半年暴漲 7 倍，以太坊 Gas 費爲何居高不下？

原文作者：Conflux  

近日，隨着 ETH 價格突破年內新高一度甚至超過 400 美元（截稿日前價格），ETH2.0 多客戶端測試網 Medalla 即將啓動，流動性挖礦（Yield Farming）熱潮持續火爆等多重利好，讓很多重倉 ETH 的朋友喜笑顏開，不過漲勢更加「喜人」的 Gas 費也讓一衆 DeFi 用戶叫苦不迭。

有資深用戶「吐槽」道，「爲了把我的 15 美元抵押進 Curve，我已經花了 14 美元的 Gas 費！」他道出了很多DeFi玩家的無奈：「每週我可以通過 SNX 的收益賺到 0.079 美元之多，只需要『短短』 177 周我就可以實現收支平衡（當然這還不包括平倉需要的 Gas 費）。」

玩笑歸玩笑，Gas 費的暴漲，一方面預示着以太坊的大繁榮，但另一方面也反應出以太坊的擁擠已經成了阻礙以太坊生態發展最大的障礙。

Gas 費暴漲 7 倍，以太坊網絡利用率高達 95%

在探究 gas 費暴漲的「祕密」之前，首先我們先了解一下什麼是 Gas 費（對 Gas 費比較瞭解的小夥伴可以直接跳過這部分內容）。

Gas 顧名思義它類似於汽車的燃油，汽車依靠燃油驅動和駕駛，以太坊生態系統則需要 Gas 來操作和處理交易。Gas 費的單位通常以 gwei 表示（1ETH = 1,000,000,000 Gwei）。

衆所周知，以太坊本質上是一個虛擬機，這個虛擬機是去中心化的，全世界的人都可以在上面操作，聯合起來形成一個「世界級的計算網絡」。當你發送 token，執行智能合約、轉移 ETH 或者其他 ERC-20 token 時，以太坊「計算機」在處理這筆交易，需要進行計算，這個計算過程需要消耗網絡資源。這樣一來，你必須支付「燃料費」（也就是 Gas），才能讓計算機爲你工作，讓礦工爲你打包交易。 

Gas 費用受區塊鏈需求的影響，礦工優先處理 Gas 價格最高的交易。因此，隨着以太坊區塊鏈上的活動增加，Gas 的使用也會增加。

據 etherscan 數據顯示，自今年 5 月上旬以來，以太坊 Gas 費呈現指數增長趨勢，平均 Gas 費維持在 50-100 gwei 之間，而整個 2019 年，以太坊的 Gas 費基本維持在 10-20 gwei。6 月 11 日，Gas 費創近三年新高，達到 709 gwei。7 月下旬以來，Gas 費基本維持在 70-100 gwei 之間。

造成 Gas 費用上漲的根本原因，是以太坊網絡利用率不斷升高，處於嚴重的擁堵狀態。同樣根據 etherscan 顯示，以太坊網絡利用率已經從年初的不到 60% 上升至 90% 以上；特別是近兩個月這個數字始終在 95% 左右徘徊。據 txstreet 網站顯示，截止8 月 1 日以太坊網絡處於極度擁堵狀態，未處理交易高達 75000 筆。

網絡利用率的上升，也就意味着剩餘可利用空間的下降。在空間有限的情況下，對礦工而言，首先會選擇打包那些高 Gas 費用的交易，一些低 Gas 費的交易就只能等待。過去幾天，以太坊網絡中未處理交易始基本維持在 15 萬筆左右，最高時達到 167,386 筆。

交易量不斷上漲，導致 Gas 費居高不下

前文中我們也提到了造成 Gas 費不斷上漲的根本原因，是以太坊網絡利用率不斷升高，處於嚴重的擁堵狀態。那麼問題來了，爲什麼以太坊網絡會如此擁擠？根本原因在於以太坊交易量在不斷上漲，這點我相信各位應該都深有感觸。

筆者認爲，促成以太坊交易量不斷上漲的推手，則來自 3 個方面：

1. 流動性挖礦（Yield Farming）興起，DeFi 鎖倉資產總值創歷史新高

6 月 16 日，Compound 首推借貸挖礦，各個抵押協議競相模仿，掀起「流動性挖礦（Yield Farming）」發幣浪潮，上週末 DeFi 聚合收益協議 yearn.finance 發行的治理代幣 YFI 爆拉超 100% 的消息更是刷爆了微信各大社羣和朋友圈，再次將 DeFi 代幣推上輿論的風口浪尖上。

ETH 是用戶進入 DeFi 的入場券，流動性挖礦進一步熱潮刺激了市場對 ETH 的需求激增。Defipulse 數據顯示，過去一個月整個 DeFi 鏈上鎖定 ETH 數量激增，從 261.8 萬上漲至 420 萬個，漲幅達到 60%，創下歷史新高。

當然，過高的 Gas 費也爲 DeFi 市場帶來了一些負面效應。

首先，它嚴重阻礙了 DeFi 領域複雜智能合約的創新和使用。例如 Uniswap 因其 Gas 費在同階產品中最少，所以日活一直霸佔 DEX 榜首，前段時間與其同臺競爭的去中心化交易平臺 Balancer 雖然在數學模型的設計和使用上更爲靈活和通用，卻因其 Gas 費高昂而無法突出其創新優勢。

更爲諷刺的是，作爲 Uniswap 的頭號競爭對手，Balancer 的平臺幣——BAL 在 Uniswap 上的流動性甚至超過了 Balancer。

其次，Gas 費過高也導致了一些早期 DeFi 項目難以完成冷啓動，雖然 Yield Farming 可以幫助一些中小級別 DeFi 項目完成冷啓動，但是在個過程中也出現了一些不可避免的問題，比如散戶 FOMO 情緒過重、平臺用戶沒有粘性、用戶交易量太小不足以覆蓋 Gas 費等問題。所以對於一些早期 DeFi 項目來說，即使有了 Yield Farming 的 buff 加持，也不一定能夠成功完成冷啓動，最終流動性還是會向頭部 DeFi 項目聚攏，毫無疑問如此局面非常不利於整個 DeFi 的生態發展。

2. ETH2.0 即將到來

毫無疑問，關注區塊鏈/幣圈的朋友都會發現，今年以來看多 ETH 情緒高漲，很大程度上自一個那個讓我們期盼了很久的重大利好：ETH2.0 階段零信標鏈（Beacon Chain）即將正式上線。以太坊 2.0 的目標是提高以太坊的可擴展性、安全性和可編程性。不同於以太坊 1.0 只能達到 15 TPS 的吞吐量，以太坊 2.0 每秒可處理上千至上萬筆交易（甚至更多），同時不用降低其去中心化程度。

而信標鏈是 ETH2.0 的主鏈，信標鏈之於 ETH2.0 的重要性就像人體的心臟對於人的重要性而言一樣，它可以讓以太坊系統在和諧與共識中有序運行。遙遙無期而又觸手可及的 ETH2.0 不斷的刺激着我們的神經。

不過，8 月 1 日，據以太坊官方數據，以太坊 2.0 多客戶端測試網絡 Medalla 已滿足啓動要求，啓動進度已完成 100%，官方數據顯示，當前已有 557824 枚 ETH 被髮送至以太坊 2.0 測試網進行抵押。 

3. 穩定幣的增發

曾幾何時，大家最喜歡調侃就是以太坊最大的使用場景就是「發幣」，而在 ICO 熱潮崩潰後，隨着 DeFi 市場的強勁增長，價值數十億美元的穩定幣在以太坊上發行，以太坊網絡自然而然地出現了擁堵。

ethgasstation 數據顯示，過去 30 天，USDT 是以太坊網絡上 Gas 費的最大貢獻者，累計花費 7000 餘個 ETH，遠超其他應用。

據不完全統計，在剛剛過去的四、五月份，USDT 一共增發了 33  億美元，四月最大增發 18 億美元，創下新的歷史記錄。其中，有 15 億美元的 USDT 都是在以太坊上發行的。據 DAppTotal 數據顯示，今年 2 月以來，以太坊網絡中 USDT 的流通總量出現顯著增長趨勢，由年初的 23 億美元迅速增長至目前的 64 億美元。  

讓人望而卻步的 gas 費還有救麼？

6 月 19 日，以太坊礦工投票決定將每個區塊的 gas 限額從 10000000 增加到 12500000，但是很遺憾的是 gas 費用仍然居高不下。

後來 V 神 和業內的其他開發者提出了以太坊改進協議 1559（EIP-1559）。該協議提出了一個將會消除目前用於決定交易費用的「低效」且不穩定的拍賣模式的系統。EIP-1559 還會廢止礦工修改 Gas 上限的權利；相應地，Gas 費上限的調整將通過硬分叉實現。

也有人提出擴容方案來解決 Gas 過高的問題，對於擴容開發者們有兩個不同的研究方向：

· 一種是 Layer1，強調單個節點不必並行處理每個操作，這也是分片（sharding）背後的理念，由以太坊 V 神和其他科研人員所提出。所謂分片，即一個區塊鏈被分成許多不同的「片」，每個「片」都可以獨立處理交易。分片一般是指 layer1 的擴容方案，因爲它是在以太坊的基層協議上實現的。以太坊 2.0 在階段一將引入分片理念。

· 另外一種是 Layer2，即減少鏈上主網交易，將一些其他操作擴展到鏈外，讓鏈外互動成爲可能，這些互動在需要的時候仍然可以返回到主鏈。相關設計包括 狀態通道（state channels）、Plasma 和 Truebit。

雖然方向不一樣，但最終殊途同歸，近期 V 神也公開表示，Layer 2 擴展初步部署「基本」成功，剩下的是細化完善和部署。

除去把希望寄託於以太坊之外，作爲普通用戶的我們，有沒有辦法「主動出擊」節約 Gas 費呢？答案自然是肯定的，對於我等小額用戶來說可以選擇北京時間的凌晨 3 點到早上 9 點這個時間段進行操作，節約 Gas 費支出。至於原因麼，說破了也沒什麼稀奇的，就是因爲這個時間段中國人還在睡夢中而老外也下班了：），這個辦法配合週末早上一起服用效果更佳。

Conflux 是如何解決問題的？

相比之下，Conflux 則希望用「代付費機制」來解決問題，方便新用戶用最簡單、便捷的方式體驗區塊鏈。簡單來說，Conflux 從協議層面設計了一個爲調用智能合約的交易代付交易費的贊助者（Sponsor）機制，從而允許餘額爲 0 的賬戶直接調用智能合約。

對於賬戶餘額非 0 普通賬戶而言，Conflux 設計了一個「智能合約交易費贊助機制」來爲用戶代付交易費，該機制裏包含以下四個角色：

· 贊助者（Sponsor）：記錄提供了當前贊助金的提供者

· 贊助金餘額（Sponsor balance）：記錄了當前贊助金的餘額；

· 單筆交易資助金額上限（Sponsor limit per transaction）：這是贊助者願意爲每筆交易提供的資助上限；

· 用戶白名單（Whitelist）：這個名單記錄了合約願意資助的賬戶列表，也可以設置爲資助所有賬戶。

如果用戶 A 發起了一筆調用合約 C 的交易，A 在 C 的受助者白名單裏，且交易費不超過合約 C 的贊助金餘額和單筆交易資助金額上限，則交易費的來源將是合約 C 的贊助金，而非 A 的賬戶餘額（無論 A 的餘額是多少）。於是遇到這樣的交易時，礦工只需檢查被調用的合約 C 是否願意且有能力爲這筆交易付費即可決定是否打包。

這樣做的好處是，用戶在使用區塊鏈服務及應用時，可以完全忽視數字貨幣的存在，即便用戶不持有任何數字貨幣，依然可以在 Conflux 網絡中體驗開放開源、保護隱私的區塊鏈應用，真正的實現建立起一個「能用、好用」的區塊鏈生態，用技術普惠衆生的目標。

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