EIP 1559 這可能是2021年以太坊最值得關注的提案_以太坊

眾所周知，在去年DeFi熱潮起來之后，以太坊網絡的平均Gas價格（Gwei）就開始明顯飆升，Gwei破100近乎成為常態，個別情況亦不乏400以上的極端情況，單筆交易成本甚至高達十刀以上。

就在最近，專門針對交易費用機制改革的EIP 1559提案，在2018年7月被V神提出兩年半之后，終于也將進入關鍵的大區塊測試階段，據稱很可能在今年年中前后實現部署。

相信不少朋友都對于“EIP 1559”有所耳聞，但對其究竟是什么，又會對以太坊接下來的發展產生怎樣的影響，可能卻不甚了解，作為可能是2021年以太坊最值得關注的一個提案，今天就帶大家來徹底搞懂EIP 1559。

什么是EIP 1559? 它主要是為了解決什么問題？

以太坊網絡的平均Gas價格（Gwei）一路水漲船高，最直接地肯定就是昂貴交易費用之下的糟糕用戶體驗，這幾乎成為咱們普通用戶在使用以太坊時的“不可承受之重”，明顯不利于以太坊網絡的健康發展。

與此同時，這種狀況倒讓以太坊礦工賺的盆滿缽滿：目前以太坊每個區塊收益平均約為8ETH（部分區塊收益甚至超10ETH），而在其中系統區塊獎勵為2ETH，剩余6ETH均為手續費收益，也就是說手續費收益超區塊獎勵3倍，而在2018年僅為當下均值的10%。

這種交易手續費遠高于區塊獎勵的狀況，其實會給以太坊網絡的安全帶來風險。當交易費變成礦工收入的主要部分時，因為交易費自身的巨大波動，礦工出于逐利，算力投入也隨之波動，那么網絡的安全性也會隨之波動，從而增大以太坊網絡被51%攻擊的風險（不過聽資深POW礦工老大哥說，這個說法可能也不一定站得住腳——本身比特幣的發展軌跡就是礦工收入逐步走向純交易手續費，礦工都是逐利的，以太坊收益波動、下降或是ETC等同算法幣種爆拉，礦工可以第一時間切到ETC上去。因為V神也沒有詳細解釋這個“安全威脅”的原因，所以具體就見仁見智了）。

自EIP-1559以來，46億美元的ETH從流通中移除:金色財經報道，自從EIP-1559實施以來，總共有280萬個ETH被從流通中移除，或者按今天的價格計算，大約有46億美元。據Ultrasound Money，在過去的七天里，以太坊協議已經銷毀了超過16364個ETH，估計速度為每分鐘1.62個ETH。

這種燃燒機制也意味著，被銷毀的ETH比發放給礦工的ETH要多。自EIP 1559以來，供應增長現在已經下降到每年-1.06%。[2023/1/22 11:25:26]

V神就曾專門針對手續費用不斷飆升的現狀發推，稱交易費用的持續高企可能威脅以太坊的安全性，同時強調“EIP 1559提案可解決這一問題”。

所以為了提升以太坊的用戶體驗，同時確保以太坊網絡的安全，緩解網絡擁堵、降低交易手續費就成了重中之重。不過要想徹底明白EIP 1559解決方案的關鍵，我們首先還得需要回顧一下以太坊網絡的交易費機制。

眾所周知，在以太坊網絡中的一筆交易費 = Gas（Used） * Gas Price（Gwei），其中:

Gas即該該筆交易消耗的總Gas數量，一般每筆交易需要消耗的Gas數量都是固定的；

Gas Price（Gwei）即該筆交易中我們為每單位Gas所愿意付的價格，所以它是直接決定礦工是否愿意快速打包該筆交易的關鍵；

而目前的Gas Price（Gwei）主要就是一種“競拍”游戲——每個以太坊區塊的Gas Limit容量固定，也就是坑位有限，那么自然誰出價高（Gas Price給的高），誰的交易就優先被打包進區塊確認。

V神等發起EIP-3675提案以將共識升級為權益證明:金色財經報道，7月22日，以太坊2.0客戶端Teku的Mikhail Kalinin、以太坊基金會核心開發人員Danny Ryan及V神（Vitalik Buterin）發起EIP-3675提案，以將共識升級為權益證明。該提案目前仍是草稿。提案表示，該EIP棄用了工作量證明 (PoW)，并用由信標鏈驅動的新的權益證明共識機制 (PoS) 取而代之。提出該提案的動機為，信標鏈網絡自2020年12月開始運行，在此期間未檢測到安全和活性故障。長期無故障運行證明了信標鏈系統的可持續性，也見證了它準備開始驅動并成為以太坊主網的安全提供者。[2021/7/23 1:10:21]

從博弈的角度講，這種“競拍”模式下，在擁堵時因為沒有足夠的參考信息，只能進行主觀上模糊的費用估算，大家自然會為了確保自己的交易能夠快速被優先打包確認，將自己的Gas Price（Gwei）不斷調高以超過其他待打包的用戶。

同理，其他人也會競相調高，這樣彼此之間反復“喊價”，某種程度上形成了“惡性的競拍競爭”，使得此時的Gas Price（Gwei）偏離正常范圍，從而造成高手續費的困境（甚至不排除礦工從利益角度考慮發送大量粉塵交易變相助推交易費用）。

可能有朋友會說，那就增加坑位，直接提高每個以太區塊的Gas Limit不就完了？也不是沒有這樣做過，以太坊的Gas Limit 其實已經不止一次擴容了。

2019 年 9 月以太坊網絡Gas Limit 從 800 萬增加到 1000 萬，而在2020年6月，再次從 1000 萬增加到 1200 萬，但事實證明單純地增加區塊容量本質上并不能解決問題：

以太坊客戶端Nethermind：難度炸彈和EIP-3554是針對試圖分叉鏈的攻擊者的防御措施:以太坊客戶端Nethermind在推特上表示，難度炸彈和EIP-3554是針對試圖分叉鏈的攻擊者的防御措施，它確保以太坊有持續的維護和變更的緊迫性。此外，如果核心開發者在部署變更方面拖沓，難度炸彈就會出現，以太坊就會變得不可用。而最為重要的是，當Eth1-Eth2合并發生時，將鼓勵每個人轉至PoS系統，否則他們將冒著留著一個不可用的鏈上的風險。與此同時，首席開發者Tim Beiko表示，他懷疑如果不是因為有難度炸彈，倫敦升級可能會在1至6個月后進行。倫敦升級目前正處于Ropsten測試網的最后測試階段。在6月24日開始的測試中，已經有超過100000枚ETH被銷毀。注：倫敦升級將納入EIP-3554，以將難度炸彈延遲至2021年12月1日。（BeInCrypto）[2021/7/13 0:49:00]

以太坊目前的區塊其實并不是每時每刻都在擁堵，進行種菜耕作的“科學家”們最清楚，在清晨等空閑時段并不擁堵，Gas Price（Gwei）也相對合理，甚至只有擁堵時的1/5，只是在遇到UNI空投之類的需求時才會出現這種撞車的“競拍擁堵”狀況。

數據層面也佐證了這個看法，市場對區塊空間的需求其實是動態波動很明顯的——大多數時段的區塊其實處于半滿的狀態（不到1000萬Gas），而剩余的區塊則塊塊爆滿也不夠滿足需求。

說白了，“競拍”模式下，在大家的交易需求撞車時，這種惡性競爭只會起到“雪中不送碳反而加冰”的反向效果，導致“堵時更堵，但照樣有低費用、非擁堵時刻”的畸形情況出現。

同時區塊的無限制擴大也會導致運行全節點的負擔加重（BSV：對此我深有體會，雖然我是個反例——以太坊是堵得時候特別堵，變大區塊也沒用，而我，任何時候都填不滿我空虛的大區塊......），同樣并不利于以太坊網絡在去中心化層面的發展。

以太坊開發者提出EIP-3455提案，允許發送者召回代幣:4月1日消息，以太坊開發者William Morriss和Baptiste Vauthey提交EIP-3455提案，該提案引入新的操作代碼，允許任意的發送者地址召回發出的代幣。目前，以太坊網絡時常出現發送者將代幣打入代幣地址而不是接收者地址的情況，EIP-3455提案為恢復這些代幣提供了解決方案。[2021/4/1 19:37:20]

所以嚴格意義上講，如何解決現有情況下擁堵以及高手續費的痛點，關鍵在于提高以太坊區塊網絡利用率——均衡市場上實時的用戶交易需求，錯峰安排，類似對以太坊網絡全時段“削峰填谷”式的調節，而其中的關鍵之一自然就在于對“競拍”模式的改革。

講到這里可能大家已經對EIP 1559的解決思路有了一個猜測了：EIP 1559的方案，有點類似于電力局將白天、晚上的電價根據需求分別標價——白天電力需求旺盛，電價就會標高一點；晚上電力需求冷淡，電價就會標低一點。

這樣通過明明白白的標價，從利益角度讓用戶自己權衡，如果確實需求強烈，那就按標出價，讓所有的交易都盡可能支付相同的費率，這樣就杜絕了因為信息差而出現的畸形惡性競拍，按照官方解釋：

EIP-1559 是一個對以太坊交易機制進行優化的機制，旨在使以太坊網絡上的交易費用更加可預測，解決當前「按需付費」的收費模式問題。

那么，EIP 1559的機制設計具體是怎樣解決手續費和擁堵問題？

EIP 1559 具體如何解決手續費和擁堵問題？

V神在 2018 年 7 月發布的文章中，詳細說明了EIP 1559這個交易費市場改革提案的細節安排，它把用戶支付的交易費分成了兩個部分。

以太坊EIP 1559提案進展：Besu和Geth兩客戶端已執行提案實現:9月23日，以太坊開發者Tim Beiko發推更新以太坊EIP 1559提案發展進程。具體內容包括：

1.Besu和Geth兩個客戶端都有針對EIP-1559的實現。多實現可幫助發現Bug，隨著逐步測試更復雜的場景，將添加更多客戶端實現。

2.以太坊基金會魯棒性激勵小組一直在進行基于代理的模擬。模擬主要是為分析EIP 1559在一系列不同的使用模式下如何響應。

3.機制設計研究人員Tim Roughgarden已簽約對EIP 1559提出的收費市場機制進行評估，并將對其他方案（如自動扶梯收費方案）進行比較。

4.Ethereum Cat社區成員已開始接觸各種項目，以向社區外尋求對EIP 1559提案的意見。

最后針對該提案下一步計劃，Tim Beiko提到，社區將于10月8日舉行下個實施者會議，根據與不同利益者會話，將為提案制定主網準備清單，以及更多潛在的客戶端進行提案實現。[2020/9/23]

一部分是由協議確定并交由協議處置的 “Base Fee ”(基本交易費) ，另一部分則是支付給礦工的“小費”，而前者是必須的且明碼標價的“準入門檻”，后者才是和當下類似的“競拍模式”：

當網絡不擁堵時，大家只需要支付由協議確定的明碼標價的“基本交易費”，就可以將自己的交易打包；

當網絡擁堵時，支付由協議確定的明碼標價的“基本交易費”的用戶中，再根據各自“小費”的大小來確定打包次序；

也即網絡不擁堵時，總費用=“基本交易費”（明碼標價）；網絡擁堵時。總費用=“基本交易費”（明碼標價）+“小費”（競拍），這樣在大多數情況下，用戶只需決定是否支付費用，而不再決定出價多少，降低了“惡意競拍”的可能。

不過可能聽起來會很抽象，但如果抽絲剝繭地解構EIP 1559，其實核心要義就是通過動態調節機制來進一步優化以太坊網絡利用率，從而達到降低平均手續費、緩解網絡擁堵的問題。而這個動態調節機制，主要分為兩個模塊：Gas價格機制+“基本交易費”費用銷毀。

Gas價格機制（基本交易費+小費）

EIP-1559根據以太坊網絡目前的區塊使用情況，設定了一個平均區塊大小限制：一個1000萬Gas/區塊的均衡目標，一個2000萬Gas/區塊的硬頂上限。

在此基礎上，EIP 1559 引入的“Base Fee ”(基本交易費)和“小費”概念就有了用武之地：

首先，網絡會實時以1000萬Gas/區塊為均衡狀態，根據需求量來調整“基本交易費”（以使實際使用量趨于1000萬Gas/區塊），也就是說“基本交易費”是一個每時每刻都在進行動態調節的”準入門檻“， 目標是讓區塊的使用率維持在均衡狀態。

具體就是當區塊小于1000萬Gas/區塊時，“基本交易費 ”會逐漸下調來增加需求；而當區塊超出1000萬Gas/區塊時，“基本交易費 ”會逐漸上調來減少需求，以達到理想的1000萬Gas/區塊。

這個變化的幅度由距1000萬Gas/區塊的“距離”而定，但每個區塊上下浮動的程度均不超過12.5％。舉例來說，當一個區塊的利用率高于1000萬Gas/區塊時，“基本交易費 ”會升高為原來的 112.5%；相反，如果利用率低于50%，“基本交易費 ”會降低為原來的 87.5%。

12.5%的變動幅度聽起來可能沒有直觀的感受，但上圖就是該動態調節“基本手續費”的效果展示圖：

假設在第0個區塊的基本費為10Gwei（ETH的價格按240美元計算），那一筆典型的21000Gas的交易成本為0.0005美元。按照動態調節機制，只要接下來10個區塊的需求全都爆滿。超過2000萬Gas/區塊，那交易成本就會增加至0.02美元，而100個區塊后交易成本將增加至657美元，這無疑是指數級的動態調整。

這樣由于礦工打包交易所需的補貼幾乎不隨需求量而變化，不堵的時候費用固定，堵的時候明碼標價的高“基本交易費”直接篩掉了一部分不迫切的用戶。

而需求迫切的用戶只需額外支付較低的“小費”，因此這就能在一定程度上避免因為大家集體參與“競價”而導致的高手續費用。

2."基本交易費'費用銷毀

同時也為了杜絕以太坊礦工出于自己利益最大化的角度考量，從而將每個區塊的的這個“Base Fee ”(基本交易費)參數調高，所以在EIP 1559的設計中，“基本交易費”這部分收益不再由礦工獲取，而是協議銷毀。

這樣的話每一筆“基本手續費”的產生都會直接燒毀，減少全網 ETH 供給量，等于為所有持幣人帶來了“通縮紅利”。

當然對礦工群體而言，“基本手續費”被燒掉會降低的打包意愿，即便所有著急發送交易上鏈的用戶，可以提升交易里的“小費”激勵礦工盡快打包自己的交易，但在網絡不堵的時候，“基本手續費”燒掉了，也沒有“小費”，礦工的收入等于是直接只剩區塊獎勵了（相當于拿原本屬于礦工那部分的收入給所有持幣人做“福利”了）。

不過這也解決了V神提到的網絡安全問題——“基本交易費”被燒掉，相比“小費”，區塊獎勵在礦工收入中的占比再度提高，從而降低了之前提到的“51%?攻擊”風險。

總體來看，EIP 1559本質上屬于“削峰填谷”的調節，而非分片、Rollup這種Layer 2層面對以太坊實實在在的擴容，所以無論將來分片、Rollup等如何發展，EIP 1559 理論上都是在經濟模型層面對當下以太坊交易費用機制的有益革新。

EIP 1559 對以太坊的影響尚是未知之數

EIP 1559中，“基本交易費”、“小費”的設置，以及“基本交易費”的協議銷毀，無疑是對現有以太坊經濟機制的根本改變，肯定會直接沖擊礦工等利益相關方，帶來很多新生變量，所以EIP 1559自推出以來，圍繞它的爭議其實也從來都沒有停止過。

最直接的就是雖然“基本交易費”是明碼標價的，但“小費”依舊是競拍模式，那礦工未嘗不會盡力降低“基本交易費”，然后讓“小費”市場回歸最高價拍賣模式，用戶依然需要通過競價的方式讓自己的交易被打包到鏈上。

V神在前不久的采訪中曾表示“eth1 和 eth2 的合并在一年內很可能無法實現”，這也就意味著在接下來一到兩年的時間里，以太坊大概率還是持續目前的底層狀態，那EIP 1559的部署也就有了相對迫切的需求。

頗有意思的是，雖然以太坊上的部署實施目前看起來還是遙遙無期，但Filecoin已經將EIP-1559納入其核心協議，當下每天因網絡交易而消耗的FIL約為10萬-15萬。到目前為止，EIP-1559的“基本手續費”機制在將網絡容量保持在百分之百的目標上做得很好。

總之，EIP 1559作為從根本上改變以太坊經濟機制的全新嘗試，將來能夠給以太坊帶來的影響（既有機遇，亦有風險），目前有期待也有爭論，在尚未全面經過測試之前，都更多的還屬于未知之數。

EIP 1559的主要推動者 Tim Beiko最新也在Discord上直言，“EIP-1559 現在還未做好全面實施的準備”，但無論如何，"EIP 1559"將會是以太坊在2021年最值得期待的變化之一“，讓我們一起等待今年盛夏的消息。

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