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即將到來的以太坊EIP-1559為何重要?影響幾何?

以太坊即將迎來其發展史上極具里程碑意義的一次重要升級。

7月14日(官方暫定),以太坊將啟動包含5項提案的「倫敦」硬分叉升級,其中EIP-1559備受矚目。 該提案曾引起以太坊社區激烈討論,支持者稱它為「ETH的稀缺性引擎 」,認為其將為ETH價格上漲提供動力;反對者則宣稱這是從礦工到持有人的財富再分配,是對礦工的「搶劫」。

EIP-1559:ETH 1.0的手續費用市場改革
EIP-3198:BASEFEE操作碼
EIP-3529:降低gas退款
EIP-3541:拒絕以0xEF字節(byte)開頭的新合約
EIP-3554:難度炸彈推遲至2021年12月1日

EIP-1559涉及哪些內容?實施該提案的目的何在?影響多深?從以太坊Gas費談起(如果你已對Gas有所了解,可直接閱讀第二部分),本文將全面介紹影響用戶、礦工、投資者的EIP-1559。

一、Gas

1.Gas是什么?

根據官方定義,Gas是衡量在以太坊網絡上執行特定操作所需的計算工作量的單位。

以太坊

(圖片來自ethereum.org)

簡單理解,在以太坊網絡進行任何操作(如計算、存儲或代幣傳輸等)都需要支付Gas。Gas對以太坊的作用,就像汽油之于汽車一樣,沒有燃料供應,系統無法運行。

理論上,Gas高低由操作所需的計算資源決定。執行的操作越復雜,Gas費用越高。通常,調用智能合約所需的費用高于轉賬(無論數額大小,轉賬消耗的Gas是固定的,均為21000)。

2.如何計算Gas費用?

Gas費用以ETH支付,其價格單位用gwei 表示,1gwei = 0.000000001 ETH。

Gas費用=Gas price * Gas units (limit)。

Gas price 是指用戶愿意為每個 Gas 支付的價格。

Gas Limit 是用戶愿意為執行某個操作或確認交易支付的最大Gas量。

這相當于,以太坊網絡使用成本=汽油(Gas)價格 * 使用多少汽油。

舉例來說,如果Alice 想要給 Bob 轉1枚ETH,Gas limit為 21000 ,Gas價格為 200 gwei,那么轉賬費用為21,000 * 200 = 4,200,000 gwei ( 0.0042 ETH)。

另一種情況下,如果Alice 設置Gas limit為50000,而以太坊虛擬機只會消耗21000,那么系統會將剩余部分返回。但如果Alice 設置的Gas limit過低,交易將因Gas不足而取消,且Gas會因使用計算資源而被消耗。

3.為什么需要設置Gas?

為每個操作引入Gas費,可以保持以太坊網絡的安全。通過收費,可以在一定程度上防止參與者向網絡發送垃圾郵件。同時,這可防止代碼出現意外,以及網絡陷入無限循環狀態。

4.Gas費發生過哪些變化?

在2017至2018年牛市高峰期,以太坊平均交易費在5.7美元左右,但隨后因市場轉熊,該費用在2019年一直處于1美元下方。

以太坊

(數據來自bitinfocharts)

至2020年6月,受流動性挖礦熱潮影響,以太坊鏈上活動激增,平均交易費于8月漲破1美元,并在9月初漲至10美元上方,創年內最高水平。

進入2021年,NFT接棒DeFi,以太坊使用率繼續升高,網絡擁堵加劇,平均交易費曾一度于5月12日達到近70美元高價,創歷史最高水平。

不過,隨著加密貨幣市場于5月下旬開始遇冷,以太坊平均交易費也一同下降,目前基本保持在6美元下方。

5.哪些因素在影響Gas費?

以太坊網絡擁堵以及ETH價格上漲都會促使Gas費升高。

一方面,隨著dapp 功能變得越來越復雜,智能合約執行的操作數量不斷增加,每筆交易在有限大小的區塊中占用更多空間。因為需求過多,網絡變得擁擠,用戶必須支付更高的交易手續費才能激勵礦工優先打包交易至區塊(這類似于去往相同的地點,打車比坐公交更快,但費用更高)。

另一方面,ETH價格上漲也會推高交易手續費,但這也是因為以太坊網絡使用率增多(Gas上漲),市場對ETH未來預期增高所致。

Gas費上漲會帶來哪些影響?從以太坊礦工角度看則是收益增加,收入結構發生改變。根據機制設置,以太坊礦工收入來自區塊獎勵(固定為2枚ETH)+手續費,而通常區塊獎勵所帶來的收益是高于手續費的。但從2020年8月開始,受DeFi以及NFT熱潮影響,以太坊鏈上活動陡增,Gas費大漲,手續費在礦工總收入中的占比也逐步增高。

數據顯示,今年1月,以太坊礦工收入達8億美元,其中近40%為交易費用。而至5月,以太坊礦工收入創歷史新高,達19.4億美元,其中近50%為交易費。

以太坊

(數據來自The Block)

二、EIP-1559

1.EIP-1559是什么?

EIP-1559最初由以太坊創始人Vitalik Buterin 于 2018 年提出,是關于以太坊網絡交易定價機制的解決方案。

有觀點認為,EIP-1559將解決以太坊高手續費問題,但事實并非如此。

本質上,EIP-1559只是改變原有的拍賣機制(出價高者,優先獲得區塊打包權),使交易費可預測、更加透明,但這不會改變Gas費高企的情況。畢竟網絡擁堵是由缺乏可擴展性造成,而EIP-1559并不會改變以太坊區塊鏈的結構。

2.EIP-1559包含哪些內容?

EIP-1559涉及三部分內容:

1)調整區塊Gas上限;

2)增設基本費用(BASEFEE), 在同一區塊中打包的交易都以 BASEFEE 作為 Gas Price,且這部分費用會被協議銷毀,礦工無法獲得;

3)增設小費(Tip),礦工可以獲得這部分費用,但費用的多寡由用戶決定。

?基本費用 & 調整Gas上限

在EIP-1559設計中,基本費用是用戶在以太坊上發送交易或完成操作所需的最低Gas價格。根據該提案,基本費用的最低值或為7 wei,相當于0.000000007 gwei。

不過,當以太坊網絡擁堵時,用戶需要支付的基本費用會根據每個區塊使用的空間變化而上下浮動。

EIP-1559提出,算法會根據上一個區塊的填充度來調整基本費用。如果上一個區塊大于目標區塊大小(即網絡使用率>50%),基本費用增加。反之,亦然。即,網絡使用率大于50%時,基本費用會增加;網絡使用率小于50%時,基本費用會減少。

理想情況下,以太坊上的每個區塊最大Gas上限為1500萬Gas。然而,在網絡擁塞時,EIP-1559將允許區塊大小增加一倍。

在EIP-1559設計下,一旦區塊大小超過1500萬Gas,用戶執行交易所需的基本費用將增加1.125倍(12.5%)。相應地,如果低于該閾值,基本費用降低12.5%。

Coindesk Research指出,鑒于每個新區塊的開采時間為13秒,如果網絡中持續出現大區塊(高于1500萬Gas),那么基礎費用可能會在大約5分鐘或20個區塊的時間內提高10倍。

以太坊

(圖片來自consensys)

值得注意的是,在EIP-1559設計中,基本費用是不會分發給礦工的,而是直接銷毀。這一點,正是引起以太坊礦工熱議的關鍵所在。

? 增設小費

實施EIP-1559之前,礦工收入來自區塊獎勵和手續費。其中,區塊獎勵固定為2枚ETH,手續費則是動態動態變化的,且全部歸礦工所有。

實施EIP-1559之后,礦工無法獲得手續費(被銷毀),收入僅來自區塊獎勵和小費(Tip),而小費完全由用戶自定義支付。也就是說,理論上用戶可以不支付小費。不過,如果用戶希望礦工優先打包其交易數據,同樣會像之前支付更高的手續費一樣支付「小費」。

3.為什么需要EIP-1559?

目前以太坊采用簡單的拍賣機制對交易費用進行定價。即,用戶出價,礦工優先選擇出價最高的交易數據進行打包。對此,EIP-1559提出者認為,該方法會導致以下問題:

? 交易費用水平波動性和交易的社會成本不匹配:在成熟公鏈上,區塊使用率較高,因此區塊較滿,交易費波動性較大。舉例來說,當手續費為1gwei時,網絡多接受一筆交易進區塊產生的成本是1gwei的10倍以上。無論1gwei,還是10gwei,這顯然是荒謬的,二者只是800萬Gas和802萬Gas的差別。

? 不必要的延遲:由于每個區塊受Gas Limit限制以及交易量的自然波動,交易通常需要等待幾個區塊才能被打包,這是十分低效的。沒有人會從這樣一個事實中獲得顯著收益。在EIP-1559機制下,區塊大小可以動態變化,各個區塊可以存在大小差異。

? 拍賣效率低下:目前用戶根據自己的猜測以高價發布交易,隨后礦工選擇支付費用最高的交易數據進行打包。眾所周知,這是非常低效的。因此我們需要復雜的費用估算算法。但即使是這些算法也往往最終效果不佳,導致頻繁出現費用超額支付的情況發生。

4.EIP-1559將產生哪些影響?

? 用戶

與目前的拍賣機制不同,實施EIP-1559之后,用戶可以更好地了解網絡的擁堵程度,以及基本費用有多高。當網絡太過擁擠時,用戶可以自主決定是否選擇支付小費來獲得優先打包權。如果選擇不支付,其可以等待基本費用下跌再完成交易。一言以蔽之,EIP-1559可以幫助用戶預測交易市場,并提高交易費的透明度和可見度,防止用戶支付過高的費用。

另外,用戶千萬不要認為EIP-1559可以實現低手續費,因為以太坊網絡的擁堵問題是需要依靠分片技術來解決的。

? 礦工

在EIP-1559設定下,礦工收入來源發生改變,獲利減少。除固定的區塊獎勵外,礦工收入還來自用戶支付的小費,而這部分費用用戶完全有可能選擇不支付。根據Coindesk研究報告,實施EIP-1559后,在小費收入為零的情況下,粗略估計礦工收入將下降20%~35%。

由于EIP-1559將導致以太坊礦工收入降低,因此包括星火礦池在內的市場參與方曾表示反對該提案,并稱這是從礦工到持有人的財富再分配,是對礦工的「搶劫」。

而另有傳言稱,因不滿EIP-1559,以太坊礦工可能選擇轉移算力,加入到以太經典等替代區塊鏈,或選擇分叉以太坊。

不過,鑒于歷史情況(ETC、BCH等分叉鏈后來的發展都不及源鏈)以及礦工已為挖礦付出大量成本等因素,最有可能出現的情況是大多數以太坊礦工「投降」,轉而支持EIP-1559。以太坊核心開發人員 Tim Beiko表示,“如果礦工在 EIP-1559 部署到以太坊前離開網絡,那么全網算力將會降低,其他礦工將因此獲得更多利潤。換句話說,挖礦的人越少,留下來的人就越容易獲得 ETH。”

Tim Beiko同時說道,“在EIP-1559 部署到以太坊區塊鏈之前,我們其實是需要一些礦工的,但如果他們在網絡升級之前逐漸離開網絡,可能會給當前網絡帶來安全風險。但實際上,大多數礦工已經在礦機等基礎設施上投入了大量成本,考慮到礦工已經花費了不少固定成本,因此他們應該有動力開采到最后一個區塊。”

? 投資者

眾所周知,與BTC不同,ETH沒有供應上限。每當礦工開采一個區塊,就會有兩枚ETH進入流通市場。這意味著,隨著時間的推移,市場中將有更多資產可供用戶持有和交易,而投資者手中原有的代幣則被一點點稀釋。對此,有觀點認為,EIP-1559有望解決這一問題,其為以太坊的價值提供新的敘事,被稱為「以太坊貨幣政策中的最后一塊拼圖」。

以太坊

(數據來自Coindesk研究報告)

以太坊

(數據來自Coindesk研究報告)

如前所述,在EIP-1559設計中,用戶支付的基本費用將被銷毀,因而該提案被視為可以帶領ETH走向通縮。但事實上,這種說法并不完全準確。

以太坊

(截至7月3日,模擬數據顯示,在過去365天內,EIP-1559的激活導致系統銷毀2,937,407枚ETH)

首先,對EIP-1559可能帶來的通縮程度進行準確建模是很困難的。因為這需要預測諸如預期交易之類的變量,甚至還要預測更難以衡量的網絡擁堵情況。

其次,從理論上講,只有交易規模足夠大,銷毀的基本費用超過挖礦獎勵,ETH的貨幣政策才是通縮的。否則,當挖礦獎勵超越銷毀的ETH數量時,ETH將走向通脹。

以太坊開發者曾指出,由于無法控制用戶對區塊空間的需求,因此無法斷言 ETH 是通縮還是通脹,因此這一情況會導致核心開發者對以太坊的長期貨幣政策失去一些控制權。

雖然目前無法準確量化EIP-1559可能會對ETH帶來多大影響,但可以確定的是,銷毀機制能夠適度平衡ETH不斷增長的供應量。

5.EIP-1559會帶來哪些風險?

EIP-1559會為那些對時間敏感的網絡參與者(例如預言機)帶來潛在風險。

網絡擁堵期間(實施EIP-1559后),區塊在不斷被填滿或接近填滿時,基本費用會呈指數級增長,直至區塊不再被填滿才會停止。這一漲勢是基于預先確定的算法,而非基于拍賣。因此,如果需求不減少,基本費用可以相當快地達到過高的水平。在此情況下,像預言機這類幾乎需要為所有DeFi dapp提供報價的網絡參與者,為確保價格信息及時傳至DeFi dapp,其最終可能不得不支付高額費用。由此,許多預言機網絡可能不得不改變他們提供報價的頻率,而這將改變與預言機交互的DeFi dapp的數量。

三、結語

從表面上看,EIP-1559是一項關于Gas費用的提案,直接涉及對象是用戶、礦工,但實際上,該提案對ETH本身的影響最大。

就用戶角度而言,雖然EIP-1559會提高Gas費用透明度,但對多數散戶來說,其更關心、更希望得到解決的問題或在于如何降低高企的交易費;從礦工立場來說,EIP-1559的確會使其收益降低,但當網絡擁堵時,部分迫切希望快速完成交易的用戶還是會支付費用,這部分「小費」相當于現在的「手續費」,而更為關鍵的是,即使不實施該提案,隨著以太坊即將進入PoS階段,小型礦工收入也會收到影響。

在ETH層面, 雖然EIP-1559對ETH帶來的影響難以在短期內顯現,但由于ETH可能時而走向通脹,時而轉向通縮,因此ETH經濟市場將變得不再穩定。另外,在網絡活躍度較高時,銷毀的ETH數量可能超過新發行的代幣量。隨著時間的推移,ETH的年發行率將從4%降至零或負數。屆時,無論是用戶,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?》

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