GAS:鏈上手續費高漲：EIP-1559、Layer2、Gas代幣何以破局_以太坊

以太坊價格突破歷史新高后，短暫的興奮并未能持續多久，更多人開始意識到以太坊的使用成本越來越高。而在ETH 2.0分片實施之前，許多人開始尋求能改善當前網絡擁堵和高昂手續費的解決方案。

本文從每一筆交易成本是如何計算開始入手，分析了Gas代幣、EIP-1559提案和Layer 2擴容等主流解決方案是如何給以太坊生態創造更好的交易體驗。

在以太坊網絡中，無論是轉賬交易還是執行智能合約都需要消耗整個網絡的計算或者儲存資源，這些資源的消耗數量稱為 Gas （燃料）。對于每一次鏈上的交易手續費取決于Gas Used和Gas Price的乘積，并最終以ETH結算支付給以太坊礦工。

其中 ，Gas Used是指執行操作實際消耗的Gas總量，取決于本次交易的復雜程度，如果涉及到調用智能合約或者聚合器這種包含更復雜交易邏輯的交易則所需要的Gas總量會更多，例如ETH轉賬交易的Gas Used固定值為21000，Uniswap等DeFi應用的值大多在100000以上。

Gas Price是指用戶愿意為消耗每個Gas支付的價格，單位為Gwei（1 ETH = 10^9 Gwei），還取決于網絡擁堵情況，在網絡擁堵的情況下可高達1000Gwei，而在交易比較少的時間，最低可低至1Gwei。

過去24小時BTC鏈上手續費收入突破300萬美元:金色財經報道，Cryptofees.info數據顯示，最近24小時，以太坊鏈上手續費收入為17548057美元，Bitcoin鏈上手續費收入為3386063美元、Uniswap鏈上手續費收入為2344789美元，BSC鏈上手續費收入為523087美元，SushiSwap鏈上手續費收入為359061美元、Arbitrum One鏈上手續費收入為358955美元。[2023/5/5 14:44:43]

以太坊目前每秒可以處理的交易數可以按以下公式計算：每秒可處理交易=Gas Used* 平均區塊間隔時間

以平均區塊間隔13.2秒、ETH價格1200美元、Gas Price 100Gwei為例，可以估算出多種以太坊交易類型在快速成交情況下所需的交易成本：

隨著ETH連續上漲，用戶支付實際手續費也在持續上漲

一般情況下，礦工會優先打包 Gas 價格高的交易，因為這會讓他們的收益最大化，最終引發針對 Gas 的最高價格拍賣。從用戶體驗來看，這樣的拍賣機制會出現短時間內為了爭奪資源，而大幅提升拍賣價格出現超額支付的現象。這背后其實反映了這套拍賣機制效率低下的問題，同時也會造成一些不必要的延遲。

過去24小時BTC鏈上手續費收入突破130萬美元:金色財經報道，Cryptofees.info數據顯示，最近24小時，以太坊鏈上手續費收入為8822551.62美元，Bitcoin鏈上手續費收入為1357328.17美元、Uniswap鏈上手續費收入為2061422.92美元，SushiSwap鏈上手續費收入為967482美元、BSC鏈上手續費收入為607773.01美元，AAVE鏈上手續費收入為282712.65美元。[2023/4/29 14:34:52]

因此，Layer2、Gas代幣、EIP-1559等方案成為目前解決以太坊交易手續費過高問題的三個主要選擇。

在以太坊智能合約中，Gas費用的消耗是根據該合約在鏈上存儲數據的情況決定。Gas代幣的做法是，將Gas費通證化為一個ERC20 Token，允許用戶直接買賣，或者作為將來使用gas的預付費。用戶在Gas價格便宜時用戶可適當購買、儲存，然后在gas價格高漲時可以使用。

具體而言，在Gas價格較低時，Gas代幣鼓勵用戶到合約中創建或鑄造代幣 GST1/GST2，此時Gas代幣將用用戶提供的資金以較低的費用存儲數據/創建合約。待 Gas 價格暴漲時，用戶可以使用或消耗 GST1/GST2，Gas代幣便通過刪除數據或合約的方式，獲得網絡獎勵，或者稱gas退款，由此實現以較低的價格消耗 Gas。

以太坊單日鏈上手續費超過4萬ETH，創歷史新高:據歐科云鏈OKLink數據顯示，昨日以太坊全網手續費高達4.055萬 ETH（約合1810萬美元），是以太坊有史以來的最高位。

自今年5月以來，以太坊鏈上手續費持續攀升，上漲幅度超過3000%。同期以太坊鏈上交易筆數亦持續上升，近三十日以太坊單日鏈上交易筆數均在110萬筆以上，鏈上交易筆數與17年末18年初以太坊鏈上交易量位于同一水平。[2020/9/3]

2020年6月，聚合交易平臺1inch就發布了進一步優化的以太坊Gas費代幣 Chi，該平臺用戶可以在交易中使用其支付，「在同一筆交易中，燒掉Chi代幣將使手續費成本降低近一半。」1inch官方表示。

1inch官方博客的說明

另外，uLABS的合成型gas期貨代幣（uGAS）采取的方案是允許 gas 的 「用戶」和「提供者」鎖定其成本或收益。uGAS代幣既能讓用戶對沖風險，又能充當gas價格的投機工具。不過對此，Grouk的聯合創始人王淵命表示u gas純粹是預測市場，賭gas price。

「我們預計DeFi團隊將開始積累gas代幣，并在市場劇烈波動期間需要使用內置的清算自動程序時，在其協議中使用它們。」Multicoin Capital則在一份研究中指出。

以太坊單日鏈上手續費達7412ETH 占全網礦工收益的36%:據Tokenview區塊瀏覽器數據顯示，昨日以太坊鏈上手續費總和達7412.31ETH，約合239.59萬美元，占全網礦工收入的36.46%。而比特幣昨日全網手續費總和為121.12BTC，約合123.82萬美元，手續費占礦工收入比例為11.5%。[2020/7/28]

從前面的表格中可以看出，復雜的合約交互的不僅要支付數十美金的交易，還需要消耗大量的Gas used，當以太坊收到越來越多來自DeFi等應用的復雜交易時，每秒可處理的交易數將快速下降，因此對于鏈上擴容方案的需求隨著DeFi生態的繁榮開始與日俱增。在以太坊2.0到來之前，用戶急需一個能夠解決高額交易成本以及體驗成本的產品。

正因如此，以太坊Layer 2賽道變得引人注目，在傳統Layer1上在跟以太坊主鏈進行交互的時候，這個過程需要消耗gas費，而在二層網絡進行交易或轉賬，實際上是沒有跟以太坊主網交互的動作，也就沒有gas費等等一系列的交易成本，進而解決了高額交易成本的痛點。

這種操作最終是由一個驗證者將用戶數據操作統一拿到以太坊主鏈進行驗證，驗證者可以不用管用戶在二層網絡的所有操作，只需要把用戶最終的結果取跟以太坊主鏈進行驗證，其優勢在于可以大幅提升用戶交易體驗，同時節省很多費用。

以太坊的鏈上手續費連續三個月上升:據Tokenview區塊瀏覽器數據顯示，上半年比特幣鏈上手續費共計約合6841.1萬美元，以太坊鏈上手續費共計約合4397.08萬美元。值得注意的是，雖然以太坊在六月發生了三筆高額手續費轉賬，但在排除三筆高額手續費的影響后，以太坊在六月的鏈上手續費仍超過了1500萬美元，高于比特幣在六月的1124.94萬美元。[2020/7/3]

目前，Layer2解決方案主要包含狀態通道、側鏈、Roullp。以太坊也已經確認了以Rollup為中心的2.0路線圖，可以說Rollup已經成為了layer2擴容的主流技術。

與此同時，Uniswap、Aave、Synthetix 等 DeFi 頭部玩家們不約而同開始探索 Layer 2 + DeFi 的可行性。在最近Sushiswap發布2021年路線圖上，官方表示ZK rollups為Layer2的優先選項。Synthetic則使用了Optimistic方案，開啟SNX在Layer2上的質押，目前質押量達到了275萬枚SNX折合3500萬美元。

不過由于DeFi項目可組合性的原因，項目方在選擇擴容方案時，正確的設計方案和權衡取舍還不是唯一的考慮，還必須考慮到其他項目的可能選擇，并對此進行優化。

對于DeFi項目應該如何考慮時候適合自己的Layer2解決方案，Nervos聯合創始人呂國寧向鏈捕手表示，不同特性和業務的項目對于 Layer2 也會有不同的需求，目前DeFi項目選擇原則上來說大致會有幾個考量，?包括對于安全性的考量、對于性能提升的急迫程度、對于遷移成本的考量、以及需不需要重新編寫業務代碼。

是否遷移至 Layer2 時，另一個重點考量必定是用戶不能流失。「這也是為什么目前可能已經有許多的公鏈性能優于以太坊，但是以太坊仍然擁有巨大的生態優勢的原因，因此，如果遷移到 Layer2 之后，用戶的使用習慣必須改變，那么勢必是Dapp運營商不愿意看見的。」呂國寧說。

綜合來看，在 Oprimistic Rollup思路下項目方可以直接遷移，因為可以兼容以太坊EVM；在ZK rollups思路下，項目方需要重新開發，遷移難度大，支持操作有限，但是性能足夠好，可以構建真正的壁壘。

如果說Layer2可以看成是在以太坊外的一層協議，用戶所有的操作實際是在二層里面進行存儲或者打包，那么以太坊的EIP-1559提案是通過調節Layer1區塊的使用率來給用戶更加確定的gas price和更有彈性的gas limit。

自去年12月21號，以太坊基金會開發人員Eric宣布EIP-1559提案即將實施以來，關于該提案的討論迅速引爆熱點。它有兩個主要目標，第一個是使以太坊費用市場更有效率，第二個是改善發送交易時的用戶體驗。

這個提案有三個特點?，第一是Gas Price的設置放到協議內，避免大幅波動：第二是對于整個區塊的Gas Limit會比之前容納更多的交易：第三是整個交易費用中大部分base fee會被銷毀，只留給礦工一部分小費。

原來的gas price是錢包根據過去區塊的使用量作為估算的（當然用戶也可以手動調節），而在EIP-1559這個提案內，它的組成會有兩部分，即base fee和gas premium，其中gas premium可以看作給礦工或者驗證者的小費tip。

根據加密視界對EIP-1559提案的解讀，在這個新的提案中，一個區塊發生的所有交易會包含兩個變量，一個是gas target（目標gas用量）和base fee，原來的gas limit（原來固定12500000）變為gas target的兩倍。

假設某個區塊內所有的gas used小于gas target，即目前的gas使用量沒有達到gas target。那么協議就會認為目前base fee太高了，導致大家不愿意交易，會在下一個區塊中減少base fee，鼓勵更多人進行交易，抬高區塊中的gas使用量，使整個區塊的gas used接近目標用量。

那么反之如果某個區塊的所有gas used之和超過gas target，也滿足小于兩倍gas target即小于gas limit，即在當前的base fee情況下，超過了目標gas用量，這樣就會使協議調整增加base fee，提高交易成本。

可以發現，該方案通過引入了gas target提高了原始的區塊上限，在原來1250000 gas limit的基礎上提升了可以打包交易的數量。同時，該方案還規定了間隔兩個區塊的base fee變動不能超過1/8，所以，即使網絡突然交易量上升，也不會突然導致base fee飆升。

當然，這個方案如果實施，礦工的交易獎勵將只有gas premium，因為所有的base fee會在支付后銷毀，作為礦工或者驗證者的利益其實是大大受損。

這也直接導致近期Flexpool礦池發布公告，正式宣布反對EIP-1559的升級，并組織以太坊礦工對EIP-1559升級進行意見投票。該公告聲稱，EIP-1559的升級并不能給礦工帶來什么好處，而是變相對以太坊礦工的一種剝削，一旦EIP-1559升級，以太坊礦工將成為奴隸，而最終獲利者是以太坊開發者。

而支持者的角度在于，一個生態的優化升級最終要看是不是對用戶有利，EIP-1559有利于降低手續費，提供更好的用戶體驗，從而吸引更多人群進入以太坊生態，同時手續費銷毀有助于以太坊進入通縮時代。

參考資料：

《全方位了解以太坊 Gas 六大神器》

《D1 Ventures：簡析以太坊 Layer 2 方案與 DeFi 擴容選擇》

《Layer2：二層協議和零知識證明-拿什么拯救你我的gas費？》

作者/Loners Liu

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