科普：為什么以太坊Gas費突然大幅下降？_GAS

前言：4月25日，數據顯示以太坊Gas費降50gwei左右，為2021年以來新低。此前由于gas費不斷增高，導致鏈上手續費一度逼近1500gwei。而最近以太坊的gas費驟降，原因或與以太坊提升區塊GasLimit有關。4月22日，以太坊將區塊GasLimit從約1250萬Gwei提升至1500萬Gwei，提升幅度約為20%。那么到底哪些因素會影響到以太坊的Gas費用呢？本文或將給你解答。

注：本文首次發表于2020年9月23日，其中部分數據均為當時數據，閱讀時請注意截止今日發表時數據或有較大變動。

撰文：0x88，律動BlockBeats

在Uniswap給20多萬個用戶地址撒錢的時候，也許不少人在開心之余心里想的都是，「這gas費也太高了。」

當天是以太坊歷史上值得紀念的一天，gas建議最高達到了1000GWEI，這是當時歷史最高點。

在見證歷史、全民領空投的當天上午，不少人都遇到了關于gas費的問題，gas費貴已經不是問題了，問題是gas費交到錢包建議的最大值也不能在計劃時間內成交。大家Metamask上顯示都是pending，一圈一圈轉得讓人心煩。

美國說唱歌手Megan Thee Stallion與Cash App合作發布比特幣科普視頻:美國說唱歌手Megan Thee Stallion與由Square開發的移動支付服務Cash App合作發布了一段名為“Bitcoin for Hotties”的視頻。該視頻從她的角度解釋了什么是比特幣，為什么比特幣有價值等內容。Megan Thee Stallion在Instagram上擁有超過2410萬粉絲，在 Twitter上擁有640萬粉絲。（Bitcoin News）[2021/8/8 1:41:10]

為什么你使用了默認的gas費金額，卻依然不能即時交易？此文將詳細講解以太坊交易費率機制以及在以太坊上發起交易會遇到的問題。

Gas的邏輯

這個事要先從以太坊賬戶講起。

以太坊網絡中有兩類賬戶，外部賬戶以及合約賬戶(ContractAccount)。

外部賬戶是指用戶們所使用的賬戶，由私鑰持有者所控制。合約賬戶是指帶有應用邏輯的智能合約，由合約代碼所控制。用戶們在使用DeFi應用時，就是在用自己的賬戶與DeFi項目的智能合約進行交互。

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

各類賬戶之間可以隨意進行交互，錢包間可以進行轉賬，合約間也可以相互調用。每一次鏈上交互都需要消耗一定的計算量，計算量消耗的大小由計算難度所決定，而Gas就是計算量的計量單位。例如加法運算較簡單，需要消耗3個Gas，除法運算相對復雜，需要5個Gas。

人民數字FINTECH推出區塊鏈科普動畫:人民日報數字傳播發布微博稱，人民數字FINTECH出品《趣味科普|區塊鏈動畫》。[2020/3/31]

每一單位的Gas都有其對應的價格，也就是Gas價格?(GasPrice），而Gas價格以Wei為單位。用戶需要購買ETH來支付Gas費用。1ETH=1e18Wei，而我們通常看到的單位GWei為1e9Wei。通常，錢包軟件會通過歷史GasPrice對用戶將要發起的這筆交易的費用進行預估。

為了避免全節點趨于集中，追求架構去中心化的區塊鏈會嚴格限制每單個區塊的容量。例如比特幣的BlockSizeLimit以及以太坊的BlockGasLimit。在律動BlockBeats撰文時，以太坊每單個區塊的BlockGasLimit約為12，000，000個Gas，這也就是每一區塊總計算量的上限。平均每15秒出一區塊。當交易需求超過區塊容量時，用戶為了將自己的交易盡快被上鏈確認，就需要競爭每一區塊內的資源。此時用戶會對Gas進行競價，礦工會優先將GasPrice高的交易納入區塊。

聲音 | 上海股交所總經理：區塊鏈想要大規模發展要做好社會科普工作:金色財經報道，上海股交所總經理張云峰表示，區塊鏈當前還處于一個“概念”的階段，距離成熟應用，影響到百姓的日常生活還有很長的路要走。對于“區塊鏈”和其會帶來的社會和經濟效果，沈陽應當持審慎的態度。區塊鏈想要大規模發展，一方面要做好這項復雜技術的社會科普工作，加快社會大眾對區塊鏈的了解。另一方面，要充分發揮市場的作用，讓企業用實實在在的技術創新，賦能實體經濟的發展。[2019/11/17]

通常用戶在進行轉賬時還會看到錢包會提高可以調節GasLimit的選項。與BlockGasLimit不同，GasLimit是指對于一筆交易，用戶所能接受的Gas使用量上限。由于有時合約內可能存在漏洞，一筆交易會不停死循環地進行計算。如果沒有GasLimit，這筆交易會消耗盡用戶錢包內所有的ETH。而礦工通常所收取的費用是按實際執行該交易時消耗的計算量(GasUsedbyTransaction)進行結算的，而GasLimit內剩余的ETH就會回到用戶賬戶中。

聲音 | 火星人朋友圈科普RAM:火星人在朋友圈發文稱，“什么是RAM？簡單來說就是EOS這個國家的土地，所有的經濟行為都離不開土地。只要EOS的BP們能投票形成一個穩定的供給預期，并且不改變目前的Bancor算法，那么RAM后續的價格有可能會像北上廣深的房價走勢。房價下跌不行，房價過快上漲也不行，EOS的生態越來越像某國了，真有意思。”[2018/7/6]

所以我們可以得出，所消耗的ETH數量(EtherCost)=交易費用(GasFee/TransactionFee)=每筆交易所消耗的Gas數量(GasUsedByTransaction)*Gas價格(GasPrice)。

了解了以太坊的手續費機制以及賬戶類型，我們來看看用戶在交易時時常會碰到的問題。

待確認交易(Pending)/加速交易？

每當用戶發起一筆交易時，交易會被放入一個交易池(Mempool)中。如上文提到，礦工會優先打包池子中GasPrice最高的交易。所以用戶設定的GasPrice決定了交易被打包執行的速度。在網絡擁擠的時候，由于GasPrice飆升，用戶的交易可能長時間處于待確認狀態。為了盡快將待定交易發出，用戶可以選擇支付更多的GasPrice來加速交易。

加速交易又是怎么操作的呢？為了更加詳細地理解加速交易的邏輯，我們需要明白另一個參數：Nonce。每一個賬戶發出的交易都會有一個按順序排列的交易編號--Nonce，從0開始，每次發起一筆轉賬，該賬戶的Nonce值會增加1。

當用戶想要加速交易時，在以太坊錢包中，用戶可以選擇加速交易選項，這時會被要求支付更高的Gas費用，用戶同意之后相當于發起了一筆新的交易，而新的交易與待確認交易的Nonce值相同。

由于以太坊網絡規定，Nonce值是連續不可跳躍的，且同一個地址每筆交易的Nonce值不可重復，所以礦工會打包新生成的交易，在新交易被打包確認之后，之前較低GasPrice的交易會廢棄掉。

若用戶不想加速交易，只要此交易還在交易池中未被打包，用戶可以隨時選擇取消交易。取消交易的邏輯與加速交易相同，用戶發起一筆GasPrice更高，但與待確認交易Nonce相同的交易，但交易金額變為0，所以本質上，取消交易的成本與加速交易的成本一樣需要成本。

需要注意的是，在待定交易確認完成之前，后面的交易都需要排隊等候，所以用戶不要由于等候時間過長重復發起多筆交易。

交易失敗(Fail)

律動BlockBeats發現，目前最常見的交易失敗原因是交易Gas已用盡(OutofGas)。也就是說，這筆交易的計算量超過了用戶所設定的GasLimit。一般在這種情況下，交易狀態將會顯示為失敗，并提示Gas已用盡，并且所支付的Gas不會被退還。

有些用戶可能會認為這并不公平，但本質上礦工已經在做功計算，只是算到一半Gas不夠了，所以礦工只能放棄繼續作業，但之前的工作需要被支付「工資」，因此之前交的Gas費不退大概也可以理解了。遇到這種情況，用戶只能重新再發起一次交易，并將此交易的GasLimit上調。

另一種交易失敗的情況是，當用戶向智能合約發起交易轉賬，但某些錯誤導致無法執行合約時，交易會返回BadInstruction。

比如，當用戶參與類似于眾籌活動時，可能會發生下面這些情況：

額度已滿；

或用戶未被列入白名單；

或用戶超額認購代幣等情況。

此時，用戶所設置的GasLimit將會被全部用盡，最終導致交易失敗。

不過以太坊拜占庭硬分叉后，增添了新的操作符Reverted(EIP-140)。當合約中出現錯誤導致交易失敗時，交易將不會耗盡GasLimit所設定的所有Gas，合約將停止執行并退回剩余Gas費用，同時告知用戶錯誤原因。

當然，如果用戶錢包中ETH的數量不足以支付Gas費用時，交易也會被判定為失敗。

在沒有熱點的時候，以太坊網絡一片祥和，所有的轉賬成本，包括時間和金額都還可控，但當風口到來，大家在網絡中就會遇到各種問題，gas費的邏輯是新人使用錢包時最大障礙。

基本上，在gas費會遇到的所有問題，這篇文章都覆蓋到了，鏈上交易并不復雜，說簡單點，一切操作有問題，加錢就可以搞定。

這場運動目前看來，以太坊上流動性挖礦的熱潮暫時告一段落，這場運動除了創造出一片泡沫之外，也讓更多用戶開始習慣錢包的使用，錢包終于成了一個高頻使用工具。

而鏈上交易發生的問題其實也在為錢包的優化提供空間，為新人提供「一鍵加速」、「一鍵取消」這樣的服務或許將可以在越來越多的錢包中看到。

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