一文看懂以太坊的Gas费和EIP-1559提案

近几个月来，以太坊的采用率以前所未有的速度增长。 去中心化金融（DeFi）持续快速增长，稳定币在全球范围内被采用，NFT 也是一个热门话题。

以太坊的广泛使用是其长期前景的一个好兆头。 但在短期内，以太坊正在经历成长的阵痛，交易费用在 2021 年初飙升至新高。

CoinMetrics最新报告分析了以太坊的手续费机制，导致手续费高昂的因素，以及EIP-1559提案将带来的变化。 要点如下：

数据对比

在 2017-2018 牛市期间，以太坊的平均交易费用达到了 5.7 美元的峰值。 在这一轮牛市中，数据发生了翻天覆地的变化：自2021年1月18日以来，以太坊的平均交易手续费一直保持在5.7美元以上，最高值甚至超过了35美元。

交易费用增加的部分原因是以太坊价格的急剧上涨，随着 ETH 变得更加昂贵，以美元计算的交易费用也随之上涨。 但更多的是因为以太坊网络拥堵导致gas费大幅上涨。

天然气成本飙升

当前机制下的gas费是浮动的，主要取决于用户对区块空间的需求。 2020 年夏天，由于 DeFi 的兴起，gas 成本飙升。 去中心化交易所、链上套利、流动性挖矿和新代币发行的增长都导致对交易优先级的竞争急剧增加，导致 gas 价格上涨。

2020年9月17日，UNI空投Uniswap后，平均gas费高达500 GWEI。 2021年，随着DeFi持续升温，平均gas成本将再次飙升，ETH价格的大幅上涨也将吸引新一批交易者和投机者。

阻止满载

在 PoW 机制下，以太坊 gas 费最终支付给以太坊矿工，矿工通过交易手续费和区块奖励（即新发行的 ETH）相结合的方式获得收益。 随着以太坊费用的飙升，交易费收入现在占矿工收入的 50%。

开采新区块时，矿工需要确定要包含哪些交易。 由于块容量限制，每个块只能包含一定数量的传输。 因此，矿工自然会优先考虑 gas price 最高的交易请求以太坊交易手续费多少，以赚取更多的利润。

虽然 gas 费用较高的交易更有可能被矿工先打包，但仍不能保证交易会很快完成。 如果一定数量的用户愿意支付更高的gas费，则交易需要排队等待确认。

当块不断变满时，这种机制会产生更多问题。 随着交易发送方争夺稀缺空间，汽油费将继续上涨。 自 2020 年夏季以来，以太坊区块负载率一直保持在 95% 以上。2021 年 3 月，区块负载率高达 97%-98%。

UNI空投导致Gas费用飙升

Uniswap等DEX（去中心化交易平台）的链上交易机制有很多优点，但也有缺点——增加gas成本。 在 DEX 上，更快的交易执行速度往往会带来立竿见影的经济效益，因此许多 DEX 用户愿意支付高额的 gas 费用。

上图显示了 UNI 空投前后的区块 gas 成本。 每个点代表单个区块的平均汽油费 (GWEI)。 圆点颜色代表每个区块的平均交易费用，以美元为单位。 由于汽油费飙升，交易费用一度超过 12 美元。 用户收到 UNI 空投后，纷纷在 Uniswap 上开始交易，对以太坊区块空间资源的争夺导致 gas 成本急剧上升。

如果你在2020年9月16日发送了一笔gas费为200GWEI的交易，你需​​要等待一天一夜，直到转账需求减弱，gas最终会下降，才能被矿工打包。

EIP-1559提案

经过多次辩论，以太坊改进提案 EIP-1559 已获准在今年夏天发布的伦敦硬分叉中实施。 EIP-1559将从根本上改变以太坊的gas机制。 Gas 费用将从用户设置更改为通过算法计算的基本费用。 此外，EIP-1559还将引入新的区块目标容量机制，防止区块不断逼近最大容量。

目标区块容量

EIP-1559 将引入目标块大小机制，而不是当前固定的最大块大小，旨在将块容量保持在 50%。 在 EIP-1559 中，最大区块大小将从 12.5M gas 增加到 25M gas。 但目标区块容量将保持在 12.5M gas。 区块容量机制旨在通过调整基础费用将区块容量保持在 50%。

基本费用

EIP-1559 将引入一种算法计算的价格，称为基本费用。 交易的发送者需要支付基本费用才能将交易包含在区块中。

基础费用是根据前一个区块计算的，会根据区块的负载情况增减。 如果前一个区块大于目标区块容量（即超过 50%），则基础费用增加。 如果基础费用继续上涨，某些对费用敏感的用户将减少或暂停交易，从而减少拥堵并导致区块负载回落至 50%。 相反，如果区块负载低于 50%，则基础费用会降低，从而使交易费用更便宜。

基本费用将有效地自动化汽油费设置系统。 基本费用将由协议本身计算，而不是依赖基于当前 gas 费用估算的建议价格。

此外，基本费用不会支付给矿工，而是永久销毁（从供应中移除），有效减少 ETH 的整体供应。 这将有利于以太坊的供应经济模型，因为它将有效降低 ETH 的供应通胀。 如果费用总额足够高，甚至有可能使 ETH 陷入通货紧缩。

上图显示了 ETH 的当前供应量（红线）与销毁交易费用时的供应量（绿线）的对比。 这是EIP-1559实施后的简化模型预测（实际情况会更复杂）。 总体而言，EIP-1559 推出后供应通胀将放缓。

不过这个提议也遭到了部分矿工的反对，因为短期内会降低矿工的整体收益。 经过一番激烈的辩论，大多数主要矿池（不情愿地）接受了向 EIP-1559 过渡的事实。

这种基本费用和目标块大小机制有望在较长时间内将块负载保持在最大容量以下，并缓解以太坊区块链的拥塞。 但是，如果需求显着增加，大多数区块最终仍有可能接近满负荷。

提示

除了基本费用外，交易发送方还可以选择提供额外的提示。 小费直接支付给矿工，类似于当前的交易费用。 如果区块接近满，支付高额小费将激励矿工优先处理交易。

发送交易时以太坊交易手续费多少，用户可以设置费用上限。 费用上限是发件人愿意支付的最高金额，包括基本费用和小费。 如果费用上限低于基本费用，则交易将不会包含在区块中。 如果费用上限高于基本费用，差额将作为小费发送给矿工。

如果区块仍然是满的，它可能类似于当前的 gas 机制，矿工将获得高 gas 奖励。 然而，EIP-1559 的目标区块大小机制有望在更长的时间内阻止区块达到最大容量。

EIP-1559 能否降低 gas 成本？

EIP-1559能否有效解决目前gas成本高的问题，让以太坊交易手续费变得非常便宜？ 答案是否定的。

从根本上说，高交易费用是一个可扩展性问题。 如果以太坊平均每个区块只能处理几百笔交易，那么只要 dapp 使用量继续增加，交易费用就会继续上涨。 只要区块空间竞争激烈，汽油费就会继续居高不下。

虽然 EIP-1559 可能无法解决高费用问题，但它可以通过使费用更具可预测性来帮助改善以太坊上的用户体验。 EIP-1559 有助于减少 gas 费用的差异，并让用户更清楚他们实际需要支付的费用。

真正降低交易成本需要layer2解决方案的支持以及ETH2.0的最终实现。 无论如何，可扩展性解决方案将增加每个区块可以处理的交易数量，这将有助于缓解因拥塞造成的高额费用。

目前，Optimism、Loopring、Immutable X 等 Layer 2 解决方案已经取得了很大进展。 而且，由于围绕 EIP-1559 的热议，以太坊 2.0 的实施甚至可能比计划来得更早。

总结

以太坊交易费用已达到有史以来的最高水平。 DeFi 的兴起和对以太坊区块空间的激烈竞争导致区块满负荷和拥堵，从而推高 gas 价格。 EIP-1559 将有助于改善以太坊上的交易费用户体验，但最终可能无法解决高昂的 gas 费问题。 然而，以太坊可扩展性解决方案正在路上，这将是降低交易费用的真正长期解决方案。