由Hasu＆Georgios Konstantopoulos撰写

如果实施， 以太坊改进提案EIP-1559 [1]将为用户在任何主要区块链网络中竞标区块空间的方式带来**的变化。尽管该提案的规则相对简单，但是它将给用户，矿工和钱包提供商带来重大变化，甚至影响整个以太坊网络的安全性。

在这篇分析文章中，我们将整理此提案的不同组成模块，以使其更易于理解。然后根据提案的设计目标分析提案，**查看提案的可能缺点。

设计目标

EIP-1559具有四个设计目标：

1.更好的用户体验（UX）：目前，诸如比特币和以太坊类的比特币链网络使用**价格拍卖（First price auctions），这更易于理解和实施。收费交易通常由矿工打包得更快），但是这种模还存在效率低下的问题。**的问题之一是用户的费用估算很容易过高或过低。

EIP-1559提案试图通过使所有交易支付尽可能相同的费率来解决此问题。根据此建议，在大多数情况下，用户仅需确定他们是否愿意接受并支付此费用，而不再需要确定出价多少。由于这将带来更好的交易费用估算，因此有望带来更低的交易费用。

2.灵活的块大小限制：用户对块空间的需求可能不稳定。结果，某些块仅使用一半的空间，而其他块则非常满。灵活的块大小限制将允许某些块变大，只要其他块变小。这样，我们可以实施长期平均块大小限制，同时允许各个块大小变化。

3.更好的安全性：对于仅依赖交易费来确保安全性的比特币链（例如未来的比特币链），当区块奖励耗尽时（注：在未来，当所有2100万比特币挖矿时） ， 比特币区块奖励将为零，而矿工的唯一收入将来自用户的交易费），区块链可能会遇到问题。

EIP-1559旨在通过交易费用解决网络安全问题。根据该建议，交易费用将被销毁，矿工（或ETH 2验证者）将获得更可靠的**整块补贴作为奖励。

4.防止经济抽象：当用户可以使用任何代币（例如稳定币）支付交易费用（这称为经济抽象）时，这将威胁到区块链本地代币的储备状态和价值升值。 EIP-1559提案破坏了交易中的一定数量的ETH ，从而使经济抽象问题更加难以发生。

它是如何工作的？

01. BASEFEE（基本交易费）+小费（小费）

作为EIP-1559提案的第一个基本组成部分，该协议将要求用户支付称为BASEFEE的**交易费用。 [备注：BASEFEE字面翻译为“基本费用”根据发起者埃里克·康纳的提议， 以太坊协议将根据BASEFEE网络拥塞进行上调或下调，即不固定BASEFEE。

在当前的以太坊或比特币网络中，通常难以实施**交易费用模，因为协议无法阻止发现交易套餐的外部价格：例如，协议可以指定交易费用价格A ，但是如果矿工和用户在协商了较低的价格B之后，用户可以根据协议向矿工A付款，但随后矿工可以在协议之外退还用户。

EIP-1559提议通过销毁所有BASEFEE来解决此问题。

根据EIP-1559提案，由于矿工将不会收到任何BASEFEE费用，因此用户必须激励矿工以其他方式打包自己的交易。这将我们带入用户的视野。基于此建议，当用户提交交易时，必须设置两个值：

首先，用户需要设置GAS_PREMIUM（称为“提示”（提示））作为出价，以使其交易打包。在大多数情况下，这笔费用仅需要补偿矿工挖出叔叔块的风险（例如1 Gwei）。在交易拥塞期间，此方法还可以使用交易者之间的先前**价拍卖模式（即，在拥塞期间，通过增加提示费来使他们的交易打包得更快）。

其次，用户需要设置FEECAP（费用上限），该值表示用户愿意支付的**费用（此值包括小费）。这是必需的，因为BASEFEE实际上可能会上下浮动（例如在一分钟内发生更改），对于设置相对较低的FEECAP值的用户而言，这意味着他们可以等待直到其交易被打包在以后的块中。

简而言之，BASEFEE允许该协议实施**收费模式，同时不鼓励形成链下收费市场（即，用户与矿工私下就交易费用进行谈判不会有问题）。它为形成更灵活的块空间使用机制（例如统一的价格拍卖和灵活的块大小）奠定了基础。

上图：BASEFEE作为EIP-1559提案的组成模块，带来了灵活的块大小限制，更好的收费拍卖机制以及更可预测的矿工收入。

02.灵活的块大小限制

希望有一个更灵活的块大小，但是块大小不受限制是一个激励问题：块越大，叔叔块率越高，反过来又鼓励了矿工的中心化。此外，必须控制验证成本，以便区块链网络可以维持其不信任度。

这引入了灵活的块大小机制。目标是允许矿工创建更大的区块，但只能以可证明的成本进行。增加的单独冻结率本身不是可证明的成本，因为可以通过提高挖矿中心化度来降低此成本，但是协议内销毁交易的费用是可证明的成本。

根据EIP-1559的建议，矿工可以定期超过块大小限制，以应对交易需求的激增，但前提是用户真正需要并为此付费。 BASEFEE机制通过引入实际成本（费用销毁）来抑制矿工将垃圾交易填入其区块中。

因为当前的EIP-1559建议使用两个值（长期目标是每块1000万瓦斯，新的块气体限制是2000万瓦斯）来代替当前的固定块大小限制（注意：当前以太坊块Gas的上限为1000万），可以应对交易需求的激增。

从长远来看， 以太坊调整BASFEE Network会议以达到所需的平均块大小：

当块大小低于此目标平均值时，BASFEE将随着时间的推移而减少，从而促进了对块空间的需求；

当块大小超过此平均值时，BASFEE将随着时间增加，从而抑制了对块空间的需求。

区块大小的变化取决于一千万个气体的区间，但是在此基础上，每个区块可以增加或减少12.5％的上限。

综上所述，对于用户而言，BASEFEE的上下调整机制将使交易成本更高或更低，从而达到所需的块空间利用率水平。

预期影响

01.更好的用户体验更好的用户体验

为了评估用户和钱包提供商的体验，我们需要考虑系统处于不同的拥塞情况。

当网络不拥挤时：根据EIP-1559提案，只要区块低于2000万天然气的**限额，用户就没有理由增加其小费（只需按照**标准付费），甚至如果BASEFEE将随着时间的推移上下浮动。

在这种情况下，交易的包装完全由BASEFEE确定。愿意支付此BASEFEE +**Tip费用的用户将打包到下一个区块中。只要网络不拥挤，用户就可以以固定价格购买块空间。这与您当前在亚马逊上看到固定价格商品（无需通过拍卖竞价）时的体验相同。用户可以选择接受此价格，也可以离开。结果是用户和钱包的成本估算将变得高度可预测。

用户甚至可以将交易的FEECAP设置为低于当前的BASEFEE，这意味着用户愿意等到BASEFEE变低之后再打包交易。

当网络拥塞时：随着挖矿超过1000万个Gas的区块，BASEFEE将开始增加。实际上，BASEFEE费用将继续增加，直到挖矿出一千万个天然气（或更少）的区块为止。

如果下一个区块的大小为1000万天然气，那么BASEFEE将稳定在当前的费用水平。

如果下一个区块的大小少于一千万个Gas，那么BASEFEE将开始减少。

这是非常重要的认识。如果区块大小在一段时间内已经超过1000万个Gas，则交易费用可能会很高，最终将减少用户的交易需求。在这种情况下，交易成本上升的速度有多快？

假设0区块中的BASEFEE是每单位10亿wei的天然气价格，并且假设ETH的价格是240美元，那么一次消耗21,000天然气的典交易的成本将是0.0005美元。如果接下来的10个区块的大小为2000万个Gas，则交易成本将为0.02美元，而达到第100个区块时，交易成本将为657美元。这就是指数增长的力量！见下文：

图1：在30分钟内，整块交易费用成倍增加。

当区块接近2000万个Gas限制时，预计有紧急交易需求的用户将使用Tip拍卖方法（即，通过增加Tip费用来尽快打包交易），因为该协议不再此时使用二进制方法确定事务的优先级（在此之前，用户可以选择是否接受当前的BASEFEE费用）。

结果，在网络拥塞期间，协议将重新使用当前的**价格拍卖模。

即使在小费拍卖中，BASEFEE对于交易者也是可预测的。假设块0中BASEFEE的起始值为100，则该值在T1时**为100 * 112.5％，在T2时**为100 * 112.5％^ 2，在T3时**为100 * 112.5％^ 3，以此类推。 。这也适用于BASEFEE的逐渐降低。

下图的蓝色部分显示了此初始BASEFEE值（在此示例中为100）在将来的块中可能会增加的值。

图2

拥塞加剧：如上所述，EIP-1559允许较大的块在短时间内（而不是较长时间）出现。在需求激增持续了30分钟之后，消耗21,000汽油的交易的BASEFEE费用将超过1,000美元（假设初始BASEFEE = 1 Gwei）。

使BASEFEE恢复到更“正常”水平的唯一方法是挖矿气体少于1000万的块。

想象一下，如果已经有100个连续的块，大小为2000万个Gas，按照上面的示例，平均交易成本已增加到超过657美元（BASEFEE + Tip）。为了使BASEFEE返回初始值，必须挖矿89个空块。或者，我们也可以挖矿183个区块，挖矿天然气500万瓦斯，或371个区块，挖矿天然气750万瓦斯，依此类推。见下文：

图3：当100个连续的块已满时，需要挖矿的块数才能使BASEFEE返回其初始值。

因此，在高拥塞情况下，典情况是一些非常大的块，然后是一些非常小的块。这是有原因的，因为在这种情况下，需要进行紧急交易的用户可以更快地确认交易。但是最终，BASEFEE的增长将超过交易者的需求，这使得交易者不得不等到BASEFEE再次下跌。

02.松动的机制

了解了EIP-1559提议如何应对网络拥塞后，我们可以看到其灵活的块大小限制松动机制与每个块中BASEFEE的**变化密切相关。 BASEFEE调整的速度越慢，系统处理交易要求变更的能力就越好。

此更改类似于“昼夜周期”或“工作日－周末周期”根据当前的EIP-1559，此提议不允许区块在夜间和白天继续增长，因为这些时间段太长，因此交易费用将在白天和夜间迅速上升至数十亿美元也将迅速下降到接近零。

因此。这种松散的机制在几分钟到半小时的时间内运行。在增加或减小块大小的方向上，事务大小越长（无论高低），BASEFEE会被拉得越猛烈。

03.更好的安全性

许多比特币链（例如比特币 ）都有通货紧缩的货币政策，这意味着发行的新硬币数量将随着时间的推移而下降。当发行率下降到足够低的水平时，支持网络安全的动机就来自交易费用。 EIP-1559与仅依靠交易费用来保护网络安全的此模不兼容，因为基于EIP-1559，大多数交易费用将不会用于激励矿工，但会被销毁。

因此，可以说EIP-1559假定矿工拥有**性的块补贴来确保协议的安全性。但是，考虑它的更好方法是：EIP-1559使**性大宗补贴作为设计解决方案更为可取，因为被销毁的交易费对ETH起到了货币紧缩作用，从而允许发行新ETH其他方面（例如奖金给ETH在发行2验证ETH ），不会使整体供应量的扩张。

由于协议的**性以太坊补贴，可以为矿工带来更稳定的收入来源，可以说，EIP-1559 Dui 以太坊对长期的安全性和稳定性产生了积极的影响。

04.停止经济抽象

在实施EIP-1559提案之前，从技术上讲，交易费用不一定由ETH支付。尽管以太坊网络仅支持ETH支付交易费， 以太坊理论上讲，用户可以使用他们想要通过元交易向矿工支付费用的任何代币。但是，也可以通过MEV间接向矿工付款。例如，矿工可以打包不包含任何交易费用的DEX交易，因为他可以通过抢占交易在其他地方赚钱。

但是EIP-1559可以在很大程度上解决这个问题。因为每笔交易的BASEFEE均以ETH计价，并且将始终被销毁。在这种情况下，无论由谁支付费用， ETH都会从供应中被销毁。

矿工仍然可以自由选择以较低的BASEFEE费用打包交易，但是仅当矿工需要收取一部分集体奖励来支付较低的BASEFEE费用和当前协议中规定的BASEFEE费用之间的差额时。结果，减少了来自该区块的矿工的ETH区块奖励，并且该交易的用户节省了资金。必须有人用ETH支付差额。

我们之所以说“经济抽象的问题已基本解决”，是因为EIP-1559可以阻止BASEFEE的经济抽象，但是它不能防止Tip费用可能引起的经济抽象问题。由于小费没有被销毁，因此协议无法强制支付方式或支付地点，因此可能存在脱链市场。但是，正如我们之前所显示的，在大多数情况下，用户无需将其小费增加到**要求之上。

潜在问题

EIP-1559提案的主要关注点是矿工是否可以操纵BASEFEE，以及是否要操纵它。

当BASEFEE为0时，由于此时没有破坏，因此矿业联合会获得用户的所有出价。同样重要的是要记住，只有在对区块空间的需求超过区块空间的供应时，用户才会开始使用Tip出价。

一旦BASEFEE接近于零，矿工就可以使用一种简单的策略将BASEFEE**保持在此水平：如果他们从未挖矿过高于1000万瓦斯的区块，BASEFEE不会增加。如果需求永远不超过1000万加仑（或矿工决定将上限限制设置为低于1000万加仑），则矿工将获得全部交易费用。

但是，它是整个矿工的**选择，而不一定是单个矿工的**选择。这是集体行动的问题。如果该区块的上限是1000万天然气，但是市场上有2000万天然气的交易需求，只要有矿工，就可以打破联盟并将这些包括小费的交易打包。

为了将这种现象转变为稳定的垄断，需要矿工激活的软叉（MASF）。在MASF中，超过50％的算力将用于忽略大于1000万个Gas的任何区块，从而激励少数人遵循新实施的规则。

由于此攻击媒介存在于任何网络上，因此我们目前不认为这是EIP-1559的特定风险。

**写

我们发现EIP-1559可以在很大程度上实现其诺言。除了非常短暂的高拥挤期外，该提议还应使交易费用估算更加可预测，并且在高度拥挤的情况下，系统将返回到当前的**价格拍卖模式。因为BASEFEE将成倍增长以抑制需求，所以高拥塞的持续时间不会太长。

作为EIP-1559提案的有趣组成部分，BASEFEE使这些好处成为可能。这种机制在协议中设定**费用的能力开辟了一个全新的设计领域，从灵活的区块大小，**的区块奖励，更好的保护免受经济抽象的影响到更好的未来拍卖模。

EIP-1559提议很有希望，但这并不意味着该提议也是**的。我们仅根据此提案的目标评估现有参数集。进一步研究此机制的不同配置是一个好主意。

如果您想**我们的数字和图表，或进行自己的实验，欢迎访问我们在GitHub [2]上提供的代码。

[1] https://github.com/ ETH ereum / EIPs / blob / master / EIPS / EIP-1559.md

[2] https://github.com/gakonst/eip1559/