以太坊即将迎来里程碑历史的重要升级

文字 |梁玉山

7月14日（官方暂定），以太坊将启动“伦敦”硬分叉升级，提案5个，其中EIP-1559备受关注。该提议在以太坊社区引发热议，支持者称其为“ETH的稀缺引擎”，认为它将为ETH价格上涨提供动力；反对者声称这是对矿工的财富再分配给持有者，是对矿工的“抢劫”。

EIP-1559：ETH 1.0 费用市场改革

EIP-3198：BASEFEE 操作码

EIP-3529：gas 减少退款

EIP-3541：拒绝以 0xEF 字节开头的新合约

EIP-3554：难度炸弹推迟到 2021 年 12 月 1 日

一、气体

1.什么是Gas？

根据官方定义，Gas 是衡量在以太坊网络上执行特定操作所需的计算量的单位。

（图片来自 ethereum.org）

简单理解以太坊升级，以太坊网络上的任何操作（如计算、存储或代币转账等）都需要支付Gas。汽油之于以太坊就像汽油之于汽车，没有燃料供应，系统就无法运行。

理论上，gas 级别由操作所需的计算资源决定。执行的操作越复杂，gas 费用就越高。一般来说，调用智能合约所需的费用高于转账（无论金额多少，转账消耗的gas都是固定的，为21000）。

2.gas费用如何计算？

Gas费以ETH支付，其价格单位以gwei表示，1gwei = 0.000000001 ETH。

Gas 费=Gas 价格 * Gas​​ 单位（限制）。

Gas 价格是用户愿意为每种 Gas 支付的价格。

Gas Limit 是用户愿意为执行某项操作或确认交易而支付的最大 Gas 量。

这相当于，使用以太坊网络的成本=gas(Gas)价格*使用多少gas。

例如，如果 Alice 想向 Bob 转账 1 ETH，Gas limit 是 21000，gas price 是 200 gwei，那么转账费用是 21,000 * 200 = 4,200,000 gwei (0.0042 ETH)。

另外一种情况，如果 Alice 将 gas limit 设置为 50000，以太坊虚拟机只会消耗 21000，系统会返回剩余的。但是如果 Alice 设置的 Gas 限制过低，则会因为 Gas 不足而取消交易，并且会因为计算资源的使用而消耗 Gas。

3.为什么需要设置 Gas？

为每个操作引入 Gas 费用可以保证以太坊网络的安全。通过收费，可以在一定程度上防止参与者向网络发送垃圾，同时防止代码意外和网络陷入死循环。

4.Gas 费怎么了？

在 2017-2018 年牛市期间，以太坊的平均交易费用在 5.7 美元左右，但随后在 2019 年随着市场转为看跌而保持在 1 美元以下。

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（来自 bitinfocharts 的数据）

截至 2020 年 6 月，由于流动性挖矿热潮，以太坊链上的活跃度激增，8 月份平均交易费用已升至 1 美元以上。它在 9 月初升至 10 美元以上，是今年的最高水平。

进入 2021 年，NFT 将接管 DeFi，以太坊的使用率将持续上升，网络拥堵加剧。平均交易费用为 5 月一次。 12日达到近70美元的高位，创历史新高。

然而，随着 5 月下旬加密货币市场开始降温，以太坊的平均交易费用也随之下降，目前基本保持在 6 美元以下。

5.影响gas费用的因素有哪些？

以太坊网络拥堵和 ETH 价格上涨将增加 gas 费用。

一方面，随着 dapp 功能越来越复杂，智能合约执行的操作数量不断增加，每笔交易在有限大小的区块中占用更多空间。由于需求过剩，网络变得拥挤，用户必须支付更高的交易费用来激励矿工先将交易打包成区块（这类似于去同一个地点，打车比坐公交车快，但成本更高）。

另一方面，ETH 价格的上涨也会推高交易费用，但这也是由于以太坊网络使用量的增加（Gas 的增加）和市场预期的增加为了 ETH 的未来。

Gas 费上调会有什么影响？从以太坊矿工的角度来看，收入增加，收入结构发生变化。根据机制设置，以太坊矿工的收益来自区块奖励（固定为2 ETH）+手续费，通常区块奖励带来的收益高于手续费。但自 2020 年 8 月以来，受 DeFi 和 NFT 热潮的影响，以太坊链上的活跃度急剧增加，gas 费用大幅上涨，费用在矿工总收入中的比例逐渐上升。

数据显示，今年 1 月，以太坊矿工赚取 8 亿美元，其中近 40% 是交易费。截至 5 月，以太坊矿工收入创下 19.4 亿美元的历史新高，其中近 50% 为交易手续费。

（来自区块的数据）

二、EIP-1559

1.什么是EIP-1559？

EIP-1559 最初由以太坊创始人 Vitalik Buterin 在 2018 年提出，作为以太坊网络交易定价机制的解决方案。

有观点认为 EIP-1559 将解决以太坊交易费用高的问题，但事实并非如此。

本质上，EIP-1559 只是改变了原有的拍卖机制（出价高的人将优先获得打包区块的权利），使交易费用可预测且更加透明，但这不会改变高昂的 gas 费用。案子。毕竟网络拥塞是由于缺乏可扩展性造成的，而 EIP-1559 并没有改变以太坊区块链的结构。

2.EIP-1559 包含什么？

EIP-1559 涉及三个部分：

1）调整区块Gas上限；

2）增加基础费用（BASEFEE），打包在同一个区块的交易都使用BASEFEE作为Gas Price，这部分费用会被协议销毁，矿工无法获取获得这部分费用，但费用的多少由用户自己决定。

•基本费用和调整 Gas Cap

在 EIP-1559 设计中，基本费用是用户在以太坊上发送交易或完成操作所需的最低 gas 价格。根据提案，base fee 的最小值可能是 7 wei，相当于 0.000000007 gwei。

但是，当以太坊网络拥塞时，用户需要支付的基础费用会根据每个区块使用的空间上下波动。

EIP-1559 提出算法根据前一个区块的填充水平调整基础费用。如果前一个块大于目标块大小（即网络使用率> 50%），则增加基础费用。反之亦然。即当网络使用率大于50%时，基础费用会增加；当网络使用率低于 50% 时，基本费用会降低。

理想情况下，以太坊上每个区块的最大气体限制是 1500 万气体。但是，EIP-1559 将允许在网络拥塞时将块大小增加一倍。

在 EIP-1559 设计下，一旦区块大小超过 1500 万个 Gas，用户执行交易所需的基础费用将增加 1.125 倍（12.5%）。因此，低于此阈值，基本费用将降低 12.5%。

Coindesk Research 指出，鉴于每个新区块的开采时间为 13 秒，如果大区块（超过 1500 万个 Gas）继续出现在网络中，则基本费用可能约为 5 分钟或 20 10 倍的时间。块。

（来自 consensys 的图片）

值得注意的是，在 EIP-1559 的设计中，基础费用并没有分配给矿工，而是直接销毁。这是以太坊矿工们热议的关键。

• 添加了小费

在 EIP-1559 实施之前，矿工收入来自区块奖励和费用。其中，区块奖励固定为2 ETH，手续费动态变动，均归矿工所有。

EIP-1559实施后，矿工无法获得手续费（烧毁），收入仅来自区块奖励和小费，完全由用户支付。也就是说，用户理论上可以不付小费。但是，如果用户希望矿工先打包他们的交易数据，他们也会像之前支付更高的费用一样支付“小费”。

3.为什么需要 EIP-1559？

目前以太坊使用简单的拍卖机制来定价交易费用。即用户出价，矿工优先选择出价最高的交易数据进行打包。对此，EIP-1559的提议者认为这种方法会导致以下问题：

• 交易手续费水平的波动性与交易的社会成本不匹配：在成熟的公链上，区块使用率较高，因此区块已满，交易手续费波动较大。例如，当费用为 1gwei 时，网络接受的多笔交易进入区块的成本是 1gwei 的 10 倍以上。不管是 1gwei 还是 10gwei 都明显是可笑的，两者相差只有 800 万 Gas 和 802 万 Gas。

• 不必要的延迟：由于每个区块的 Gas Limit 和交易量的自然波动，交易通常需要等待几个区块才能打包，这是非常低效的。没有人会从这一事实中受益匪浅。在EIP-1559机制下，块大小可以动态变化，每个块可以有大小差异。

• 拍卖效率低：目前用户根据自己的猜测高价发布交易，然后矿工选择支付最高费用的交易数据打包。这是众所周知的低效。所以我们需要复杂的成本估算算法。但即使是这些算法也往往最终无效，导致经常多付费用。

4.EIP-1559 会有什么影响？

• 用户

与目前的拍卖机制不同，随着 EIP-1559 的实施，用户可以更好地了解网络的拥塞程度以及基础费用的高低。当网络过于拥挤时，用户可以决定是否选择支付小费以获得优先打包。如果它选择不支付，它可以在完成交易之前等待基本费用下降。简而言之，EIP-1559可以帮助用户预测交易市场，提高交易费用的透明度和可见性，防止用户支付过多的费用。

另外，用户千万不要以为EIP-1559可以做到低交易费，因为以太坊网络的拥塞问题需要通过分片技术来解决。

• 矿工

在EIP-1559的设置下，矿工的收入来源发生了变化，利润减少了。除了固定的区块奖励，矿工收入还来自用户支付的小费，用户完全可以选择不支付。根据 Coindesk 研究报告，EIP-1559 实施后，在零小费收入的情况下，粗略估计矿工收入将下降 20% 至 35%。

由于 EIP-1559 将导致以太坊矿工的收入降低，包括星火矿池在内的市场参与者都表示反对该提议，称这是对矿工的财富再分配给持有者，是对矿工的“抢劫”。

也有传言称，由于对 EIP-1559 的不满，以太坊矿工可能会选择转移算力，加入以太经典等替代区块链，或者选择分叉以太坊。

但是鉴于历史情况（ETC、BCH等分叉链还没有像源链那样发达）以及矿工们为挖矿付出了很多成本，最有可能的情况是大多数以太坊矿工“投降”以支持 EIP-1559。根据以太坊核心开发人员 Tim Beiko 的说法，“如果矿工在 EIP-1559 部署到以太坊之前离开网络，那么哈希率将会降低，而其他矿工将获得更多利润。也就是说，挖的人越少，留下来的人就越容易拿到 ETH。”

Tim Beiko 还表示，“在以太坊区块链上部署 EIP-1559 之前，我们实际上需要一些矿工，但如果他们在网络升级之前逐渐离开网络，这可能会给当前网络带来安全风险。但实际上，大多数矿工已经在矿机等基础设施上投入了大量资金，考虑到矿工已经花费了大量的固定成本，所以应该有动力去挖到最后一个区块。”

• 投资者

众所周知，与 BTC 不同，ETH 没有供应上限。矿工每挖出一个区块，就有两个 ETH 进入流通市场。这意味着随着时间的推移，市场上会有更多的资产供用户持有和交易，而投资者手中的原始代币则被稀释了一点。对此，有人认为EIP-1559有望解决这一问题，为以太坊的价值提供了新的叙事，被称为“以太坊货币政策的最后一块拼图”。

（来自 Coindesk 研究报告的数据）

（来自 Coindesk 研究报告的数据）

如前所述，在 EIP-1559 设计中，用户支付的基础费用将被销毁，因此该提议被视为导致 ETH 走向通缩。但实际上，这种说法并不完全准确。

（截至7月3日，模拟数据显示，EIP-1559的激活导致系统在过去365天内销毁了2,937,407 ETH）

首先，很难准确地模拟 EIP-1559 可能带来的通货紧缩程度。因为这需要预测变量，例如预期交易，甚至更难以衡量的网络拥塞。

其次，理论上，ETH 的货币政策只有在交易规模足够大且基本销毁成本超过挖矿奖励的情况下才具有通缩性。否则，当挖矿奖励超过销毁的 ETH 数量时，ETH 将走向通货膨胀。

以太坊开发者曾指出，由于用户对区块空间的需求无法控制以太坊升级，无法说ETH是通缩还是通胀，所以这种情况会导致核心开发者对以太坊的长期货币政策损失一些控制。

虽然目前无法准确量化 EIP-1559 可能对 ETH 产生多少影响，但可以肯定的是，销毁机制将适度平衡不断增长的 ETH 供应。

5.EIP-1559 有哪些风险？

EIP-1559 会给时间敏感的网络参与者（例如预言机）带来潜在风险。

在网络拥塞期间（在实施 EIP-1559 之后），基础费用将随着区块继续填充或接近填充而呈指数增长，并且在不再填充块之前不会停止。集会基于预先确定的算法，而不是拍卖。因此，如果需求不减少，基本费用会很快达到过高的水平。在这种情况下，像预言机这样需要为几乎所有 DeFi dapp 提供报价的网络参与者最终可能不得不支付高额费用，以确保价格信息及时到达 DeFi dapp。因此，许多预言机网络可能不得不改变他们提供报价的频率，这将改变与预言机交互的 DeFi dapp 的数量。

三、结束语

从表面上看，EIP-1559是一个关于gas费用的提案，直接涉及用户和矿工，但实际上该提案对ETH本身的影响最大。

从用户的角度来看，虽然EIP-1559会提高gas费用的透明度，但对于大多数散户来说，他们更关心并想要解决问题或者如何降低高昂的交易费用；从矿工的角度来看，EIP-1559确实会减少收益，但是当网络拥塞时，一些急于快速完成交易的用户仍然会支付费用。这部分“小费”相当于目前的“手续费”，还有更多。至关重要的是，即使提案没有实施，随着以太坊即将进入 PoS 阶段，小矿工的收入也会受到影响。

在 ETH 层面，虽然 EIP-1559 对 ETH 的影响在短期内难以显现，但由于 ETH 有时会转为通胀有时是通缩，因此 ETH 经济市场会变得不稳定。此外，当网络活跃度高时，销毁的 ETH 数量可能会超过新发行的代币数量。随着时间的推移，ETH 的年发行率将从 4% 下降到零或负值。届时，用户和矿工都会从中受益。

参考资料：

1.《EIP-1559：ETH 1.0 链的手续费市场变化》

2.《以太坊改进提案 1559 的投资影响》

3.《什么是EIP-1559？它将如何改变以太坊？》