以太坊，即將迎來(lái)其發(fā)展史上極具里程碑意義的一次重要升級(jí)
文 | 梁雨山
7月14日（官方暫定），以太坊將啟動(dòng)包含5項(xiàng)提案的「?jìng)惗亍褂卜植嫔?jí)，其中EIP-1559備受矚目。該提案曾引起以太坊社區(qū)激烈討論，支持者稱它為「ETH的稀缺性引擎 」，認(rèn)為其將為ETH價(jià)格上漲提供動(dòng)力；反對(duì)者則宣稱這是從礦工到持有人的財(cái)富再分配，是對(duì)礦工的「搶劫」。
EIP-1559：ETH 1.0的手續(xù)費(fèi)用市場(chǎng)改革
EIP-3198：BASEFEE操作碼
EIP-3529：降低gas退款
EIP-3541：拒絕以0xEF字節(jié)(byte)開頭的新合約
EIP-3554：難度炸彈推遲至2021年12月1日
一、Gas
1. Gas是什么？
根據(jù)官方定義，Gas是衡量在以太坊網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行特定操作所需的計(jì)算工作量的單位。
（圖片來(lái)自ethereum.org）
簡(jiǎn)單理解，在以太坊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任何操作（如計(jì)算、存儲(chǔ)或代幣傳輸?shù)龋┒夹枰Ц禛as。Gas對(duì)以太坊的作用，就像汽油之于汽車一樣，沒(méi)有燃料供應(yīng)，系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。
理論上，Gas高低由操作所需的計(jì)算資源決定。執(zhí)行的操作越復(fù)雜，Gas費(fèi)用越高。通常，調(diào)用智能合約所需的費(fèi)用高于轉(zhuǎn)賬（無(wú)論數(shù)額大小，轉(zhuǎn)賬消耗的Gas是固定的，均為21000）。
2.如何計(jì)算Gas費(fèi)用？
Gas費(fèi)用以ETH支付，其價(jià)格單位用gwei 表示，1gwei = 0.000000001 ETH。
Gas費(fèi)用=Gas price * Gas units (limit)。
Gas price 是指用戶愿意為每個(gè) Gas 支付的價(jià)格。
Gas Limit 是用戶愿意為執(zhí)行某個(gè)操作或確認(rèn)交易支付的最大Gas量。
這相當(dāng)于，以太坊網(wǎng)絡(luò)使用成本=汽油（Gas）價(jià)格 * 使用多少汽油。
舉例來(lái)說(shuō)，如果Alice 想要給 Bob 轉(zhuǎn)1枚ETH，Gas limit為 21000 ，Gas價(jià)格為 200 gwei，那么轉(zhuǎn)賬費(fèi)用為21,000 * 200 = 4,200,000 gwei （ 0.0042 ETH）。
另一種情況下，如果Alice 設(shè)置Gas limit為50000，而以太坊虛擬機(jī)只會(huì)消耗21000，那么系統(tǒng)會(huì)將剩余部分返回。但如果Alice 設(shè)置的Gas limit過(guò)低，交易將因Gas不足而取消，且Gas會(huì)因使用計(jì)算資源而被消耗。
3.為什么需要設(shè)置Gas？
為每個(gè)操作引入Gas費(fèi)，可以保持以太坊網(wǎng)絡(luò)的安全。通過(guò)收費(fèi)，可以在一定程度上防止參與者向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送垃圾郵件。同時(shí)，這可防止代碼出現(xiàn)意外，以及網(wǎng)絡(luò)陷入無(wú)限循環(huán)狀態(tài)。
4.Gas費(fèi)發(fā)生過(guò)哪些變化？
在2017至2018年牛市高峰期，以太坊平均交易費(fèi)在5.7美元左右，但隨后因市場(chǎng)轉(zhuǎn)熊，該費(fèi)用在2019年一直處于1美元下方。
（數(shù)據(jù)來(lái)自bitinfocharts）
至2020年6月，受流動(dòng)性挖礦熱潮影響，以太坊鏈上活動(dòng)激增，平均交易費(fèi)于8月漲破1美元，并在9月初漲至10美元上方，創(chuàng)年內(nèi)最高水平。
進(jìn)入2021年，NFT接棒DeFi，以太坊使用率繼續(xù)升高，網(wǎng)絡(luò)擁堵加劇，平均交易費(fèi)曾一度于5月12日達(dá)到近70美元高價(jià)，創(chuàng)歷史最高水平。
不過(guò)，隨著加密貨幣市場(chǎng)于5月下旬開始遇冷，以太坊平均交易費(fèi)也一同下降，目前基本保持在6美元下方。
5.哪些因素在影響Gas費(fèi)？
以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵以及ETH價(jià)格上漲都會(huì)促使Gas費(fèi)升高。
一方面，隨著dapp 功能變得越來(lái)越復(fù)雜，智能合約執(zhí)行的操作數(shù)量不斷增加，每筆交易在有限大小的區(qū)塊中占用更多空間。因?yàn)樾枨筮^(guò)多，網(wǎng)絡(luò)變得擁擠，用戶必須支付更高的交易手續(xù)費(fèi)才能激勵(lì)礦工優(yōu)先打包交易至區(qū)塊（這類似于去往相同的地點(diǎn)，打車比坐公交更快，但費(fèi)用更高）。
另一方面，ETH價(jià)格上漲也會(huì)推高交易手續(xù)費(fèi)，但這也是因?yàn)橐蕴痪W(wǎng)絡(luò)使用率增多（Gas上漲），市場(chǎng)對(duì)ETH未來(lái)預(yù)期增高所致。
Gas費(fèi)上漲會(huì)帶來(lái)哪些影響？從以太坊礦工角度看則是收益增加，收入結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。根據(jù)機(jī)制設(shè)置，以太坊礦工收入來(lái)自區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)（固定為2枚ETH）+手續(xù)費(fèi)，而通常區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)所帶來(lái)的收益是高于手續(xù)費(fèi)的。但從2020年8月開始，受DeFi以及NFT熱潮影響，以太坊鏈上活動(dòng)陡增，Gas費(fèi)大漲，手續(xù)費(fèi)在礦工總收入中的占比也逐步增高。
數(shù)據(jù)顯示，今年1月，以太坊礦工收入達(dá)8億美元，其中近40%為交易費(fèi)用。而至5月，以太坊礦工收入創(chuàng)歷史新高，達(dá)19.4億美元，其中近50%為交易費(fèi)。
（數(shù)據(jù)來(lái)自The Block）
二、EIP-1559
1. EIP-1559是什么？
EIP-1559最初由以太坊創(chuàng)始人Vitalik Buterin 于 2018 年提出，是關(guān)于以太坊網(wǎng)絡(luò)交易定價(jià)機(jī)制的解決方案。
有觀點(diǎn)認(rèn)為，EIP-1559將解決以太坊高手續(xù)費(fèi)問(wèn)題，但事實(shí)并非如此。
本質(zhì)上，EIP-1559只是改變?cè)械呐馁u機(jī)制（出價(jià)高者，優(yōu)先獲得區(qū)塊打包權(quán)），使交易費(fèi)可預(yù)測(cè)、更加透明，但這不會(huì)改變Gas費(fèi)高企的情況。畢竟網(wǎng)絡(luò)擁堵是由缺乏可擴(kuò)展性造成，而EIP-1559并不會(huì)改變以太坊區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)。
2.EIP-1559包含哪些內(nèi)容？
EIP-1559涉及三部分內(nèi)容：
1）調(diào)整區(qū)塊Gas上限；
2）增設(shè)基本費(fèi)用（BASEFEE）， 在同一區(qū)塊中打包的交易都以 BASEFEE 作為 Gas Price，且這部分費(fèi)用會(huì)被協(xié)議銷毀，礦工無(wú)法獲得；
3）增設(shè)小費(fèi)（Tip），礦工可以獲得這部分費(fèi)用，但費(fèi)用的多寡由用戶決定。
?基本費(fèi)用 & 調(diào)整Gas上限
在EIP-1559設(shè)計(jì)中，基本費(fèi)用是用戶在以太坊上發(fā)送交易或完成操作所需的最低Gas價(jià)格。根據(jù)該提案，基本費(fèi)用的最低值或?yàn)? wei，相當(dāng)于0.000000007 gwei。
不過(guò)，當(dāng)以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)，用戶需要支付的基本費(fèi)用會(huì)根據(jù)每個(gè)區(qū)塊使用的空間變化而上下浮動(dòng)。
EIP-1559提出，算法會(huì)根據(jù)上一個(gè)區(qū)塊的填充度來(lái)調(diào)整基本費(fèi)用。如果上一個(gè)區(qū)塊大于目標(biāo)區(qū)塊大?。淳W(wǎng)絡(luò)使用率>50%），基本費(fèi)用增加。反之，亦然。即，網(wǎng)絡(luò)使用率大于50％時(shí)，基本費(fèi)用會(huì)增加；網(wǎng)絡(luò)使用率小于50％時(shí)，基本費(fèi)用會(huì)減少。
理想情況下，以太坊上的每個(gè)區(qū)塊最大Gas上限為1500萬(wàn)Gas。然而，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，EIP-1559將允許區(qū)塊大小增加一倍。
在EIP-1559設(shè)計(jì)下，一旦區(qū)塊大小超過(guò)1500萬(wàn)Gas，用戶執(zhí)行交易所需的基本費(fèi)用將增加1.125倍(12.5%)。相應(yīng)地，如果低于該閾值，基本費(fèi)用降低12.5%。
Coindesk Research指出，鑒于每個(gè)新區(qū)塊的開采時(shí)間為13秒，如果網(wǎng)絡(luò)中持續(xù)出現(xiàn)大區(qū)塊（高于1500萬(wàn)Gas），那么基本費(fèi)用可能會(huì)在大約5分鐘或20個(gè)區(qū)塊的時(shí)間內(nèi)提高10倍。
（圖片來(lái)自consensys）
值得注意的是，在EIP-1559設(shè)計(jì)中，基本費(fèi)用是不會(huì)分發(fā)給礦工的，而是直接銷毀。這一點(diǎn)，正是引起以太坊礦工熱議的關(guān)鍵所在。
? 增設(shè)小費(fèi)
實(shí)施EIP-1559之前，礦工收入來(lái)自區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)和手續(xù)費(fèi)。其中，區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)固定為2枚ETH，手續(xù)費(fèi)則是動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)變化的，且全部歸礦工所有。
實(shí)施EIP-1559之后，礦工無(wú)法獲得手續(xù)費(fèi)（被銷毀），收入僅來(lái)自區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)和小費(fèi)（Tip），而小費(fèi)完全由用戶自定義支付。也就是說(shuō)，理論上用戶可以不支付小費(fèi)。不過(guò)，如果用戶希望礦工優(yōu)先打包其交易數(shù)據(jù)，同樣會(huì)像之前支付更高的手續(xù)費(fèi)一樣支付「小費(fèi)」。
3.為什么需要EIP-1559？
目前以太坊采用簡(jiǎn)單的拍賣機(jī)制對(duì)交易費(fèi)用進(jìn)行定價(jià)。即，用戶出價(jià)，礦工優(yōu)先選擇出價(jià)最高的交易數(shù)據(jù)進(jìn)行打包。對(duì)此，EIP-1559提出者認(rèn)為，該方法會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題：
? 交易費(fèi)用水平波動(dòng)性和交易的社會(huì)成本不匹配：在成熟公鏈上，區(qū)塊使用率較高，因此區(qū)塊較滿，交易費(fèi)波動(dòng)性較大。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)手續(xù)費(fèi)為1gwei時(shí)，網(wǎng)絡(luò)多接受一筆交易進(jìn)區(qū)塊產(chǎn)生的成本是1gwei的10倍以上。無(wú)論1gwei，還是10gwei，這顯然是荒謬的，二者只是800萬(wàn)Gas和802萬(wàn)Gas的差別。
? 不必要的延遲：由于每個(gè)區(qū)塊受Gas Limit限制以及交易量的自然波動(dòng)，交易通常需要等待幾個(gè)區(qū)塊才能被打包，這是十分低效的。沒(méi)有人會(huì)從這樣一個(gè)事實(shí)中獲得顯著收益。在EIP-1559機(jī)制下，區(qū)塊大小可以動(dòng)態(tài)變化，各個(gè)區(qū)塊可以存在大小差異。
? 拍賣效率低下：目前用戶根據(jù)自己的猜測(cè)以高價(jià)發(fā)布交易，隨后礦工選擇支付費(fèi)用最高的交易數(shù)據(jù)進(jìn)行打包。眾所周知，這是非常低效的。因此我們需要復(fù)雜的費(fèi)用估算算法。但即使是這些算法也往往最終效果不佳，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)費(fèi)用超額支付的情況發(fā)生。
4.EIP-1559將產(chǎn)生哪些影響？
? 用戶
與目前的拍賣機(jī)制不同，實(shí)施EIP-1559之后，用戶可以更好地了解網(wǎng)絡(luò)的擁堵程度，以及基本費(fèi)用有多高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)太過(guò)擁擠時(shí)，用戶可以自主決定是否選擇支付小費(fèi)來(lái)獲得優(yōu)先打包權(quán)。如果選擇不支付，其可以等待基本費(fèi)用下跌再完成交易。一言以蔽之，EIP-1559可以幫助用戶預(yù)測(cè)交易市場(chǎng)，并提高交易費(fèi)的透明度和可見(jiàn)度，防止用戶支付過(guò)高的費(fèi)用。
另外，用戶千萬(wàn)不要認(rèn)為EIP-1559可以實(shí)現(xiàn)低手續(xù)費(fèi)，因?yàn)橐蕴痪W(wǎng)絡(luò)的擁堵問(wèn)題是需要依靠分片技術(shù)來(lái)解決的。
? 礦工
在EIP-1559設(shè)定下，礦工收入來(lái)源發(fā)生改變，獲利減少。除固定的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)外，礦工收入還來(lái)自用戶支付的小費(fèi)，而這部分費(fèi)用用戶完全有可能選擇不支付。根據(jù)Coindesk研究報(bào)告，實(shí)施EIP-1559后，在小費(fèi)收入為零的情況下，粗略估計(jì)礦工收入將下降20%～35%。
由于EIP-1559將導(dǎo)致以太坊礦工收入降低，因此包括星火礦池在內(nèi)的市場(chǎng)參與方曾表示反對(duì)該提案，并稱這是從礦工到持有人的財(cái)富再分配，是對(duì)礦工的「搶劫」。
而另有傳言稱，因不滿EIP-1559，以太坊礦工可能選擇轉(zhuǎn)移算力，加入到以太經(jīng)典等替代區(qū)塊鏈，或選擇分叉以太坊。
不過(guò)，鑒于歷史情況（ETC、BCH等分叉鏈后來(lái)的發(fā)展都不及源鏈）以及礦工已為挖礦付出大量成本等因素，最有可能出現(xiàn)的情況是大多數(shù)以太坊礦工「投降」，轉(zhuǎn)而支持EIP-1559。以太坊核心開發(fā)人員 Tim Beiko表示，“如果礦工在 EIP-1559 部署到以太坊前離開網(wǎng)絡(luò)，那么全網(wǎng)算力將會(huì)降低，其他礦工將因此獲得更多利潤(rùn)。換句話說(shuō)，挖礦的人越少，留下來(lái)的人就越容易獲得 ETH。”
Tim Beiko同時(shí)說(shuō)道，“在EIP-1559 部署到以太坊區(qū)塊鏈之前，我們其實(shí)是需要一些礦工的，但如果他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)升級(jí)之前逐漸離開網(wǎng)絡(luò)，可能會(huì)給當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。但實(shí)際上，大多數(shù)礦工已經(jīng)在礦機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)施上投入了大量成本，考慮到礦工已經(jīng)花費(fèi)了不少固定成本，因此他們應(yīng)該有動(dòng)力開采到最后一個(gè)區(qū)塊?！?/span>
? 投資者
眾所周知，與BTC不同，ETH沒(méi)有供應(yīng)上限。每當(dāng)?shù)V工開采一個(gè)區(qū)塊，就會(huì)有兩枚ETH進(jìn)入流通市場(chǎng)。這意味著，隨著時(shí)間的推移，市場(chǎng)中將有更多資產(chǎn)可供用戶持有和交易，而投資者手中原有的代幣則被一點(diǎn)點(diǎn)稀釋。對(duì)此，有觀點(diǎn)認(rèn)為，EIP-1559有望解決這一問(wèn)題，其為以太坊的價(jià)值提供新的敘事，被稱為「以太坊貨幣政策中的最后一塊拼圖」。
（數(shù)據(jù)來(lái)自Coindesk研究報(bào)告）
（數(shù)據(jù)來(lái)自Coindesk研究報(bào)告）
如前所述，在EIP-1559設(shè)計(jì)中，用戶支付的基本費(fèi)用將被銷毀，因而該提案被視為可以帶領(lǐng)ETH走向通縮。但事實(shí)上，這種說(shuō)法并不完全準(zhǔn)確。
（截至7月3日，模擬數(shù)據(jù)顯示，在過(guò)去365天內(nèi)，EIP-1559的激活導(dǎo)致系統(tǒng)銷毀2,937,407枚ETH）
首先，對(duì)EIP-1559可能帶來(lái)的通縮程度進(jìn)行準(zhǔn)確建模是很困難的。因?yàn)檫@需要預(yù)測(cè)諸如預(yù)期交易之類的變量，甚至還要預(yù)測(cè)更難以衡量的網(wǎng)絡(luò)擁堵情況。
其次，從理論上講，只有交易規(guī)模足夠大，銷毀的基本費(fèi)用超過(guò)挖礦獎(jiǎng)勵(lì)，ETH的貨幣政策才是通縮的。否則，當(dāng)挖礦獎(jiǎng)勵(lì)超越銷毀的ETH數(shù)量時(shí)，ETH將走向通脹。
以太坊開發(fā)者曾指出，由于無(wú)法控制用戶對(duì)區(qū)塊空間的需求，因此無(wú)法斷言 ETH 是通縮還是通脹，因此這一情況會(huì)導(dǎo)致核心開發(fā)者對(duì)以太坊的長(zhǎng)期貨幣政策失去一些控制權(quán)。
雖然目前無(wú)法準(zhǔn)確量化EIP-1559可能會(huì)對(duì)ETH帶來(lái)多大影響，但可以確定的是，銷毀機(jī)制能夠適度平衡ETH不斷增長(zhǎng)的供應(yīng)量。
5.EIP-1559會(huì)帶來(lái)哪些風(fēng)險(xiǎn)？
EIP-1559會(huì)為那些對(duì)時(shí)間敏感的網(wǎng)絡(luò)參與者（例如預(yù)言機(jī)）帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。
網(wǎng)絡(luò)擁堵期間（實(shí)施EIP-1559后），區(qū)塊在不斷被填滿或接近填滿時(shí)，基本費(fèi)用會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，直至區(qū)塊不再被填滿才會(huì)停止。這一漲勢(shì)是基于預(yù)先確定的算法，而非基于拍賣。因此，如果需求不減少，基本費(fèi)用可以相當(dāng)快地達(dá)到過(guò)高的水平。在此情況下，像預(yù)言機(jī)這類幾乎需要為所有DeFi dapp提供報(bào)價(jià)的網(wǎng)絡(luò)參與者，為確保價(jià)格信息及時(shí)傳至DeFi dapp，其最終可能不得不支付高額費(fèi)用。由此，許多預(yù)言機(jī)網(wǎng)絡(luò)可能不得不改變他們提供報(bào)價(jià)的頻率，而這將改變與預(yù)言機(jī)交互的DeFi dapp的數(shù)量。
三、結(jié)語(yǔ)
從表面上看，EIP-1559是一項(xiàng)關(guān)于Gas費(fèi)用的提案，直接涉及對(duì)象是用戶、礦工，但實(shí)際上，該提案對(duì)ETH本身的影響最大。
就用戶角度而言，雖然EIP-1559會(huì)提高Gas費(fèi)用透明度，但對(duì)多數(shù)散戶來(lái)說(shuō)，其更關(guān)心、更希望得到解決的問(wèn)題或在于如何降低高企的交易費(fèi)；從礦工立場(chǎng)來(lái)說(shuō)，EIP-1559的確會(huì)使其收益降低，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)，部分迫切希望快速完成交易的用戶還是會(huì)支付費(fèi)用，這部分「小費(fèi)」相當(dāng)于現(xiàn)在的「手續(xù)費(fèi)」，而更為關(guān)鍵的是，即使不實(shí)施該提案，隨著以太坊即將進(jìn)入PoS階段，小型礦工收入也會(huì)收到影響。
在ETH層面， 雖然EIP-1559對(duì)ETH帶來(lái)的影響難以在短期內(nèi)顯現(xiàn)，但由于ETH可能時(shí)而走向通脹，時(shí)而轉(zhuǎn)向通縮，因此ETH經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)將變得不再穩(wěn)定。另外，在網(wǎng)絡(luò)活躍度較高時(shí)，銷毀的ETH數(shù)量可能超過(guò)新發(fā)行的代幣量。隨著時(shí)間的推移，ETH的年發(fā)行率將從4%降至零或負(fù)數(shù)。屆時(shí)，無(wú)論是用戶，還是礦工，均將因此受益。
參考資料：
1.《EIP-1559: Fee market change for ETH 1.0 chain》
2.《The Investment Implications of Ethereum Improvement Proposal 1559》
3.《What is EIP-1559? How Will It Change Ethereum?》