以太坊:EIP 1559 這可能是2021年以太坊最值得關注的提案

眾所周知，在去年DeFi熱潮起來之后，以太坊網絡的平均Gas價格就開始明顯飆升，Gwei破100近乎成為常態，個別情況亦不乏400以上的極端情況，單筆交易成本甚至高達十刀以上。

就在最近，專門針對交易費用機制改革的EIP1559提案，在2018年7月被V神提出兩年半之后，終于也將進入關鍵的大區塊測試階段，據稱很可能在今年年中前后實現部署。

相信不少朋友都對于“EIP1559”有所耳聞，但對其究竟是什么，又會對以太坊接下來的發展產生怎樣的影響，可能卻不甚了解，作為可能是2021年以太坊最值得關注的一個提案，今天就帶大家來徹底搞懂EIP1559。

什么是EIP1559?它主要是為了解決什么問題？

以太坊網絡的平均Gas價格一路水漲船高，最直接地肯定就是昂貴交易費用之下的糟糕用戶體驗，這幾乎成為咱們普通用戶在使用以太坊時的“不可承受之重”，明顯不利于以太坊網絡的健康發展。

與此同時，這種狀況倒讓以太坊礦工賺的盆滿缽滿：目前以太坊每個區塊收益平均約為8ETH，而在其中系統區塊獎勵為2ETH，剩余6ETH均為手續費收益，也就是說手續費收益超區塊獎勵3倍，而在2018年僅為當下均值的10%。

這種交易手續費遠高于區塊獎勵的狀況，其實會給以太坊網絡的安全帶來風險。當交易費變成礦工收入的主要部分時，因為交易費自身的巨大波動，礦工出于逐利，算力投入也隨之波動，那么網絡的安全性也會隨之波動，從而增大以太坊網絡被51%攻擊的風險。

分叉監控工具計算塊哈希的庫沒有EIP-1559支持，導致其報告的區塊哈希值與區塊瀏覽器和節點不同:以太坊開發者Tim Beiko表示，以太坊測試網Ropsten激活倫敦升級后，分叉監控工具報告的區塊哈希值與區塊瀏覽器和節點不同，但是所有字段和兩組哈希都是一致的。這是一個工具問題而不是共識問題，分叉監控工具計算塊哈希的庫沒有EIP-1559支持，因此計算是不同的。[2021/6/25 0:05:50]

V神就曾專門針對手續費用不斷飆升的現狀發推，稱交易費用的持續高企可能威脅以太坊的安全性，同時強調“EIP1559提案可解決這一問題”。

所以為了提升以太坊的用戶體驗，同時確保以太坊網絡的安全，緩解網絡擁堵、降低交易手續費就成了重中之重。不過要想徹底明白EIP1559解決方案的關鍵，我們首先還得需要回顧一下以太坊網絡的交易費機制。

眾所周知，在以太坊網絡中的一筆交易費=Gas*GasPrice，其中:

Gas即該該筆交易消耗的總Gas數量，一般每筆交易需要消耗的Gas數量都是固定的；

GasPrice即該筆交易中我們為每單位Gas所愿意付的價格，所以它是直接決定礦工是否愿意快速打包該筆交易的關鍵；

而目前的GasPrice主要就是一種“競拍”游戲——每個以太坊區塊的GasLimit容量固定，也就是坑位有限，那么自然誰出價高，誰的交易就優先被打包進區塊確認。

以太坊開發者Tim Beiko解釋為何柏林升級沒有納入EIP-2537:以太坊開發者Tim Beiko解釋為何柏林升級沒有納入EIP-2537表示，其在柏林升級需要更多測試，團隊總體都同意，但是當我們討論將它包含在倫敦升級時，有人提出了一個我們應該使用的新庫，并可能修改gas成本，這需要更多的測試，因為它沒有削減gas。此外，它從一個非常好的擁有（預存款合約啟動以驗證存款）變成了“我們在分片之前需要這個”，因此緊迫性大大降低。[2021/6/8 23:21:36]

從博弈的角度講，這種“競拍”模式下，在擁堵時因為沒有足夠的參考信息，只能進行主觀上模糊的費用估算，大家自然會為了確保自己的交易能夠快速被優先打包確認，將自己的GasPrice不斷調高以超過其他待打包的用戶。

同理，其他人也會競相調高，這樣彼此之間反復“喊價”，某種程度上形成了“惡性的競拍競爭”，使得此時的GasPrice偏離正常范圍，從而造成高手續費的困境。

可能有朋友會說，那就增加坑位，直接提高每個以太區塊的GasLimit不就完了？也不是沒有這樣做過，以太坊的GasLimit其實已經不止一次擴容了。

2019年9月以太坊網絡GasLimit從800萬增加到1000萬，而在2020年6月，再次從1000萬增加到1200萬，但事實證明單純地增加區塊容量本質上并不能解決問題：

以太坊開發者提出EIP-3455提案，允許發送者召回代幣:4月1日消息，以太坊開發者William Morriss和Baptiste Vauthey提交EIP-3455提案，該提案引入新的操作代碼，允許任意的發送者地址召回發出的代幣。目前，以太坊網絡時常出現發送者將代幣打入代幣地址而不是接收者地址的情況，EIP-3455提案為恢復這些代幣提供了解決方案。[2021/4/1 19:37:20]

以太坊目前的區塊其實并不是每時每刻都在擁堵，進行種菜耕作的“科學家”們最清楚，在清晨等空閑時段并不擁堵，GasPrice也相對合理，甚至只有擁堵時的1/5，只是在遇到UNI空投之類的需求時才會出現這種撞車的“競拍擁堵”狀況。

數據層面也佐證了這個看法，市場對區塊空間的需求其實是動態波動很明顯的——大多數時段的區塊其實處于半滿的狀態，而剩余的區塊則塊塊爆滿也不夠滿足需求。

說白了，“競拍”模式下，在大家的交易需求撞車時，這種惡性競爭只會起到“雪中不送碳反而加冰”的反向效果，導致“堵時更堵，但照樣有低費用、非擁堵時刻”的畸形情況出現。

同時區塊的無限制擴大也會導致運行全節點的負擔加重，同樣并不利于以太坊網絡在去中心化層面的發展。

所以嚴格意義上講，如何解決現有情況下擁堵以及高手續費的痛點，關鍵在于提高以太坊區塊網絡利用率——均衡市場上實時的用戶交易需求，錯峰安排，類似對以太坊網絡全時段“削峰填谷”式的調節，而其中的關鍵之一自然就在于對“競拍”模式的改革。

Coin Metrics分析師：即使使用EIP-1559，以太坊費用也將保持高位:Coin Metrics高級研究分析師Nate Maddrey在采訪時表示，以太坊交易費從根本上講是一個可擴展性問題，只要對區塊空間的競爭激烈，收費就會一直很高。EIP-1559能做的只是幫助改善用戶體驗，減少gas費差異，并使費用更可預測。從長遠來看，真正降低交易手續費需要的是L2解決方案以及最終的以太坊2.0。（Cryptonews）[2021/3/23 19:11:18]

講到這里可能大家已經對EIP1559的解決思路有了一個猜測了：EIP1559的方案，有點類似于電力局將白天、晚上的電價根據需求分別標價——白天電力需求旺盛，電價就會標高一點；晚上電力需求冷淡，電價就會標低一點。

這樣通過明明白白的標價，從利益角度讓用戶自己權衡，如果確實需求強烈，那就按標出價，讓所有的交易都盡可能支付相同的費率，這樣就杜絕了因為信息差而出現的畸形惡性競拍，按照官方解釋：

EIP-1559是一個對以太坊交易機制進行優化的機制，旨在使以太坊網絡上的交易費用更加可預測，解決當前「按需付費」的收費模式問題。

那么，EIP1559的機制設計具體是怎樣解決手續費和擁堵問題？

EIP1559具體如何解決手續費和擁堵問題？

V神在2018年7月發布的文章中，詳細說明了EIP1559這個交易費市場改革提案的細節安排，它把用戶支付的交易費分成了兩個部分。

一部分是由協議確定并交由協議處置的“BaseFee”(基本交易費)，另一部分則是支付給礦工的“小費”，而前者是必須的且明碼標價的“準入門檻”，后者才是和當下類似的“競拍模式”：

V神：EIP 1559將緩解以太坊當前面臨的三大問題 新方案將更易被礦工接受:EIP 1559被認為是以太坊的下一個大手術，對此，以太坊聯合創始人V神（Vitalik Buterin）整理了一份常見問題解答對EIP 1559做出詳細闡述稱，EIP 1559將緩解以太坊當前面臨的三大問題：1.交易費用水平的波動性與交易的社會成本之間的不匹配。從直覺上看，這種費用調整機制在短期內看就像是一個固定費用，而從長遠來看，它代表著一個上限。在基本上公鏈會并存的背景下，固定費用可能要比設置一個上限要更好。2.第一價格拍賣機制的效率低下問題。EIP 1559用一個固定價格的銷售來代替拍賣（除非在短期內，區塊完全填滿，直到費用趕上），從而消除了第一價格拍賣機制的低效性，并使費用估算變得非常簡單。3.無區塊獎勵區塊鏈的不穩定性問題。EIP 1559創建了一種類似于永久性區塊獎勵的機制，從而緩解了僅收費區塊鏈（指沒有新區塊獎勵的區塊鏈）的許多不穩定問題，而無需實際永久發行。

V神表示，新方案將更易被礦工接受。據悉，EIP 1559是旨在改變以太坊費用市場的提議，主要的變動涉及：1.目前1000萬 gas限額會被兩個數值所取代，一個是“長期平均目標”（1000萬），另一個是“每個區塊的硬上限”（2000萬）；2.交易需要支付一個基礎費用（BASEFEE，它會被燃燒掉），該費用按區塊進行調整，目標是確定一個value值，使得區塊gas平均使用量保持在1000萬左右。[2020/5/6]

當網絡不擁堵時，大家只需要支付由協議確定的明碼標價的“基本交易費”，就可以將自己的交易打包；

當網絡擁堵時，支付由協議確定的明碼標價的“基本交易費”的用戶中，再根據各自“小費”的大小來確定打包次序；

也即網絡不擁堵時，總費用=“基本交易費”；網絡擁堵時。總費用=“基本交易費”+“小費”，這樣在大多數情況下，用戶只需決定是否支付費用，而不再決定出價多少，降低了“惡意競拍”的可能。

不過可能聽起來會很抽象，但如果抽絲剝繭地解構EIP1559，其實核心要義就是通過動態調節機制來進一步優化以太坊網絡利用率，從而達到降低平均手續費、緩解網絡擁堵的問題。而這個動態調節機制，主要分為兩個模塊：Gas價格機制+“基本交易費”費用銷毀。

Gas價格機制

EIP-1559根據以太坊網絡目前的區塊使用情況，設定了一個平均區塊大小限制：一個1000萬Gas/區塊的均衡目標，一個2000萬Gas/區塊的硬頂上限。

在此基礎上，EIP1559引入的“BaseFee”(基本交易費)和“小費”概念就有了用武之地：

首先，網絡會實時以1000萬Gas/區塊為均衡狀態，根據需求量來調整“基本交易費”，也就是說“基本交易費”是一個每時每刻都在進行動態調節的”準入門檻“，目標是讓區塊的使用率維持在均衡狀態。

具體就是當區塊小于1000萬Gas/區塊時，“基本交易費”會逐漸下調來增加需求；而當區塊超出1000萬Gas/區塊時，“基本交易費”會逐漸上調來減少需求，以達到理想的1000萬Gas/區塊。

這個變化的幅度由距1000萬Gas/區塊的“距離”而定，但每個區塊上下浮動的程度均不超過12.5％。舉例來說，當一個區塊的利用率高于1000萬Gas/區塊時，“基本交易費”會升高為原來的112.5%；相反，如果利用率低于50%，“基本交易費”會降低為原來的87.5%。

12.5%的變動幅度聽起來可能沒有直觀的感受，但上圖就是該動態調節“基本手續費”的效果展示圖：

假設在第0個區塊的基本費為10Gwei，那一筆典型的21000Gas的交易成本為0.0005美元。按照動態調節機制，只要接下來10個區塊的需求全都爆滿。超過2000萬Gas/區塊，那交易成本就會增加至0.02美元，而100個區塊后交易成本將增加至657美元，這無疑是指數級的動態調整。

這樣由于礦工打包交易所需的補貼幾乎不隨需求量而變化，不堵的時候費用固定，堵的時候明碼標價的高“基本交易費”直接篩掉了一部分不迫切的用戶。

而需求迫切的用戶只需額外支付較低的“小費”，因此這就能在一定程度上避免因為大家集體參與“競價”而導致的高手續費用。

2."基本交易費'費用銷毀

同時也為了杜絕以太坊礦工出于自己利益最大化的角度考量，從而將每個區塊的的這個“BaseFee”(基本交易費)參數調高，所以在EIP1559的設計中，“基本交易費”這部分收益不再由礦工獲取，而是協議銷毀。

這樣的話每一筆“基本手續費”的產生都會直接燒毀，減少全網ETH供給量，等于為所有持幣人帶來了“通縮紅利”。

當然對礦工群體而言，“基本手續費”被燒掉會降低的打包意愿，即便所有著急發送交易上鏈的用戶，可以提升交易里的“小費”激勵礦工盡快打包自己的交易，但在網絡不堵的時候，“基本手續費”燒掉了，也沒有“小費”，礦工的收入等于是直接只剩區塊獎勵了。

不過這也解決了V神提到的網絡安全問題——“基本交易費”被燒掉，相比“小費”，區塊獎勵在礦工收入中的占比再度提高，從而降低了之前提到的“51%?攻擊”風險。

總體來看，EIP1559本質上屬于“削峰填谷”的調節，而非分片、Rollup這種Layer2層面對以太坊實實在在的擴容，所以無論將來分片、Rollup等如何發展，EIP1559理論上都是在經濟模型層面對當下以太坊交易費用機制的有益革新。

EIP1559對以太坊的影響尚是未知之數

EIP1559中，“基本交易費”、“小費”的設置，以及“基本交易費”的協議銷毀，無疑是對現有以太坊經濟機制的根本改變，肯定會直接沖擊礦工等利益相關方，帶來很多新生變量，所以EIP1559自推出以來，圍繞它的爭議其實也從來都沒有停止過。

最直接的就是雖然“基本交易費”是明碼標價的，但“小費”依舊是競拍模式，那礦工未嘗不會盡力降低“基本交易費”，然后讓“小費”市場回歸最高價拍賣模式，用戶依然需要通過競價的方式讓自己的交易被打包到鏈上。

V神在前不久的采訪中曾表示“eth1和eth2的合并在一年內很可能無法實現”，這也就意味著在接下來一到兩年的時間里，以太坊大概率還是持續目前的底層狀態，那EIP1559的部署也就有了相對迫切的需求。

頗有意思的是，雖然以太坊上的部署實施目前看起來還是遙遙無期，但Filecoin已經將EIP-1559納入其核心協議，當下每天因網絡交易而消耗的FIL約為10萬-15萬。到目前為止，EIP-1559的“基本手續費”機制在將網絡容量保持在百分之百的目標上做得很好。

總之，EIP1559作為從根本上改變以太坊經濟機制的全新嘗試，將來能夠給以太坊帶來的影響，目前有期待也有爭論，在尚未全面經過測試之前，都更多的還屬于未知之數。

EIP1559的主要推動者TimBeiko最新也在Discord上直言，“EIP-1559現在還未做好全面實施的準備”，但無論如何，"EIP1559"將會是以太坊在2021年最值得期待的變化之一“，讓我們一起等待今年盛夏的消息。

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