區塊鏈:基于 NFT 技術的數字藏品降低「gas」的技術方案初探

摘要：

基于區塊鏈的數字藏品市場是NFT技術的最主要應用場景之一，然而鏈上手續費成本過高在一定程度阻礙了數字藏品市場的發展。本文列舉了目前的數字藏品市場對解決gas成本過高問題的一些前沿技術方案探索，包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2以及跨鏈方式等，同時展望了未來的一些技術發展方向。

1.?數字藏品市場和鏈上手續費

基于區塊鏈的數字藏品市場是NFT技術的最主要應用場景之一。隨著NFT技術被應用于各類實際應用場景，數字藏品市場的使用量也水漲船高。以以太坊為例，根據ultrasound.money資料顯示，自以太坊實施EIP-1559到2021年12月16日截止，數字藏品市場?OpenSea?消耗的gas已達到126,414ETH左右，超過普通的鏈上轉移和Uniswap，成為最大的gas消耗應用。

那么，「gas」是什么？為什么數字藏品市場gas消耗量這么大？

所謂「gas」是鏈上手續費在以太坊等區塊鏈平臺上的術語。而鏈上手續費是區塊鏈平臺最為常見的技術特征之一。鏈上事務的運行，包括簡單的轉移或復雜的智能合約運行等，會使用相應的計算和存儲等區塊鏈資源；發起這些鏈上事務的用戶，則會為消耗這些區塊鏈資源而付出相應的鏈上手續費。區塊鏈通過這種機制來激勵區塊鏈網絡的維護者，同時避免區塊鏈網絡被惡意用戶DDoS攻擊、惡意運行無限循環代碼等。因此可以說，鏈上手續費對保障區塊鏈網絡的正常運行有著十分必要且積極的作用。

英國法律委員會：英國應創建使用加密貨幣作為抵押品的定制框架:金色財經報道，英國司法部資助的法律委員會在一份報告中表示，英國應該創建一個使用加密貨幣作為抵押品的定制框架。該委員會表示，這種制度的范圍將超出英國現有的傳統金融抵押安排法規。該委員會還加倍呼吁英國將加密資產視為一種新型財產。它還希望政府成立一個由特定行業的技術專家、法律從業者、學者和法官組成的小組，就與數字資產相關的復雜法律問題向法院提供建議。雖然英格蘭和威爾士的法律體系完全可以支持英國政府將加密貨幣納入現有法律框架范圍的嘗試，但某些領域可能需要專門處理以適應數字資產。

該報告是英格蘭和威爾士法律委員會聲稱的英國政府首次委托分析現有法律框架如何適應加密貨幣和NFT的結果。該獨立機構由律師、法官和教授組成，并提出政府可以決定推進的法律改革建議。該委員會的提議不適用于擁有自己法律體系的蘇格蘭和北愛爾蘭。[2023/6/28 22:04:52]

但是一些復雜的鏈上流程也給用戶帶來了較高的鏈上手續費成本。以以太坊的數字藏品市場為例，用戶通常在創建、掛牌授權、轉移等多個環節中均需要消耗gas，例如在轉移環節通常就需要用戶消耗0.02ETH左右的gas。當一些數字藏品應用的活動時間比較集中時，以太坊的整體gasprice也曾飆升。

Ripple總法律顧問：Kevin和所有其他FTX風險投資者應該向SEC提出挑戰:金色財經報道，在最近與 CNBC 的采訪中，Kevin O Leary 提到包括他在內的 FTX 股東可能不會得到任何回報。他補充說，賠錢的風險投資者明白這一點。對此，Ripple的總法律顧問Stuart Alderoty表示，Kevin和所有其他FTX風險投資者應該向SEC提出挑戰。他們應該要求SEC停止花費納稅人的錢在其對SBF的案件上。

Stuart Alderoty稱，該委員會對FTX前CEO的指控只是一個標簽。雖然他們不希望在向法院提出的破產案中，用戶的錢被追回。[2022/12/18 21:51:22]

8月26日，數字藏品應用使gasprice一度飆升至1,429GWei，約為平時的十倍以上

這些gas一般都需要數字藏品應用的用戶來支付。顯然，過高的gas會阻礙數字藏品市場的進一步使用與發展，而且還可能影響區塊鏈網絡的其他應用的使用。目前數字藏品市場已經對節省和降低gas進行了一些技術探索。

2.?節省?gas?的技術方案

數字藏品的gas過高問題，在一定程度上是由數字藏品自身的數據量大、業務流程復雜、以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展性仍需提高所導致的。為解決這些問題，相應的可以參考解決擴展性技術、提高效率的各類辦法。目前的一些技術探索方向包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2以及跨鏈方式等。

Shiba Inu市值重返100億美元上方:金色財經報道，據最新數據顯示，meme token Shiba Inu（SHIB）8月15日市值重返100億美元上方，且已經先去四周上漲（上一次出現這種情況在2021年9月，當時Shiba Inu達到了0.000088美元歷史高點）。截至本文撰寫時，SHIB市值小幅下挫至9,979,450,708美元。最近社區對 Shibarium（Layer 2）和 Shiba Inu 金融生態系統（SHIBFE）的推出寄予厚望，同時Shibarium Public Beta TestNet 預計將于本季度推出，而元宇宙和 Shiba Inu NFT 生態系統的發布定于 2022 年第四季度。另據WhaleStates數據，排名前 2000 位的以太坊鯨魚一直在積極地持有SHIB，截至 8 月 13 日，這些鯨魚持有價值超過 1.7934 億美元的 Shiba Inu。[2022/8/15 12:25:39]

數字藏品市場降低gas的方案

2.1.?鏈外方式

既然gas產生于鏈上，最自然的思路是盡量采用鏈外的方式。主要解決辦法包括兩類：將原有鏈上的部分流程放在鏈外處理、將鏈上一些流程推遲進行。

Optimism總鎖倉量為38.4億美元，近7日下跌7.48%:金色財經消息，據L2BEAT數據顯示，截至目前，以太坊Layer2上總鎖倉量為38.4億美元，近7日下跌13.77%。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約19.6億美元，占比51.02%。其次是dYdX，鎖倉量7.15億美元，占比18.62%。Optimism占據第三，鎖倉量6.9億美元，占比17.98%，近7日下跌7.48%。[2022/6/21 4:42:38]

部分流程放在鏈外

結合使用鏈外流程處理，來減少一些鏈上步驟。以NiftyGateway為例，通過將一些交換的步驟放在鏈外進行以減少鏈上處理步驟，達到降低成本目標。例如原先總共需要10步鏈上操作的交換，通過NiftyGateway的交換流程優化，可將其中3到4步放在鏈外進行；鏈上僅保留必須在區塊鏈上共識確認的步驟，以此來降低整體的鏈上處理成本。

部分流程推遲

推遲部分流程執行，讓業務流程先運行起來，使數字藏品創作者以更低成本先行創作及發布，是一種鼓勵性辦法，可以為創作者提供更為友好的體驗。這類方案的典型代表是OpenSea的LazyMinting。它采用了中心化的方式，支持創作者先免費創作內容并上架開售，由OpenSea使用中心化的方式先來存儲和處理，在成交等環節中再在鏈上確認，此時買賣雙方才通過區塊鏈共識來完成數字藏品交割。

元宇宙相關加密資產總市值為跌破100億美元:金色財經報道，據最新數據顯示，元宇宙相關加密資產總市值跌至99億美元，24小時下降8.54%，24小時交易額25.6億美元。

當前市值排名前五的NFT通證分別是：Decentraland（14.7億美元）、ApeCoin（11.1億美元）、The Sandbox（11.0億美元）、Theta Network（10.4億美元）、Axie Infinity（8.6億美元）。[2022/6/13 4:21:57]

但這類方式并不能完全解決成本問題。LazyMinting主要是將mint的時機推遲并讓買家來承擔，嚴格意義上并沒有降低整體成本。

2.2.?本鏈優化

優化代碼編寫

Gas的產生主要由于智能合約的運行過程中耗費了計算和存儲等區塊鏈資源。數字藏品創建前，對代碼編寫上的優化在一定程度上可以減少gas的成本。一些優化的辦法包括，在開發時選擇使用合適的代碼庫，在編譯時使用Truffle等工具的優化等。

批量聚合

對于已部署在鏈上的數字藏品，可以采用批量、聚合等方式來降低整體的成本。以Genie為例，該聚合工具是支持將不同市場上針對不同數字藏品的多個操作打包在一個事務里，同時綜合使用一些鏈外等方式來降低單個操作的平均成本。?

2.3.?多鏈

除了在本鏈進行計算、存儲的各方面優化，一種比較直接簡便的辦法是在應用端集成多個區塊鏈網絡；用戶在使用時可以選擇合適的網絡。

以OpenSea為例，除以太坊平臺外OpenSea還提供了?Polygon?網絡的選項。當以太坊網絡成本較高時，用戶可以在OpenSea的應用上選擇切換到Polygon網絡。

2.4?側鏈/Layer2?方式

除了在應用層面直接集成多鏈網絡外，另一種應用方案的選擇是從區塊鏈協議層入手，將數字藏品的許多業務和流程轉移到側鏈或Layer2上進行，以降低成本等。通常，這類解決方案也會提供側鏈、Layer2與原鏈之間的跨鏈轉移工具。

側鏈

側鏈通常指與主鏈并行、有雙向橋接功能的區塊鏈網絡。以太坊的側鏈包括xDai、Skale、POANetwork等。目前一些數字藏品市場會選擇側鏈的方式來降低主鏈上的數字藏品成本。

一個比較典型的案例是nifty.ink。它支持用戶在xDai側鏈上創作和管理藝術作品，包括鏈上的創建、轉移等等。而如果用戶希望將數字藏品作品轉移到以太坊上，可以通過AMB橋接工具轉移到以太坊上，例如發布到OpenSea市場上。

其他類似的案例還包括的AxieInfinity使用Ronin側鏈等。

Layer2

與側鏈較為類似的是，一些數字藏品市場選擇了Layer2的技術路線來降低成本。其中較為典型的案例有專為數字藏品應用設計、基于ZKRollup的ImmutableX及其自有的數字藏品市場。其他的一些解決方案還包括選擇Arbitrum上的各類數字藏品市場及應用等。

2.5?跨鏈

跨鏈技術，除了解決價值和數據流轉問題外，也可以作為解決數字藏品成本難題的方案之一。解決區塊鏈的可擴展性問題以及“不可能三角”悖論，跨鏈協議+應用專有鏈的方案是一種非常好的選擇。

與側鏈和Layer2解決思路類似的，可以將數字藏品市場部署在一個使用成本較低的應用專有鏈上；而當需要在更大范圍內轉移時，再通過跨鏈協議進行流轉。

當前的一些跨鏈數字藏品方案主要還是采用中心化的網關或跨鏈橋的方式。不過基于完全去中心化驗證的IBC/TIBC跨鏈協議已經可以支持非同質化數據內容的跨鏈轉移。例如，2021年中國傳統文化數字化藝術品IDA在BSN文昌鏈上鏈登記確權后，以跨鏈形式依靠TIBC跨鏈協議及跨鏈樞紐，從BSN文昌鏈經由跨鏈服務樞紐跨鏈轉移至全球市場。

3.?總結展望

數字藏品的鏈上成本問題在一定程度上是以以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展問題的縮影。值得高興的是，Layer2、跨鏈等底層技術在近年來的長足發展、鏈上應用和生態的繁榮為當前的數字藏品應用提供了切實可行的方案。目前方案包括中心化的推遲處理、本鏈進行處理上的優化、部署多鏈、鏈外采用側鏈和Layer2擴展技術以及跨鏈協議等多種方式。

應當指出，當前的一些技術實現上仍然存在著過度中心化、技術安全隱患等值得改進之處；基于IBC/TIBC等完全去中心化的數字藏品跨鏈方式嶄露頭角，有待進一步支持更多應用；基于Rollup的數字藏品支持技術還有改進空間。

不過隨著區塊鏈可擴展性、跨鏈技術的不斷研發與改進，相關技術對數字藏品應用的支持也會更加完善，技術方案也將更加豐富多樣。

參考資料

?https://decrypt.co/87515/nifty-gateway-ethereum-gas-fees-nft-trading-investing

?https://mirror.xyz/davidcai.eth/cO1XOsvg0NvW9um1unIip7okeK6r1LaZ5FzbhTG9CSg

?https://medium.com/@kaymonft/optimizing-nft-smart-contracts-to-reduce-gas-usage-7f4e819eb49d

?https://genielabs.notion.site/Genie-FAQ-aaa4c154dc52451fbcb3451e7ab7364f

?https://newsletter.banklesshq.com/p/how-to-collect-nfts-on-layer-2

?https://docs.tokenbridge.net/amb-bridge/about-amb-bridge

?https://newsletter.banklesshq.com/p/the-arbitrum-nft-scene

?TIBC跨鏈協議及跨鏈樞紐支持的一體化數字藝術品?https://twitter.com/VitalikButerin/status/1435413681588736007

邊界研究院

邊界研究院基于邊界智能在自主可控區塊鏈底層技術、跨鏈技術以及結合大數據和隱私計算方面的長久技術積累，致力于熱點事件分析、前沿技術分享、行業觀點闡述、行業標準制定、國內外開源社區交流等研究工作，為各行業貢獻以區塊鏈技術為核心的專業研究成果。

現階段重點研究方向包括跨鏈技術探索、產業應用、前沿技術融合等領域。

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