以太坊的天然气为什么这么贵？

以太坊的应用正以前所未有的速度增长。随着去中心化金融（DeFi）的迅速兴起，稳定币在全球范围内被广泛采用，NFT也逐渐成为一个日常话题。

以太坊的使用对于网络的长远发展是一个很好的信号。但在短期内，它造成了一些成长的烦恼。2021年初，以太坊的交易成本飙升至新高。

作为背景，在2017/2018年牛市的高峰期，以太坊的平均交易费用达到了5.70美元。自2021年1月18日以来，以太坊的平均交易费用已超过每天5.70美元。今年大部分时间，交易费用的中位数都在10美元以上。

来源：Coin Metrics网络数据图

交易成本增加的部分原因是以太坊价格的大幅上涨。随着以太坊变得越来越有价值，以美元计价的交易成本将越来越高。但这也是因为网络拥堵导致的GAS FEE大幅上涨。

更为复杂的是，以太坊的改进方案EIP1559目前正式确定包括即将推出的伦敦硬叉，以太坊的收费结构将在今年7月改变。

在本报告中，我们将首先了解以太坊目前的充电机制及其高充电的原因。接下来我们来看看EIP-1559，以及它将如何改变以太坊在未来的充电方式。

以太坊燃气概述

要发送事务或与以太坊 DAPP交互，用户需要付费。以太坊费用通常被称为天然气。与需要汽油才能运行的汽车类似，以太坊应用程序也需要汽油才能运行。

气体本质上是对以太坊执行操作所需计算量的度量。更复杂的操作需要更多的gas来运行，而相对简单的事务（如单代币传输）需要更少的gas。归根结底，天然气只是衡量交易成本的另一种方式。GAS FEE用以以太坊支付，以Gwei计价。Gwei只是以太坊的小面额，类似于一美元换一便士的小面额。一个Gwei值0.000000001以太坊。

目前，决定每笔交易成本的因素有两个：天然气成本和天然气价格。

天然气成本

不同的以太坊事务需要不同的计算量。一个简单的交易，如代币转让需要相对少量的天然气。但更复杂的交易，如需要多个智能合约进行交互的交易，需要更多的gas。例如，一个简单的以太坊传输需要21000气体。但在去中心化交易所执行交易可能需要100000汽油或更多汽油。

quot;gas限额quot;是指单个交易中用户愿意使用的**燃气量。以太坊用户可以在发送事务时指定所需的气体限制。但是，更改气体限值并不会更改执行操作所需的实际气体量。限气只是为了保护用户不受DAPP的影响而采取的一种保障措施，DAPP可能会在不知不觉中大量使用天然气。任何低于气体限值的未使用气体都会退回发送者的钱包。但是，如果设置得太低，则不会执行事务，但仍会对其收费。

自2020年1月以来，每笔交易的天然气价格呈下降趋势。这说明交易复杂性的增加并不是交易成本高的原因。

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天然气价格

第二，天然气价格。人们可以指定任何他们想要的汽油价格，高或低。

天然气价格只决定了天然气用户需要为每单位天然气支付的金额，并不改变执行交易所需的天然气金额。因此，根据使用的天然气价格，在不同时间执行的相同智能合约交互可能具有不同的天然气成本。这通常会导致混乱，尤其是对于新用户。

天然气价格也趋于波动，并取决于区块空间的需求。由于天然气价格的上涨（和下跌），平均天然气价格在2020年夏季飙升至历史**水平。去中心化交易的增长、链上套利、产量培育和新代币的推出，都促使交易优先权的竞争急剧上升，导致天然气价格不断上涨。

2020年9月17日，Uniwap uni token意外空投后，均价达到峰值，超过500gwei。2021年，随着DeFi的持续飙升，天然气价格再次飙升，以太坊价格的大幅上涨也带来了新的交易者和投机者。

来源：Coin Metrics网络数据图

天然气拍卖

那么，既然用户可以选择支付**的GAS FEE，为什么选择支付高GAS FEE呢？简而言之，更高的汽油费导致更快的交易确认。

想象一下，一个公共汽车站有成千上万的人在等下一辆公共汽车。每隔15分钟左右，就会有一辆新的公共汽车来，但每辆公共汽车只有50个座位。公共汽车上的座位被拍卖给出价**的人。

如果至少有50人愿意花1000元上车，票价至少要1000元。如果人们愿意支付高达10美元，价格将是10美元或更少。但如果你只有10元钱，几百人愿意出1000元，你可能要等一段时间才能上车。

不幸的是，在公共汽车站排队并不一定会给你带来好处。如果人们不断出现，并愿意付出比你更多的钱，他们将继续优先考虑，即使你等待更长的时间。

这是以太坊天然气拍卖工作方式的一个稍微简化的版本。以太坊区块大约每15秒就被挖矿一次。每个以太坊块都有一个**大小，这限制了可以包含的数据量。目前**区块规模设定为1250万天然气，最近一次增加是在2020年7月。因为**块大小是基于gas的，不同的事务根据其复杂性有不同的gas用法，所以一个块中可以包含的**事务数并不一致。但平均而言，每个区块包含大约160-200个事务。

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以太坊GAS FEE最终支付给以太坊矿工，他们通过交易费和区块奖励（即新发行的以太坊）获得收入。随着以太坊成本的急剧上升，交易成本已占以太坊矿工收入的50%。

挖矿新块时，矿工需要指定要包含哪些事务。由于**块大小的限制，每个块只能包含有限数量的事务。因此，矿工自然会优先考虑GAS FEE**的交易，因为如果把这些交易包括在内，他们会赚更多的钱。

发送具有相对较高GAS FEE用的交易，使矿工更有可能将其纳入下一区块，因为他们有动机将具有**GAS FEE用的交易纳入。但不能保证会包括在内。如果有一定数量的用户愿意支付更高的天然气价格，交易要等到下一个区块才能确认。

当块继续满时，这就更麻烦了。全区块将增加天然气拍卖的力度，因为交易发起者正在竞购稀缺的空间。自2020年夏季DeFi兴起以来，该区块已保持约95%或以上的满负荷。2021年3月，该区块平均满载率为97%-98%。

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多年来，区块天然气限额偶尔被提高，导致每个区块的交易量略有增加。但也有一些取舍，防止它过于频繁地增加。气体区块限制越大，以太坊区块链的状态增长越快。更大的区块链需要更多的节点运营商资源，这有利于更大规模的运营，也会破坏网络的去中心化。

更复杂的是，以太坊天然气价格在区块之间波动很大。对于ETH加油站等服务，建议按照要求的确认速度设置加油费。然而，估计当前区块的GAS FEE用可能很困难，特别是在区块空间需求突然或意外升级的情况下。

统一空投与需求上升

以太坊GAS FEE的上涨与DeFi的上涨相对应，DeFi可能仍是高GAS FEE的**贡献者。例如，Uniswap的uni airdrop提供了一个小案例，说明当对块空间的需求突然增加时会发生什么。

9月17日00:13 UTC（美国东部时间9月16日8:13），Uniswap宣布空投他们的新uni代币。突然，成千上万的人涌向Uniswap，开始交易Uni。

Uniswap是以太坊上**的去中心化交换机（DEX）。他们的所有交易都在链上执行，这意味着每个交易都会向以太坊区块链发送一个交易。这与CoinBase和binance等中心化交换形成鲜明对比，后者的交易发生在链外，只有在用户需要存取资金时才会发送。

Uniswap和其他DEX使用的连锁交易有很多好处。但也有一个缺点，那就是它会给汽油费带来上涨压力。执行交易的速度比其他人往往带来直接的经济利益，所以许多DEX用户愿意支付高昂的汽油费。

下图显示了uni空投前后每个区块的GAS FEE用。每个点代表Gwei单个区块的平均天然气价格。每个点的颜色代表每个区块的中间交易费用（美元）。随着汽油费飙升，交易费用中位数暂时超过12美元。

当uni-token推出时，交易员蜂拥到Uniswap开始交易。由于交易员争抢区块空间，这导致GAS FEE用突然飙升。在下图中，天然气价格在午夜（UTC）后24小时内突然上涨。

如果你在午夜前发送一份200gwei的天然气价格协议，基于过去12小时的平均天然气价格，你会期望它更快地被纳入一个区块。但是，由于天然气价格的突然上涨，在需求减弱和天然气价格最终下跌之前，您的200 Gwei交易可能一天或更长时间内不会包含在一个区块中。

来源：coin Metrics网络数据专业版

尽管uni规模的空投事件相对较少，但DeFi的应用和使用在许多其他方面造成了高昂的天然气成本。其中一个重要原因是不同DEX之间在链上的套利，通常由机器人进行。链条上的套利可能导致天然气价格上涨，因为机器人相互竞争，在机会消失之前成为第一个执行交易的人。

EIP-1559以太坊的新气体机理

经过大量的辩论，以太坊改进建议（EIP）1559已经通过，并将被纳入今年夏天举行的以太坊伦敦硬分叉。Eip-1559将从根本上改变以太坊的气体机制。以太坊交易将有一个算法来计算基本费用，而不是用户指定的天然气价格。它还将引入一种新的块目标大小机制，旨在使块不断达到**容量。

目标块大小

Eip-1559将引入一个目标块大小机制，而不是一个固定的**块大小，目标是将块容量保持在50%。根据EIP-1559，**区块大小将从12.5mgas增加到25mgas。但是，目标区块尺寸将保持在12.5m。

区块大小机制将调整基本成本，以保持区块50%的满载率

基本成本

Eip-1559将引入一个算法价格（每单位天然气），称为基本成本。交易的发送者必须支付一笔基本费用才能将其交易带入一个区块。

基本成本将是前一个区块的函数，并将根据区块的完整大小增加或减少。如果前一个块大于目标块大小（即超过全部配额的50%），则基本成本将增加。这种升级后的基本成本最终会使部分用户的交易成本过高，减少拥塞，并使阻塞全速率下降到50%。相反，如果块满度低于50%的目标值，则基本成本将降低，从而使发送事务的成本降低。

基本成本将有效地自动化天然气价格招标系统。基本成本将由协议本身计算，而不是依赖根据当前天然气价格估算的建议天然气价格。

此外，基本费用不会支付给矿工，而是会被销毁。被毁坏的零件将从供应中**移除，有效减少以太坊的整体供应。这将有利于以太坊的供应经济学，因为它将有效地降低以太坊的供应通胀。如果成本变得足够高，它甚至可能会缩小以太坊。

下图显示，目前以太坊的供应量约为300万辆，而如果消耗所有交易成本的话，供应量约为300万辆。这是对EIP-1559之后发生的事情的过分简化，因为只会烧掉基本费用，而不会烧掉小费。但它提供了一个在EIP-1559之后供应扩张将如何放缓的想法。

来源：Coin Metrics网络数据图

但它也遭到了一些矿工的反对，因为这可能会降低他们的整体收入，至少在短期内如此。经过激烈的辩论，过渡到EIP-1559被大多数主要池接受，尽管不情愿。

这种基本成本目标块大小的机制有望使块长时间低于**容量，并防止以太坊的块链像现在这样阻塞。然而，如果需求足够高或突然升级，大多数区块可能几乎已满（至少在短时间内），类似于目前的天然气机制。

提示

除了基本费用，交易的发送者还可以选择增加小费。小费直接支付给矿工，类似于目前的交易费用。高小费将鼓励矿工在区块接近产能时先行交易。

发送交易时，用户设置费用上限。费用上限是发件人愿意支付的**费用，包括基本费用和小费。如果费用上限低于基本费用，交易将不包括在区块中。如果费用上限高于基本费用，差额将被付给区块内的矿工。

如果区块继续加满，倾翻功能可能类似于目前的天然气机制，将鼓励矿工以高天然气价格参与交易。然而，EIP-1559的目标块大小机制预计会在很长一段时间内阻止块达到**容量。

EIP-1559会降低汽油费吗？

EIP-1559能否解决目前高昂的天然气成本，并大大降低以太坊的交易成本？简而言之，答案可能不是。

高事务成本从根本上说是一个可伸缩性问题。如果以太坊每个块只能处理数百个事务（平均），那么只要DAPP的使用继续增加，就会继续存在高成本。只要区块空间竞争激烈，天然气Figg就会继续上升。

虽然EIP-1559可能无法解决高收费的问题，但它将有助于改善以太坊的用户体验，并使成本更加可预测。Eip-1559应该有助于减少GAS FEE用的差异，让用户更清楚地了解他们需要支付的实际费用。

但是，为了从长远来看真正降低事务成本，需要layer2的可伸缩性解决方案和最终的以太坊 2.0。通过各种方式，可扩展性解决方案将增加每个块中可处理的事务量，这将有助于缓解导致高成本的拥塞。

在L2解决方案方面已经取得了很多进展，包括优化、循环、不可变X等。由于对EIP-1559的争论，以太坊 2.0甚至可能比之前计划的来得更早。然而，大多数解决方案都有许多复杂性，将可伸缩性解决方案集成到整个网络中需要时间。

结论

以太坊的交易成本处于历史**水平。DeFi的使用和对区块空间的高度竞争导致完全阻塞和拥挤，从而推高了GAS FEE用。Eip-1559将有助于改善以太坊的交易成本用户体验，但最终可能无法解决天然气成本高的问题。但是以太坊可伸缩性解决方案正在开发中，这将是一个真正的降低交易成本的长期解决方案。