制，以及导致高收费的原因。 然后我们将看看 EIP-1559，以及它将如何改变以太坊未来的费用。

以太坊 GAS 概述

要发送交易或与以太坊去中心化应用程序 (dapps) 交互，用户需要支付费用。 以太坊费用通常称为 Gas。 类似于汽车需要汽油才能运行，以太坊应用程序需要汽油才能执行。

Gas 本质上是衡量在以太坊上执行操作所需的计算量的指标。 更复杂的操作需要更多的 Gas 来运行，而相对简单的交易，例如单个令牌传输，需要更少的 Gas。 最终，Gas 只是衡量交易费用的另一种方式。 Gas 费用在以太坊中支付并以 GWEI 计价。 GWEI 只是以太币的较小面额，类似于一分钱是美元的较小面额。 1 GWEI 价值 0.000000001 个以太币。

目前有两个因素决定每笔交易的成本：Gas Cost 和 Gas Price。

天然气成本

不同的以太坊交易需要不同的计算量。 像代币转账这样的简单交易需要相对少量的 Gas。 但更复杂的交易，比如需要多个智能合约交互的交易，就需要更多的 Gas。 例如，一次简单的以太坊转账需要 21,000 Gas。 但在去中心化交易所执行一笔交易可能需要 100,000 Gas 或更多。

“Gas limit”是指用户在单笔交易中愿意使用的最大Gas量。 以太坊用户可以在发送交易时指定他们想要的气体限制。 但是，更改 gas limiti 不会改变执行操作所需的实际 gas 量。 气体限制只是一种保护措施，可以保护用户免受可能在他们不知情的情况下尝试使用大量气体的 dapp 的侵害。 任何低于 gas 限制的未使用 gas 都会返回到发送者的钱包。 但是，如果它们设置得太低，交易将不会执行，但仍会收取费用。

自 2020 年 1 月以来，每笔交易的 Gas 一直呈下降趋势。这表明交易复杂性的增加并不是交易费用高的原因。

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汽油价格

第二个汽油价格。 人们可以指定他们想要的任何汽油价格，无论多高或多低。

Gas价格只决定了用户每使用一单位Gas需要支付的数量，并不会改变执行一笔交易所需的Gas数量。 因此，在不同时间执行的完全相同的智能合约交互可能具有非常不同的 Gas 成本，具体取决于所使用的 Gas 价格。 这往往会导致混淆，尤其是对于新用户而言。

天然气价格也往往会波动，并取决于对区块空间的需求。 由于 DeFi 的兴起（和下跌），平均汽油价格在 2020 年夏季飙升至历史新高。 去中心化交易、链上套利、收益率变化以及新 Token 发布的增长都导致交易优先级竞争急剧增加，从而导致 Gas 价格上涨。

2020年9月17日，UNI Token在Uniswap外空投后，均价达到峰值，超过500GWEI。 2021年，随着DeFi的持续飙升，Gas价格再次飙升，以太坊价格的大幅上涨也带来了新的交易者和投机者。

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天然气拍卖

那么，既然用户可以选择支付最低的gas费，为什么还要选择支付最高的gas费呢？ 简而言之，更高的汽油费会导致更快的交易确认。

想象一个公共汽车站以太坊最新价格美元计价，成千上万的人在等候下一班公共汽车。 每 15 分钟左右就有一辆新巴士来，但每辆巴士只有 50 个座位。 公共汽车上的座位被拍卖给出价最高的人。

如果至少有50个人愿意出1000元上车，那么车票的价格至少是1000元。 如果最多人愿意支付 10 美元，则价格将是 10 美元或更少。 但如果你只有10块钱，愿意出1000块钱的人有几百人，你可能要等上一段时间才能坐得起公交车。

不幸的是，在公交车站排队并不一定会给你带来优势。 如果有人不断出现愿意支付比你更多的钱，他们就会一直被优先考虑，即使你在那里等的时间更长。

这是以太坊天然气拍卖运作方式的略微简化版本。 以太坊区块大约每 15 秒开采一次。 每个以太坊块都有最大大小，这限制了可以包含的数据量。 当前最大区块大小设置为12.5M Gas，上一次增加是在2020年7月。由于最大区块大小以Gas为单位，不同的交易根据交易的复杂程度有不同的Gas消耗量，因此没有统一的最大数量可以包含在一个块中的交易。 但平均而言，每个区块包含大约 160-200 笔交易。

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以太坊 Gas 费最终支付给以太坊矿工，矿工通过交易手续费和区块奖励（即新发行的以太坊）的组合获得收入。 随着以太坊费用的激增，交易费用现在占以太坊矿工收入的 50%。

在挖掘新区块时，矿工需要指定要包含哪些交易。 由于最大块大小，每个块只能包含有限数量的交易。 所以矿工自然会优先考虑 gas 费最高的交易，因为如果包含在内，他们会赚更多的钱。

发送具有相对较高 gas 费用的交易使矿工更有可能将其包含在下一个区块中，因为他们有动机将 gas 费用最高的交易包含在内。 但不能保证它会被包括在内。 如果一定数量的用户愿意支付更高的 gas 价格，交易将在稍后的区块链上得到确认。

当区块链一直满的时候，这就更麻烦了。 由于交易发送者正在竞标稀缺空间，因此完整的区块会加剧天然气拍卖的强度。 自 2020 年夏季 DeFi 兴起以来，区块链的满载率一直保持在 95% 左右甚至更高。 2021年3月平均区块满率97%-98%。

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多年来，区块 gas 限制偶尔会提高，这导致每个区块的交易数量略有增加。 但是有一些权衡可以防止它过于频繁地增加。 Gas 区块限制越大，以太坊区块链的状态增长越快。 更大的区块链需要更多的节点运营商资源，这有助于在不影响网络去中心化的情况下进行更大规模的运营。

更复杂的是，以太坊 Gas 价格在各个区块之间波动很大。 有像ETH Gas Station这样的服务，会根据需要的确认速度，推荐设置多少gas fee。 但是估计当前区块的 gas 费用可能很困难，尤其是在区块空间需求突然或意外增加的情况下。

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EIP-1559 & 以太坊的新气体机制

经过多次辩论，以太坊改进提案 (EIP) 1559 已经获得批准，并将包含在以太坊即将于今年夏天推出的伦敦硬分叉中。 EIP-1559将从根本上改变以太坊的gas机制。 以太坊交易将采用算法计算的基本费用，而不是用户指定的汽油价格。 它还将引入新的区块目标大小机制，其目的是让区块不断达到其最大容量。

目标块大小

EIP-1559 将引入目标块大小机制，而不是固定的最大块大小，目标是将块容量保持在 50%。 根据 EIP-1559，最大区块大小将从 12.5MGas 增加一倍至 25MGas。 但目标块大小将保持在 12.5M。

区块大小机制将通过调整基础费用来维持50%的全区块率，具体如下：

基本费用

EIP-1559 将引入一种算法计算的价格（每单位 Gas）以太坊最新价格美元计价，称为基本费用。 交易发送者必须支付基本费用才能将他们的交易包含在一个区块中。

基本费用将是前一个区块的函数，并根据区块的完整性而增加或减少。 如果前一个区块大于目标区块大小（即超过 50% 满），基础费用将增加。 这种不断上涨的基础费用最终将使某些用户的交易成本过高，减少拥堵，并使区块填充率回落至 50%。 相反，如果区块充满度低于 50% 的目标，则基本费用会降低，从而降低发送交易的成本。

基本费用将有效地自动化 gas 价格投标系统。 基本费用将由协议本身计算，而不是依赖基于当前 gas 价格估算的建议 gas 价格。

此外，基本费用不会支付给矿工，而是销毁。 被销毁的部分将永久性地从供应中移除，有效减少以太坊的整体供应。 这将有利于以太坊的供应经济学，因为它将有效降低以太坊的供应通胀。 如果费用变得足够高，它甚至有可能使以太坊通货紧缩。

下图显示了以太坊的当前供应量与所有交易费用被销毁后的供应量相比，总计约为 300 万个 ETH。 这是对 EIP-1559 颁布后发生的事情的过度简化，因为只会烧掉基本费用，而不是小费。 但它提供了 EIP-1559 推出后供应通胀将如何放缓的想法。

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但它也遭到了一些矿工的反对，因为这可能会减少他们的整体收入，至少在短期内是这样。 经过激烈的辩论，大多数主要矿池都同意向 EIP-1559 过渡，尽管不情愿。

这种基本费用目标区块大小机制有望长期保持区块低于最大容量，并防止以太坊区块链像目前这样堵塞。 但如果需求足够高或突然升级，可能仍会出现大多数区块最终几乎被填满（至少在短时间内）的情况，类似于当前的 Gas 机制。

除了基本费用外，交易发送者还可以选择添加小费。 小费直接支付给矿工，类似于当前的交易费用。 支付高额小费将激励矿工在区块接近容量时优先处理交易。

发送交易时，用户设置费用上限。 费用上限是发件人愿意支付的最高费用，包括基本费用和小费。 如果费用上限低于基本费用，则交易将不会包含在区块中。 如果费用上限高于基本费用，差额将作为小费发送给区块的矿工。

如果区块链持续满仓，打赏的功能可能类似于现在的Gas机制，矿工会被激励去收录高Gas价格的交易。 然而，从长远来看，EIP-1559 的目标块大小机制有望防止块达到其最大容量。

EIP-1559会降低gas费吗？

EIP-1559 会不会解决今天高昂的 gas 费用，大幅降低以太坊交易费用？ 简短的回答可能不是。 高交易费用从根本上说是一个可扩展性问题。 如果以太坊每个区块只能处理几百笔交易（平均），那么只要 dapp 使用量继续增加，高额费用就会继续出现。 只要区块空间的竞争激烈，Gas 价格就会持续上涨。

虽然很可能不会解决高费用问题，但 EIP-1559 将通过使费用更具可预测性来帮助改善以太坊上的用户体验。 EIP-1559 应该有助于减少 gas 费用的差异，让用户更清楚他们实际需要支付的费用。

然而，要真正降低长期交易费用，将需要第 2 层扩展解决方案，并最终需要以太坊 2.0。 无论如何，可扩展性解决方案将增加每个块可以处理的交易量，这将有助于缓解导致高额费用的拥堵。

L2 解决方案已经取得了很多进展，包括 Optimism、Loopring 和 Immutable X 等等。 由于围绕 EIP-1559 的争论，以太坊 2.0 甚至可能比之前计划的更早到来。 但大多数解决方案都具有很大的复杂性，将可扩展性解决方案纳入整个网络需要时间。

综上所述

以太坊交易费用创历史新高。 DeFi 的使用和对块空间的激烈竞争导致块满和拥塞，从而推高了汽油费。 EIP-1559将有助于提升以太坊的交易手续费用户体验，但未必能最终解决高昂的gas费问题。 但以太坊的可扩展性解决方案即将问世，这将是降低交易费用的真正长期解决方案。