ETH即将升值?解读以太坊 EIP-1559 提案

假如1559个以太坊改进计划(EIP)得以实施,那么这将是对所有主流区块链平台上用户竞标区块空间方式的最大改变。尽管该方案提出的规则比较简单,但将给用户、矿工和钱包供应商带来很大变化,甚至会影响以太坊的总体安全,为了便于深入讨论,我们将对建议的不同组成部分进行分解。同时,我们也会根据设计目标对建议进行分析。最终,我们将探究可能存在的缺陷,EIP-1559有四个设计目标:改善用户体验(Better UX):首次拍卖使用的比特币和以太坊(First price auctions)容易理解和执行,但效率较低。其中一个重大问题就是成本估算。EIP-1559试图解决这个问题,它使所有的交易都以尽可能多的成本进行。多数情况下,用户只会决定是否付费,而不会决定出价多少。因为有了更好的估算,这就有希望降低成本。放松机制(Slackmechanism):对于块空间的需求可能会变得非常不稳定。所以,有些区块只有一半被使用,而其他区块可能已经完全被占用了。一个放松的机制可以让一些块变大,而另一些块变小。这样,我们就可以将平均块大小限制在很长一段时间内,同时允许不同块之间有不同。提高安全性(Better security):当用完了区块链(比如未来的比特币)的奖励(block subsidy)时,依靠交易成本来保证安全(比如比特币)可能会有很多问题。EIP-1559试图把交易成本从网络安全中分离出来。交易费用被摧毁了,矿工们得到了更可靠的永久性区块奖励(perpetual block subsidy)。防范经济抽象(Prevent economic abstraction):当使用者可以用任何代币(如稳定币)进行交易,这会威胁到本币的储备状况和货币溢价。EIP-1559通过强制交易消耗特定数量的 ETH,试图增加经济抽象的难度。基本费用小费(BASEFEE Tip),作为第一个基本组成部分,该协议规定了最低费用,称为 BASEFEE。由于协议不能阻止包含交易的外部价格发现(price discovery),最低成本通常不能被执行。这个协议总是可以确定一个价格,但是如果矿工和用户达成了一个更低的价格,用户就可以按照这个协议向矿工付款,然后矿工在协议之外向用户退款。EIP-1559通过销毁整个 BASEFEE解决了这个问题,所以不会有退款的问题。由于不再向矿工收费,所以使用者必须以其他方式(包括与使用者之间的交易)进行激励。我们将从用户角度来分析。在提交一项交易时,用户必须设置两个值:首先,他们需要确定GAS_PREMIUM (从现在起称为“提示”)是否是打包进区块中的出价。典型地,它必须足够高,以补偿矿工额外的叔块风险(例如1 Gwei)。当网络阻塞时,它允许交易双方对最初的价格进行拍卖。第二,用户还需要确定一个 FEECAP,它代表他们愿意为将交易打包到一个区块所支付的最高金额(包括提示)。这样做很有必要,因为 BASEFEE实际上可以上下浮动,我们后面会看到。而 FEECAP设置不足的用户应该可以等待被包含到后面的块中。总之, BASEFEE允许协议强制执行最低成本,而不会导致链外市场的形成。这为更灵活地利用区块空间(如统一价格拍卖和弹性区块大小)提供了基础。块体大小有更大的灵活性虽然不错,但要允许无限块体大小存在已知的激励问题。较大的区块有能力提高叔块率(uncle rates),这将促使矿工趋向集中。另外,验证成本必须得到控制,以使网络能够保持非信任状态。在这里,弹性块大小机制有了用武之地。其目的是允许采矿者生产更大的矿块,但仅限于可证明的成本(provable cost)。增加孤立块率不是一个可以证明的成本,因为孤立块率可以通过提高集中度来降低,但通过协议来消耗费用是可以的。在EIP-1559中,采矿者可以定期超过区块大小的上限来应对突发需求,但是只有当真实的用户需求存在时才会这么做。BASEFEE这一假设通过引入实际成本(将全部消耗掉的成本)来阻止矿工扩大他们的区块进行垃圾交易,由于EIP-1559用两个数值取代了现有的硬尺寸上限:10 m gas/块为一个长期目标,而新的硬尺寸上限为20 m gas/块,因此能够对突发需求作出反应。长期以来, BASEFEE在网络会议上进行调整,以实现理想的平均块大小。在块小于目标大小时,随着时间的推移,成本将增加需求。随着时间的推移,当块超过限制时,费用将减少需求。改变的大小是由距10米的“距离”决定的,但是每一块在任何一个方向上都有12.5%的上限。总之, BASEFEE的调整机制使得用户在理想的区块空间使用水平交易的成本更低。为了评估用户和钱包提供者的用户体验,我们必须考虑系统处于不同的拥塞状态,才能提高用户体验。非拥挤状态:当数据块在20 m gas上限以下时,用户无需再支付超出最低限额的小费。甚至当 BASEFEE随时间上下调整时,情况也一样。这一结果就是,可以说 BASEFEE完全确定了区块包装。自愿为 BASEFEE支付最低小费的使用者将被打包到下一块。用户可以以固定价格购买块空间,只要它没有阻塞。正如今天去亚马逊,你会看到想买的东西是固定价格的,而不像是在拍卖中出价。使用者可选择接受或拒绝交易。在这种情况下,用户和钱包的费用估计将非常可预测,使用者甚至可以将其最高收费(FEECAP)设为低于目前的 BASEFEE,以便在最低收费时等待被打包到后面的区块。间歇性拥挤状态:当矿床开采超过10 m gas时, BASEFEE开始升高。事实上,它将继续上升,直到有一个区块被开采到10米或更低的水平。若下一个区块为10米,则 BASEFEE将稳定在当前成本的位置上。若下一个区块低于10米,则 BASEFEE开始下降。这个认识很重要。若块体长度超过10米,则进行交易的成本就会很高,最终导致需求下降,贸易费用增长得有多快呢?假定 BASEFEE在第0块,是10亿 wei/gas。通常21000 gas交易的成本是0.0005美元,而 ETH的价格是240美元。在10块20米高的石块后,交易费只有0.02美元。在100块之后,价格是$657。那是指数字层次的增长,(图1),当区块达到20 m gas上限时,我们预期有紧急交易的用户将参加小费拍卖,因为该协议已经没有二进制方式可以对交易进行优先排序(在此之前,用户愿意支付或不愿意支付 BASEFEE),在此情形下,当出现阻塞时,协议将返回到现有的第一价格拍卖模型中,BASEFEE的大小仍然可以预测,甚至在小费拍卖中也是如此。若 BASEFEE在区块0时的虚拟起始值是100,则它可以在T1到100*112.5%

T2到100*112.5%^2

T3到100*112.5%^3,等等。削减开支也是如此。图2中的彩色区域显示了 BASEFEE基于它的初始值(在这个例子中是100)在未来块中可能达到的潜在水平。(图2),拥挤加剧的状态:,现在应该清楚地表明,EIP-1559允许在较短时间内(而非更长时间)使用较大的区块。一个简单的21000 gas交易的 BASEFEE在需求激增30分钟后会超过1000美元(假设最初的 BASEFEE=1 Gwei)。唯一能将 BASEFEE恢复到“正常”水平的方法是开采低于10米的块体。假设有100块20 m gas的数据块连续出现。以前一个例子为例,包括提示的平均交易成本上升到657美元。要让 BASEFEE返回初始值,需要挖掘89个空白块。从另一个角度讲,我们可以开采183个5 m gas的区块,或者是371个7.5 m gas的区块,等等。(图3)因此,在高拥塞状态下,典型的模式是,在一系列大块之后,是一个很小或相对小的块序列。这些都是有意义的,因为拥有更高时间偏好的用户现在可以更快地完成他们的交易。但最终, BASEFEE的增长超过了交易员的需求,他们必须等待 BASEFEE再次下跌。换句话说,一个放松的机制可以使很多有价值的区块的容量在不远的将来变得更大。但它不能产生更多的能力,最终不得不偿还债务。通过对EIP-1559应对拥挤的方式进行分析,可以发现其应答机制与区块间 BASEFEE变化的最大数量密切相关。这一过程调整得越慢,系统就越能适应需求的变化,这些改变的共同之处在于工作日夜循环或周末循环。以现在的情况来看,EIP-1559不允许区块在夜间扩大,然后在白天扩大,因为这段时间太长,以至于白天的成本将飙升至数十亿美元,在晚上也将迅速下降到接近零的水平。所以放松机制只能在几分钟到半小时的时间内起作用,但不能超过这个范围。需求越大(比如满载)

BASEFEE上升的反向拉动效应就越强烈,因为这是单一方向(如满载)的拉动。由于安全程度提高,许多区块链实施了通货紧缩的货币政策,这意味着随着时间的推移,它们发行的新代币数量会减少。在发行量降至足够低的时候,交易费用应用于支付安全费用。EIP-1559与这个只收取费用的安全模式不兼容,因为大多数交易费用不会用于激励矿工,而是用于摧毁他们。所以EIP-1559可以说是对采矿者永久的区块补贴,以确保协议的安全性。但更好的办法是,可以这样说,就是将永久产权补贴作为一个更好的设计。这是因为消耗交易成本对代币的供应有一定的影响,因此允许在其他地方发行新代币,而不会造成通货膨胀。因为拥有永久区块补贴的协议给矿工们带来了更稳定的收入来源,EIP-1559可以被认为对以太坊的长期安全和稳定性具有积极的作用。在EIP-1559之前,从技术上来说,交易费用不需要由 ETH来支付。尽管网络只支持使用 ETH支付,但从理论上说,用户可以向矿工支付任何一种货币。然而,采矿者也可以通过 MEV间接获得报酬。举例来说,一个矿工可以打包一笔 DEX交易,但不需要支付任何费用,因为他可以在别处赚到钱,而EIP-1559主要是解决了这一问题。每一次交易的交易费用以 ETH计算,并始终在消耗中。这样的话,无论谁来支付, ETH都将从货币供给中消失。采矿者仍可自由选择降低 BASEFEE的交易,但必须支付与 ETH计算出的区块补贴之间的差额。在这片区域内,矿工可以少赚 ETH,而用户可以拥有更多。所以代币的供给是一个大问题,总有人要用 ETH来支付交易费用。这一点,我们说“基本上解决了这个问题”,因为EIP-1559阻止了 BASEFEE的经济抽象,但却没有给出建议。这是因为小费不会被使用,所以这个协议不能强制规定付款方式和付款地点。这导致了类似于EIP-1559之前一样的链下市场的出现。但就像我们之前提到的,在大多数情况下,用户没有任何理由把小费设置得更低。其中,EIP-1559最大的问题之一就是矿工能否操纵基础费用,并愿意这样做,在 BASEFEE为零时,由于不存在消耗,矿工会从用户那里获得全部报价。还要注意,只有当对块空间的需求超过可用供给时,才会进行小费拍卖。当成本接近于零时,采矿者就可以采取一种将成本永久保持在这个位置的方法。假如他们从来没有开采过10米高的区块, BASEFEE就不会增加。如需求量从来没有超过10米(或矿工确定的不到10米的任意上限),则矿工可得到全部费用。但对于一个矿工来说,最好的决策并不一定是每个矿工的最佳选择。它被称为集体行动问题。假如区块的上限是10 m gas,但是需要20 m gas区块,那么只需要一名矿工就可以打破这种编写协作,将支付提示的交易打包。它需要软分支(miner-activated softfork

MASF),才能成为一个稳定的垄断企业,才能被矿工激活。

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