EIP-1559是以太坊Gas的救星嗎?_GAS

EIP-1559前以太坊gas費是怎么算的？

在以太坊中，交易所需的gas費計算方式是：

TransactionFee=GasPrice×GasLimit

其中GasLimit代表你愿意為這筆交易支付的最大gas量，這通常取決于交易的復雜程度。GasPrice指的是Gas的價格，即你愿意為每個單位的gas所支付的ETH數量。

目前以太坊費用機制使用的是首價拍賣模式。用戶需要向以太坊網絡提交出價。每當生成一個新的區塊時，礦工將把TransactionFee最高的那些交易打包進區塊里。每一筆交易都會按照它的出價來支付gas費。

我們通常說的“支付更多的Gas費”意思是增加某筆交易的GasPrice以獲得被打包的優先權。例如在Metamask中，有“慢”、“平均”和“快”這3個GasPrice選項供用戶選擇，用戶通過這個選項支付更高的GasPrice來加快自己的交易被打包。

問題在于，用戶與錢包都無法準確估計他們應該支付的gas費，事實上用戶總在支付高于他們本應支付的價格，來確保交易的順利進行。我們可以從下圖中看出，ETH交易費的平均值一直高于它的中位數，并且當網絡擁堵的時候差值尤其的大。

ETH交易費的平均數/中位數?(來源:CoinMetrics)

EIP-1559會改變什么？

EIP-1559可以稱作是以太坊歷史上最令人期待的提案之一。它對以太坊網絡的交易費機制進行了很大改造，主要可以概括為：

引入彈性區塊大小的機制，每個區塊的最大GasLimit被提升至原來的2倍，礦工可以在網絡擁堵的時候彈性地改變區塊的大小。

原本單一的交易費被更改為固定費用加上小費的模式，固定費用是必須支付的部分，并且會根據上一個區塊的Gas使用情況進行動態調整。且每個區塊的固定費用部分都會被燒毀，不會給到礦工。

Fairyproof：V神的EIP-4844提案中兩個內存池問題需得到解決:3月29日消息，Fairyproof今日發布關于V神提出的EIP-4844提案研究報告，報告稱，此EIP在以太坊客戶端和匯總解決方案的實施中引入了重大變化，雖然可能不會引入明顯的漏洞，但是新引入的blob交易可能會導致兩種內存池問題。第一個是blob交易具有可變的內在GAS成本，這會使內存池受到攻擊，因為交易可能有資格被包含在一個區塊中，但可能沒有資格被包含在下一個區塊中。為防止此類攻擊，該EIP建議僅廣播“gas至少為當前最小值的兩倍”的交易，以大大增加合法交易被包含在區塊中的機會。第二個是blob交易在內存池層具有較大的數據量，這會使內存池暴露于DoS攻擊。該EIP建議將“mempool替換的最小增量從1.1倍增加到2倍”以增加攻擊者的成本，從而減少其攻擊嘗試。就安全性而言，開發人員必須在代碼中解決這些問題。此外，報告稱，用戶應該注意，這兩項建議是為了應對對內存池的攻擊，如果它們被實施，則意味著如果非惡意用戶希望交易得到及時處理，需要支付符合這些建議的Gas費用。此前消息，以太坊V神提出新的分片建議：EIP-4844。[2022/3/29 14:24:34]

彈性區塊大小允許礦工動態擴張或縮小區塊大小來處理暫時性的網絡擁堵。有了EIP-1559之后，每區塊的目標Gas限值還是15M，?但是最大Gas限值會從15M調整到30M。如果區塊中使用的gas量比目標gas限值少，那么代表網絡是不擁堵的，下一個區塊的固定費用會降低。如果如果區塊中使用的gas量比目標gas限值多，那么代表網絡是擁堵的，下一個區塊的固定費用會升高。我們會在下文仔細講解這種機制。總的來說，交易量的波動原先會轉化為交易費的波動，而如今轉化為區塊大小的波動。

區塊擁堵程度(來源:IOSGVentures)

EIP-1559引入一種新的交易費用機制，來解決首價拍賣模型中的問題。每區塊固定費用是“基礎費用”，給礦工的額外的激勵是“小費”。所以交易費變為：

以太坊JavaScript庫Ethers.js發布v5.4.0 添加EIP-1559支持:官方消息，以太坊JavaScript庫Ethers.js發布v5.4.0，添加EIP-1559支持。TransactionResponse.gasPrice現在可以為空，因此某些應用程序可能需要添加空檢查。

據悉，以太坊兩個最常用JavaScript庫是Ethers.js和Web3.js。[2021/6/27 0:09:59]

TransactionFee=BaseFee+InclusionFee

進一步分解：

TransactionFee=BaseGasPrice×GasLimit+InclusionFee

BaseGasPrice代表每個區塊的BaseFee里的Gas的單價，每個區塊的BaseGasPrice是固定的，而且價格高低由前一個區塊的擁擠程度來決定，

BaseGasPrice=PreviousBaseGasPrice?×?(1+k?×CongestionLevel)

其中CongestionLevel代表區塊的擁擠程度，PreviousBaseGasPrice代表上一個區塊的BaseGasPrice。k是調整速度系數，0<k<2。而根據EIP-1559的初始設定，k=1/8。擁擠程度會根據每區塊中使用的gas量是否大于目標gas限值來決定。

CongestionLevel=(PreviousBlockGas/UsedTargetGasUsed-1)

總結來說，我們可以看到，

0.875×PreviousBaseGasPrice≤BaseGasPrice≤1.125×PreviousBaseGasPrice

假設gas限值相同的情況下，

0.875?×PreviousBaseFee≤BaseFee≤1.125?×PreviousBaseFee

當網絡擁堵時，每過一個區塊后BaseFee最多會增加12.5%，BaseFee不斷增加直到用戶因為交易不再盈利而減少交易，所以這種機制可以緩解擁堵的網絡；當網絡不擁堵的時候，每過一個區塊后BaseFee最多會減少12.5%，BaseFee的下降激勵用戶增加交易。

lightclients將于4月27日主持召開EIP-3074社區會議:據官方消息，lightclients表示，將于4月27日北京時間零點主持召開第二次EIP-3074社區會議，旨在共享EIP的當前狀態，發布長期運行的測試網以進行開發，并討論任何問題/疑慮。[2021/4/26 20:58:47]

小費是用戶付給礦工加速交易用的。小費是可選項，可以設置成零。礦工仍然用首價拍賣模式來優先選擇有更多小費的交易來打包進下一個區塊。

通脹還是通縮？

以太坊每年的通脹率為4%，每個區塊會鑄造2個ETH作為固定區塊獎勵。在EIP-1559中，BaseFee里的ETH都會被燒毀，這會對ETH的價格產生通縮壓力。

區塊獎勵分解(來源:IOSGVentures)

倫敦升級和EIP-1559提案已經在區塊高度10499401部署在了Ropsten測試網。目前社區正在觀察EIP-1559的表現，以及gas費會怎么變化。最近，許多文章和評論都刊登了http://watchtheburn.com/這個網站的截圖，這個網站在監測有多少ETH被BaseFee燃燒掉。

Ropsten測試網上燒毀的ETH?(來源:watchtheburn.com)

截至目前，從區塊高度10499401到10512250，總共燒掉了88571個ETH。也就是說在12859個區塊中燃燒了88571個ETH，同時有2*12859=25698個ETH被鑄造。這意味著ETH確實因為EIP-1559變得“通縮”了！

但是EIP-1559在以太坊主網上線后也會是這個結果嗎？我們覺得不會。

以太坊核心開發者eric.eth考慮創建EIP，以將區塊獎勵從2 ETH減少到1 ETH:以太坊核心開發者eric.eth表示，為了符合以太坊對最低必要發行量的承諾，已經開始分析我們為安全支付的費用（與對EIP-1234的分析一致）。eric.eth稱正在考慮創建一個EIP，將區塊獎勵從2 ETH減少到1 ETH。

據悉eric.eth在EIP-1234中分析表示，區塊獎勵和向礦工支付的交易費用，是為了確保網絡的安全。對比BTC和ETH網絡，將區塊獎勵和交易費用都轉換為美元，并跨時間進行比較。兩者非常接近，有時ETH實際上向礦工支付的費用比BTC高。因此從不同區塊鏈，很難比較網絡安全和財務費用。因此使用市值作為衡量指標來分析網絡是否向礦工支付了過高的價格。ETH市值金是BTC市值的34%，因此向礦工的支付是過度的（ETH和BTC礦工獲得的獎勵的美元價值接近，但ETH市值低），并證明減少區塊獎勵是合理的。

今日此前消息，礦工提出針對EIP-1559的提案EIP-3368，擬將當前區塊獎勵從2 ETH增加至3 ETH。[2021/3/13 18:42:09]

我們認為在Ropsten上之所以燃燒了這么多的ETH，是因為網絡有許多不尋常的連續的擁擠的區塊，這些擁擠的區塊將BaseGasPrice推到很高，并且持續了很長一段時間。一個很好的證明是區塊高度10503157到10504352，BaseGasPrice從98.45Gwei增加到了82851Gwei，在1195個區塊中增長了841倍。

Rospten測試網中區塊高度為10499401到10506825的基礎費用價格(來源:IOSGVentures)

這種情況很特殊，更像是開發者在測試網上做的極端測試。

主網上線后不會出現相同的情況，因為逐步提高的BaseFee會迫使需求不那么強烈的用戶不進行轉賬，進而把區塊大小恢復到目標大小，從而降低BaseFee。

Gitcoin資助報告：EIP 1559社區基金已獲得35578美元捐款:7月21日，V神在其個人網站發布《Gitcoin資助第6輪回顧》報告。報告顯示，Gitcoin資助第6輪中，籌集資金共包括來自1,526個捐贈者的227,847美元捐款，以及695個項目中的配對資金175,000美元。與此同時，報告指出，EIP 1559社區基金是本輪資助的最大贏家。此前很多社區成員對EIP 1559提案感到興奮，但其開發資金非常少。在捐款中，有很多大額捐款，包括V神本人和EthHub聯合創始人Eric Conner早期捐贈的約2400美元。本輪籌資初期，盡管單筆捐款數額較大，但EIP 1559提案配對資金總量很小，捐款均來自少數較富裕的捐贈者。隨后有社交媒體宣傳此筆捐款后，吸引了大量小額捐款跟進。當前捐款額已達到35578美元。此前6月底消息，以太坊開發人員正在為改進提案EIP 1559向社區尋求資金，開源軟件資助平臺Gitcoin啟動社區基金，為參與以太坊改進提案EIP 1559的測試者提供獎金和激勵。[2020/7/23]

以太坊社區的@barnabemonnot做的模擬展示了BaseFee到達一個峰值之后可能的走勢??

BaseFee模擬(來源:@barnabemonnot)?

我們預測當主網高度擁堵的時候，一個常見的規律會是幾個大型區塊后緊接著幾個小型區塊。高度擁堵的情況不會超過5分鐘，以太坊還是會通脹但是通脹率相對較低。

交易費會下降嗎？

EIP-1559主網上線之后，交易費會下降嗎？是的，我們認為雖然降低交易費并不是EIP-1559提案的最終目的，但是它確實會降低以太坊網絡的交易手續費。

首先，因為交易費被分為了BaseFee和小費兩部分。過去人們增加gas單價來加快交易被打包確認，整個交易費被增大。而現在改成通過增加小費來加速交易被打包，這并不會影響到BaseFee，BaseFee仍然只是反映著網絡的擁堵情況，小費則反映著用戶對交易能否成功的緊急程度，這兩個部分不會再混在一起了。因此用戶更清楚自己至少需要出多少交易費，用戶變得更加理性后會減少過度競價，這樣就能讓gas費降下來。

GasFee分解(來源:IOSGVentures)

第二，可變的區塊大小可以在交易量大的時候作為緩沖，把gas費的波動轉化為區塊大小的波動。所以當交易量激增時，gas費會比以前上漲得緩慢。

最后，EIP-1559上線之初BaseGasPrice會被設置為1Gwei，相較于最近20+Gwei的gas價格，這會在剛上線的時候把gas費短暫地拉低。

另一方面降低gas費并不是EIP-1559的目的。它的目的更多的是想要讓gas費的變化變得更加平穩，減少用戶過度競價，并且讓gas費有更高的可預測性。

錢包和用戶會怎么樣呢？

錢包對gas費不再是估算而是精準計算，因為現在可以準確計算出下一個區塊的BaseGasPrice了，用戶對交易費用的數額有更清楚的認知。錢包會顯示下個區塊的BaseGasPrice，并且允許用戶設置小費來加快打包。

錢包開始設計新的UI模板，以下是Metamask和Status的模板。

錢包頁面模擬(來源:@tvaneppsfromHackMD)

對用戶來說，最大的不同就是他們不再需要猜測交易費用的高低，他們不用去猜測自己付的交易費夠不夠高，能不能被打包進區塊；或者自己付的交易費用夠不夠低，有沒有白白多支付費用。現在BaseFee就像一個定價銷售，用戶只需要決定是否能夠接受這個定價。

用戶可以根據下一個區塊的BaseGasPrice來設置一個BaseGasPriceCap，即用戶愿意支付的最大BaseGasPrice。這么做的原因是當用戶進行支付時，可能已經有新的區塊生成因此BaseGasPrice發生了改變，而如果用戶設置一個稍微高一點的BaseGasPriceCap就可以讓他的交易在接下來的幾個區塊里被順利打包。BaseGasPriceCap和交易被打包區塊的BaseGasPrice的差額是會被退回給用戶的。

這就是說，即使用戶高估了下一個區塊的BaseFee，然后設置了一個過高的BaseFeeCap，他也不會過度支付BaseFee。例如下個區塊的BaseGasPrice是200Gwei，而用戶設置的最大gas價格是300Gwei，如果交易是被下一個區塊打包的，那用戶還是只需要按照200Gwei的gas價格來付費！這是一個對用戶友好度的大改進！

礦工會怎么樣呢？

毫無疑問，一些礦工會認為EIP-1559是一個壞消息。原本所有交易費都歸礦工所有，而現在只剩下小費會給到礦工，而BaseFee的部分會被燒毀掉，因此礦工們將會失去部分收入。

區塊獎勵流出方向對比?(來源:IOSGVentures)?

毫無疑問，一些礦工會認為EIP-1559是一個壞消息。原本所有交易費都歸礦工所有，而現在只剩下小費會給到礦工，而BaseFee的部分會被燒毀掉，因此礦工們將會失去部分收入。對于MEV而言，礦工在EIP-1559后仍然有調整交易在區塊中的順序的能力，所以MEV的基本面保持不變。

下圖是Flashbots基于MEV占比的礦工收入明細。我們假設對于一個非MEV交易，BaseFee通常會比小費多很多，所以下圖中大部分的橙色區域會被燒毀，小部分因為小費的存在而留下；而對于礦工MEV收益的部分，大部分MEV收益是來自于Flashbots里的searcher支付的打包費，和礦工通過往區塊里混入自己的交易得到的收益。被燒毀的BaseFee和前兩個部分相比十分小。所以下圖中大部分的綠色區域會保留，大部分的MEV收益仍會被捕獲到。

礦工利潤分解?(來源:Flashbots)

從長期前景來看，EIP-1559給ETH帶來通縮壓力；ETH的價格升值最終會讓礦工受益。如果礦工在ETH數量上損失了25%，但ETH價格上漲了35%，礦工的美元收入仍然是不變的。

也有提案是說，與其燒掉所有的BaseFee，不如將其中的一小部分與礦工分享。總而言之，所有這些都可以根據EIP-1559的表現進行協商和調整。

EIP-1559會對Flashbots的使用有影響嗎？

Flashbots的用戶是通過EIP-1559引入的新費用機制競拍還是繼續使用Flashbots呢？新費用機制的小費部分似乎可以用于競拍。

Flashbots提供的一個重要的功能叫做pre-tradingprivacy，交易只有在被打包進區塊之后才會被公開。Flashbots使用首價密封投標拍賣的方式，所有用戶同時提交密封的交易包以及競價，沒有競拍者會提前知道其他人的交易包的內容和所出的競價。所以用戶不用擔心被搶先交易，因為他的交易是全程被密封著的。

因為無法提供pre-tradingprivacy，所以EIP-1559不能代替Flashbots。假設套利者提交了一個能夠盈利$100的交易進入內存池，并附上有90$的小費。這個交易在進入池子的時候就會被公開，其他套利者可以復制他的交易，并且提交一個新的有更高小費的交易，比如帶有$95的小費的新交易。于是新的交易會被打包進區塊，原來的套利者就因為被搶跑而失去了套利機會。EIP-1559沒辦法改變這種情況，無法給用戶提供搶跑保護。

沒錯，即使在EIP-1559上線之后，以太坊用戶還是會大量使用Flashbots，來尋找進入區塊無風險入口以及搶跑保護。

結論

EIP-1559引入了新的gas費機制，用BaseFee+小費的模式代替了單一的費用機制。以太坊區塊大小具有了彈性，由此將gas費的變化轉嫁為區塊大小的變化。在EIP-1559上線后，以太坊網絡的交易費會變的更低并且有更大的可預測性；ETH仍會是通脹的狀態但是通脹率會降低；以太坊網絡擁堵的情況會得到緩解；用戶體驗度會得到提升。這些改變會大大提升以太坊的可用性，并讓更多的用戶最終向以太坊傾斜。

雖然礦工短期會損失一些收益，但是長遠來看最終會享受到以太坊價格上漲帶來的更多收益。礦工依然擁有調整區塊中交易順序的自由，所以MEV的基本面并沒有被改變，但由于BaseFee的燃燒，礦工在MEV方面的收益會相應減少；EIP-1559不能代替Flashbots提供pre-tradingprivacy的功能，所以需要防止交易被搶跑的用戶仍然需要使用Flashbots。

EIP-1559已經在Ropsten測試網上線，之后會陸續登陸Goerli、Rinkeby和Kovan等測試網。在測試完備后，EIP-1559預計會在7月底進行主網上線。?

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