什么是gas?
gas是用来测量在以太坊区块链上实施特定操作所需的计算工作量的单位。
这个名字本身并不是偶然选择的。gas实际上类似于汽油。后者作为汽车的能量,确保汽车能够正常行驶。以太坊网络上的gas为交易行为“加油”,允许用户执行不同的操作。
以太坊区块链上的每一个操作,或者准确地说,以太坊虚拟机(EVM)每个操作都有相应的gas成本。例如,将两个数字加起来需要三个gas;获得账户余额将花费400个gas;发送一笔交易需要21000个gas。
智能合同通常包括多个操作,加起来甚至可以花费数十万gas。
有趣的是,gas价格本身并不能告诉我们在一笔交易中需要支付多少钱。为了计算交易费用,我们必须乘以gas价格。
gas的价格单位是gwei,gwei的单位比ether小,1 gwei等于0.00000000 ETH。我们可以把它们之间的关系看作是美分和美元。
例如,如果ETH的价格是1800美元,假设我们想发送一个简单的以太坊交易。大多数流行的以太坊钱包(如Metamask)将估计必要的GAS价格,并允许我们在快速、中等和慢速交易确认速度之间进行选择。让我们假设,如果我们想在一分钟内确认我们的交易,估计GAS价格将设定为100gwei。
我们现在可以快速计算出,我们需要为这样的交易支付3.78美元。我们将发送gas成本(2.1万gas)和gas价格(100gwei),相当于2.1万 gwei,也就是0.0021 ETH。当ETH价格为1800美元时,手续费为3.78美元。
ETH的价格和gas有什么联系?
值得一提的是,gas只是一个抽象的单元,它只存在于以太坊虚拟机中,用户实际上总是在以太坊网络中支付交易。
用单独的单位来衡量计算工作的主要原因是它可以将其与ETH的价格分开。
这意味着ETH价格的上涨不会改变交易成本。如果网络活动保持不变,随着ETH价格的上涨,我们应该看到GAS价格的下降,因此ETH衡量的最终交易成本应保持不变(美元价值)。
但ETH的价格上涨通常与以太坊网络活动的增加有关,从而增加交易成本。
现在,让我们来看看网络活动的增加是如何导致交易成本上升的。
首先,所有的交易都被发送到以太坊的内存池(mempool)中。所有未经处理的交易都在等待矿工将其取走,并将其打包到以太坊网络的下一个区块中。
矿工会首先选择gas价格最高的交易,因为他们通常会在固定的工作时间选择价格更高的交易。
以太坊的协议还限制了矿工在挖掘一个块时可以包含多少笔交易。这是由每个块的最大gas限制决定的。在写这篇文章时,限制被设置为12.5M gas。
举个简单的例子,我们假设内存池中只有简单的ETH交易,每笔交易要花费2.1万美元 gas。矿工可以打包595笔此类交易。假设内存池中有1000笔交易需要处理,矿工将根据gas价格对所有待处理的交易进行排序,并选择595笔付费较高的交易进行包装。
目前的收费模式是基于一个简单的拍卖机制,希望矿工处理他们的交易的用户必须首先以高于他人的成本获得该区块的位置。这反过来又增加了gas的成本,特别是当许多用户有紧急交易需要确认时。
为什么我们需要gass?
为了更好地解释gas,我们需要首先了解gas为什么存在。作为图灵完整的机器,以太坊虚拟机允许执行任何代码。虽然这是以太坊如此强大的主要原因之一,但它也更容易受到halting的影响 problem的影响。halting problem是指从任何计算机程序的代码和输入来确定程序是否会结束或继续运行。
如果没有gas,用户可以执行一个永远不会停止的程序,可能是因为代码有问题,也可能是有人作恶。为了防止这种情况发生,以太坊引入了与每个操作相关的gas成本,这将防止程序永远运行,最终使整个网络停滞不前。
除了gas价格,每笔交易都有gas限制,必须等于或高于成功执行特定交易所需的预期gas数量。
在执行事务中的每个操作之前,以太坊虚拟机将检查是否有足够的剩余空间进行操作。如果剩余gas不够,则使用“out of gas“恢复整个交易并滚动所有状态。即使交易失败,用户仍将为矿工完成的工作量支付交易费用。这也是为了避免恶意攻击互联网。
如果交易消耗的gas少于最初预期的gas,剩余的gas将转换为ETH并退还给发送者。
同样重要的是,以太坊上的所有操作都应该有正确的gas成本;否则,它可能会成为另一个攻击目标。一起攻击发生在2016年,导致以太坊网络的硬分叉,最终系统重新定价了一些简单的操作。
现在,因为我们对gas有了更多的了解,让我们来看看最近交易成本的上升,以及一些可以降低当前和未来交易成本的解决方案。
以太坊的高成本
随着去中心化交易所(DEX)创纪录的交易量,Defi贷款平台锁定的总价值越来越高,很多Yield Farming项目创造了很多机会,网络上制造的NFT(非同质化代币)越来越多,以太坊网络极其繁忙。
这导致了对区块空间的高需求,反过来又增加了交易成本。
ERC20转账或Uniswap交易支付超过10美元或50-100美元是常见的。当然,收费过高并不是一件好事,因为它让小玩家很难参与以太坊的生态系统。
幸运的是,有很多解决方案可用,或者正在积极研究。让我们来看看其中一些最重要的解决方案。
第二层扩展计划和Eth2
第二层扩展解决方案是一个解决方案的术语,通过处理链下交易来帮助提高主要以太坊链(第一层)的能力。除了提高交易速度和吞吐量外,第二层解决方案还可以大大降低交易成本。
Loopring就是一个很好的例子,它是一个基于第二层网络的分散交易所。该平台最近锁定的总价值达到2亿美元,日交易量超过1000万美元。
另一个项目Matic最近刚刚改名为Polygon,其在Plasma+Pos链上的锁仓量也超过了2000万美元。
以optimisticcc为基础的更通用的解决方案 rollups的optimism也在推出中。它的推出非常重要,因为它允许Defi智能合约以类似于它们在主网上的交互方式在第二层网络上交互。
可以进一步增加第二层解决方案的方法是直接参与现有的第二层网络项目。这可以进一步降低交易成本,因为用户可以直接将他们的ETH从交易所转移到第二层解决方案,如Loopring。
如果您想了解更多关于第二层扩展的信息,请查看本文。
从长远来看,Eth2是另一个可以降低交易成本的解决方案,它引入了分片(sharding)证明技术和权益(PoS)机制。您可以了解更多关于这些概念200c的信息。
EIP– 1559
EIP-1559是优化交易成本的另一个解决方案。
虽然该提议不会直接影响降低交易成本,但它将通过调整成本峰值和限制超额支付交易的数量来优化收费模式。这将使交易成本更容易预测。
EIP-预计2021年初将实现1559。
以下是一篇单独的文章200c,它深入解释了EIP-1559。
优化gas的使用
除了使用第二层的扩展解决方案和等待其他改进外,还有其他技能可以帮助我们降低主网的交易成本。
首先,如果我们没有任何紧急交易,我们可以试着在一天中找到gas价格最低的时间。
此外,我们应该经常使用另一个可靠的来源(如https)://ethgasstation.info/)检查我们钱包里估计的gas费用。
交易所1Inch使用的另一种技能是降低CHI代币的交易成本。这些代币必须在主要操作的同时燃烧,这可以减少交易中的GAS总成本。
这可以通过使用以太坊虚拟机在释放存储空间时返回gas来实现。当生成CHI代币时,将创建以太坊网络上的虚拟智能合同。燃烧gas会破坏这些合同,并产生gas退款。
其他链的情况如何?
那么以太坊以外的其他区块链呢?
毫无疑问,以太坊最近的高交易成本导致其他区块链捕获了大量的用户和交易量。
当然,很难说有多少是昙花一现,有多少能捕捉到长期用户。
在这一点上,我们必须记住,有些链并不是完全分散和不允许的。他们实际上创建了一个假的DEFi生态系统,这可能很有趣,但实际上与集中交易所没有太大区别。
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