以太坊1559升級臨近，依靠通縮重啟牛市可能性大嗎？

吴说

特邀专栏作者

2021-07-05 11:16 (UTC+8)

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價值決定價格，以太坊價值想要實現質的提升還是要寄希望於提高網絡的吞吐量，而供求對價格的影響只是短期效應。

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價值決定價格，以太坊價值想要實現質的提升還是要寄希望於提高網絡的吞吐量，而供求對價格的影響只是短期效應。

吳說作者| 吳卓鋮

本期編輯| Colin Wu

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本期編輯| Colin Wu

一級標題

吳說作者| 吳卓鋮

本期編輯| Colin Wu

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吳說作者| 吳卓鋮

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1 設計原理

因此，交易費的設置，是一個供需平衡的過程。礦工是供給方，用戶是需求方，而商品則是以太坊中網絡被稱為Gas的對象，可以理解為每一筆交易所需的工作量。例如，最基礎的工作即簡單的轉賬需要花費21000個單位的Gas，而越複雜的工作如智能合約的執行則需要越多的Gas。當然，一個區塊所能容納的Gas大小並不是無限制的，這個限制稱為Gas limit，由礦工投票表決。最近一次調整是在4月23日，由Vitalik提出，雖然遭到部分礦工反對，但最終還是從1250萬提升到了1500萬，從而緩解了鏈上活動增加所帶來的網絡擁堵。

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這裡需要解釋一下為什麼礦工會反對，這有助於理解1559協議的作用。礦工在每次記賬前，區塊鍊網絡會發布一個加密的區塊，礦工們收到區塊發布的消息後進行算法解密，首先解出謎題的礦工將獲得這個區塊的記賬權，以太坊算法會為此給予固定的出塊獎勵。那麼礦工是怎麼進行記賬的呢？抽象的來說，就是挖到了這個區塊的礦工將內存池裡一些等待確認的信息“打包”並填入區塊當中，而後再放入區塊鍊網絡進行傳遞。因此，區塊容量越小，每次打包的信息就越少。物以稀為貴，用戶為了盡快被打包，自然必須付出更高昂的報酬，礦工便可從中獲利，這便是為何礦工不情願提高Gas limit。

既然礦工傾向於製造稀缺性，為什麼最終還是通過了提議？原因就在於隨著以太坊用戶的暴增，區塊空間呈現出嚴重的供不應求，以至於即使提升了Gas limit，用戶仍需拍出高價來競爭有限的空間。下圖供需曲線可以很好地解釋這一現象：一級標題需要注意，此處（後文同理）所涉及的供給量，指的是礦工願意為打包信息付出的工作量，而並非區塊的大小。區塊大小固定為Gas limit（實際略有浮動），不受礦工算力的影響；同樣，出塊時間也只受解密難度影響，以太坊算法會根據礦工投入的算力自動調整難度以達到平均13秒出一個區塊的速度。因此，真正由礦工掌握的是記賬權力，即礦工可以選擇不打包任何內容，只傳遞一個空塊出去。這也是1559協議背後，礦工最大的博弈優勢。

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EIP-1559最大的改變就是將原來的交易費拆分成了base fee與tip。其中，base fee為用戶必須支付的費用，金額由前一區塊的利用率決定，而不再由用戶拍賣決定。為此，1559協議還特意改變了區塊的空間上限，從之前的1500萬擴大至3000萬，但仍以1500萬為目標大小。這樣設計的意圖是為了將區塊利用率維持在50%，以方便base fee的計算。當區塊利用率超過50%時，系統會自動提升base fee；反之亦然。具體計算如下：

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其中，b0為前一區塊base fee，s0為前一區塊利用率。通過計算我們可以發現，當出現連續39個區塊利用率接近100%後，base fee將會擴大至原來的99倍（1.125^39）。也就是說，若初始base fee為10Gwei，那麼不到九分鐘的時間，這項費用就會超過1000Gwei。顯然，用戶無法承受如此高昂的交易費，因此隨著base fee的上升，鏈上信息量便會減少，隨著幾個利用率不足50%的區塊出現後，base fee也就隨之回落。通過這種方式，協議可以將區塊維持在“半滿”狀態。

因此，若想要確保信息被立即打包，用戶必須在base fee基礎上額外支付一些小費，即tip。與base fee不同，tip大小由用戶自己決定，決定方式仍為第一價格拍賣，即tip越高，越有可能被立即打包。

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並且，tip會直接支付給礦工，而base fee則會銷毀

。例如，假設當前區塊的base fee為100Gwei，用戶設置的費用上限為200Gwei+5Gwei，這代表用戶在最多願意支付200Gwei base fee（以防當前區塊無法被打包而下一區塊base fee上升）的同時還願意支付給礦工5Gwei tip，最終支付的費用是105Gwei。這裡需要解釋一下為什麼base fee必須銷毀，若非如此，礦工便會在網絡上進行頻繁的小額交易，導致區塊利用率高居不下，base fee便會指數式爆炸。

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3 對以太坊網絡的影響

EIP-1559協議是由Vitalik Buterin和Eric Conner提議並主導設計的，Eric Conner在Medium上對該協議的動機和優點進行了詳細闡述，認為該交易費機制能給以太坊網絡及其用戶帶來如下裨益：

a）節省高達90% 的交易成本費用

c）為用戶提供一個可以預測的交易費用體系

d）減少確認交易的預期等待時間

f）允許用戶即便在網絡擁堵的情況下也能夠“插隊”

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g）在協議層面鞏固ETH的經濟價值

a）大幅降低交易手續費

b）大幅降低交易費的波動，使交易費變得可預測

至於最後兩條：允許“插隊”古已有之，無非是不斷提高tip，這與當前的第一價格拍賣並無兩樣；而提升ETH價值則是一個附帶的好處，倘若前五條能夠實現，那麼整個生態系統的價值自然會提升，這條可以理解為上述所有優點的最終展現形式。後文對歸納的兩點願景進行了分析，旨在探討其可行性。

3.1 是否大幅降低交易手續費

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如上圖所示，我們先不考慮用戶量的變化造成需求曲線的平移，假設用戶量不變，那麼需求曲線D將維持不變。這裡需要先解釋一點，在1559協議下供需曲線不可能長時間相交於供給線的垂直部分，因為那樣意味著區塊利用率始終處於100%的狀態，這將導致base fee呈指數式上升，因此長期來看，供需曲線的均衡點會保持在斜線部分。

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事實上，包括1559協議在內，任何一種交易費機制都不可能大幅降低交易手續費，原因就在於交易手續費是由市場供需決定的，以太坊網絡擁堵導致的交易手續費過高本質上是一個可擴展性的問題，而非交易費機制的問題。如果不能從根本上擴大網絡吞吐量，那麼錯峰交易也只能在高峰期起到暫時引流的作用，而為此付出的代價卻是交易量的下降。當然，交易量下降的前提是我們不考慮用戶量的變化，事實上隨著網絡參與人數與日俱增，長期來看用戶量一定會不斷上升，這將導致需求曲線向右平移，交易價格進一步拉升。不僅如此，由於ETH通縮，法幣價格上升，用戶實際支付的交易費可能比理論值更高。

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最後本文探討一個問題，1559協議是否能大幅降低交易費的波動，使得交易費變得可預測？直觀上是可行的，因為base fee可以通過前一區塊的利用率進行預測；tip雖然無法預測，但隨著錯峰交易的實現，同一區塊競爭的用戶會有所下降，總費用應該是可控的。並且，完成打包的預期等待時間也會縮短，這裡需要注意是預期等待時間而非等待時間。因為base fee的存在使得用戶在支付前就已經知道了最低價格，若無法接受，則靜待base fee回落即可。同樣是等待，區別在於1559協議下的等待時間是可以預測的，而當前協議下的等待是漫無邊際的。就好比一支被圍困的軍隊，如果知道最多五天援軍必到，他們一定士氣大振；但如果他們無法和援軍通訊，也許撐到第三天內心就崩潰了。因此，交易費的波動和打包完成的預期等待時間會大幅下降。

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然而，這只是在常規情況下。想像一種極端情況：在base fee極低的時候突然交易需求暴增，由於base fee每次漲幅有限制，因此在短時間內（例如20個區塊內）無法大幅提升，用戶為了盡快完成交易就會付出高昂的tip，此時交易費和等待時間又變得不可預測了。這一方面不少研究給出過證明，Leonardos, S. et al. (2021) 的結論是base fee的漲跌幅決定了交易費的混亂程度，漲跌幅越接近12.5%，base fee的動態調整功能越弱，極端情況下將失去調整能力。 Moore, IC et al. (2021) 則通過隨機過程模擬發現我們無法拒絕交易費的中長期（4天以上）走勢屬於非穩定過程的假設。

總言之，在沒有發生極端事件情況下，1559協議的確能降低交易費的波動；並且，短期而言交易費會按一定趨勢進行浮動，因此可大致預測，但中長期而言並無預測的可行性。

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4 總結

我們回頭來逐條分析Eric Conner對EIP-1559協議提出的願景：

a）節省高達90% 的交易成本費用

事實上不僅沒有降低，用戶反而可能支付更高昂的交易費，因為base fee雖然是對礦工收取的稅款，但礦工會通過市場這雙看不見的手將一部分稅收效果轉嫁到用戶頭上。為什麼說可能，因為用戶可以選擇在空閒時交易以避開高昂交易費，文末會對此進行詳解。

b）通過實現交易費用競價體系的自動化從而改善用戶體驗

可以實現，因為base fee可以自動計算，等到1559協議正是上線，錢包會更新相應功能。

c）為用戶提供一個可以預測的交易費用體系

短期可預測，中長期（4天以上）不可預測。