Gas费用持续攀升以太坊如何破解高额交易费用的困局

Gas到底是什么呢？为什么现在交易费用如此之高？有哪些方法可以降低交易成本？您将在本文中找到这些问题的答案。

让我们从Gas到底是什么开始。

什么是Gas？

Gas是用于测量在以太坊区块链上执行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。以汽油为汽车加油并允许其行驶类似，以太坊网络上的gas为交易提供燃料，并允许它们执行不同的操作。

在以太坊区块链上的每一个操作，或者准确地说在以太坊虚拟机(EVM)上的每个操作都有相关的gas成本。例如：两个数字相加要花3个gas；获取账户余额400个gas；发送一笔交易需要21000个gas。

智能合约通常由多个操作组成，这些操作加起来可能会花费数十万的gas。

有趣的是，gas价格本身并不能告诉我们在某笔交易中需要支付多少费用。要计算交易费用，我们必须将gas费成本乘以gas的价格。

Gas的价格以gwei为单位，是比以太坊小的单位，1 gwei等于0.000000001 ETH。我们可以将其视为主要单位和次要单位，类似于美元和美分。

例如，假设我们想发送一笔简单的以太坊交易，而ETH价格为1800美元。大多数流行的以太坊钱包（例如Metamask）都会估算所需的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。如果我们想在一分钟内确认交易，则钱包估计gas价格为100gwei。

现在，我们可以快速计算出，我们必须为这一笔的交易支付3.78美元。我们将发送一笔交易的gas成本（2.1万gas）与gas价格（100 gwei）相乘。这等于2,100,000 gwei，即0.0021 ETH。在ETH价格为1800美元时，这给了我们3.78美元。

ETH价格和Gas

值得一提的是，gas只是仅存在于EVM中的抽象单位，用户始终用ETH支付交易费用。

使用单独的单位来衡量计算工作量的主要原因是将其与ETH的价格分离。

这意味着ETH价格的增加不应该改变交易成本。如果网络活动保持不变，而价格上升，我们应该看到gas费价格下降，因此以美元计量的最终交易成本以美元价值保持不变。

话虽如此，以太坊的价格上涨通常与以太坊网络上活动的增加相关，这确实增加了交易成本。

现在，让我们看看网络活动的增加究竟是如何导致交易成本上升。

首先，发送到以太坊网络的所有事务都位于内存池中。在这里，所有待处理的交易都在等待矿工们将其提取，并将其打包到下一个以太坊区块中。

矿工被激励首先以最高的gas价格进行交易，因为他们基本上是为了获得更好的价格而进行固定的工作。

矿工也被限制在一个区块中可以打包多少交易。这取决于每个区块的最大gas限制。在撰写本文时，这个限制被设置为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，每个交易花费21000 gas。矿工可以进行约595次此类交易（12.5M / 21K）。假设内存池中有1000个待处理的交易，矿机将通过按gas价格对所有待处理的交易进行排序并选择595个最有利可图的交易来选择交易。

目前的收费模式是基于简单的拍卖机制，想要自己的交易由矿工进行交易的用户首先必须在价格上实质上超过其他人。这进一步推高了gas的价格，尤其是当很多用户有紧急交易需要确认的时候。

为什么我们需要gas？

为了总结gas的解释，理解为什么gas必须存在也很重要。EVM作为图灵完备的机器，可以执行任意代码。虽然这是使以太坊如此强大的主要原因之一，但它也使其容易遭受停止运行的影响。停止运行是根据对任意计算机程序的描述和输入来确定该程序是将完成运行，还是永远继续运行的问题。

如果没有gas，用户可能执行错误的代码或恶意操作，从而使程序永远不会停止运行。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费，这将防止程序永远运行，并导致整个网络瘫痪。

除了gas费，每笔交易也有一个gas限制，必须等于或高于成功执行特定交易所需的预期计算量。

在执行交易中的每个操作之前，EVM会检查是否有足够的gas用于该操作。如果没有足够的gas，则整个交易将还原为“gas耗尽异常”，并且所有状态更改都将回滚。即使交易失败，用户仍将为矿工已完成的工作量支付交易费用。这也是为了避免对网络的攻击。

如果交易消耗的gas比最初预期的少，则将剩余的gas被转换为ETH并退还给发送者。

同样重要的是，以太坊上的所有操作都要有正确的gas成本；否则，那可能是另一个攻击目标。其中一起攻击发生在2016年，导致了硬分叉，从而使某些低级别的操作重新定价。

现在，由于我们对gas有了更多的了解，让我们来看看最近一段时间的高额交易费用的情况，以及一些可以降低现在和未来交易成本的解决方案。

以太坊的高额费用

由于去中心化交易所的交易量达到创纪录的水平，DeFi借贷平台锁定了最高的总价值，提供了多种收益农耕的机会，并产生越来越多的NFT，以太坊网络一如既往地繁忙。

这种流行导致了对区块空间的高需求，这反过来又导致了高交易成本。

一次简单的ERC20转移支付超过10美元，或Uniswap交易支付50-100美元，这种情况已经很普遍。当然，这不是理想的选择，因为这使得较小的参与者很难参与以太坊生态系统。

幸运的是，已经有多种解决方案可用或正在积极研究。让我们看一些最重要的。

Layer 2扩容和Eth2

Layer 2扩容是一种解决方案的统称，通过处理链下交易来帮助提高以太坊主链（Layer 1）的能力。除了提高交易速度和交易吞吐量外，Layer 2解决方案还可以大大降低交易费用。

Loopring是构建在Layer 2上的去中心化交易所的一个很好的例子，它正变得越来越流行。该交易所最近锁定的总价值达到2亿美元，日交易量超过1000万美元。

最近更名为Polygon的另一个项目 Matic?，其Plasma+POS连锁链的锁定总价值收入也超过2亿美元。

另一种正在推出的基于optimistic rollups的更通用的解决方案是Optimism。这一点很重要，因为它将允许DeFi智能合约以类似于它们在Layer 1 的交互方式彼此交互。

直接进入Layer?2，是可以进一步提高Layer?2解决方案采用率的缺失部分之一。这可以进一步降低交易成本，因为用户可以将其ETH直接从交易所转移到Layer?2解决方案，例如Loopring。

除了Layer?2扩容，从长远来看，另一个可以降低交易成本的解决方案是以太坊2.0，它引入了分片和权益证明。

EIP-1559

EIP-1559是用于优化交易成本的另一个解决方案。

尽管该提案不会直接降低交易成本，但可以通过平滑费用峰值和限制超额交易次数来优化收费模式。这将使交易费用更加可预测。

从时间轴的角度来看，EIP-1559有望在2021年初实施。

优化gas的使用量

除了使用Layer?2的扩展解决方案，并等待其他改进之外，还有一些其他的技巧可以帮助我们降低Layer?1的交易成本。

首先，如果我们没有紧急交易，我们可以尝试找到一天中gas价格最低的时间。

除此之外，我们应该经常使用另一个可靠的来源（如https://ethgasstation.info/）来仔细检查钱包所估计的gas费用。

1Inch交易使用的另一个技巧是降低CHI代币的交易费用。这些代币必须与主要操作一起销毁，这允许减少交易中花费的gas总量。

这可以通过利用EVM机制来实现，该机制在释放存储空间时退还gas。当CHI代币被铸造时，将在以太坊网络上创建虚拟智能合约。销毁CHI会破坏这些合约，并导致gas退款。

其他链

那么以太坊以外的其他链呢？

毫无疑问，最近一段时间以太坊的高额交易费用导致其他一些链获得了可观的用户数量和交易量。

在这一点上，很难说这其中有多少是短期，而不是长期的用户获取。

说到这里，我们必须要记住，有些链并不是完全去中心化且未经许可。这基本上创建了一个伪造的DeFi生态系统，该生态系统可能很有趣，但实际上与使用中心化交易所没有太大区别。

那么您怎么看待gas费和高额交易费用呢？您最喜欢的降低成本方式是什么？

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编译者/作者：链向财经

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