EIP-1559 只是徒勞,毫無益處

來源:嗶嗶News

一. 引言

“EIP-1559” 這個名字,想必大家都不陌生了。這個成型於 2019 年 3 月的提案,因為引入了一個銷燬手續費的機制(因而會減少供應量),被 David Hoffman 高舉為 “以太坊貨幣政策中的最後一塊拼圖”,是 ETH “獲得貨幣溢價的關鍵一環”,得到了越來越多的關注。

一年半以前,讀過 EIP-1559 提案二號作者 Eric Conner 撰寫的介紹性文章之後,我寫了一篇措辭嚴厲的文章,認為這份提案並不能解決提案最初想要解決的問題,反而會引入更多交易摩擦。我的好友 Elisa 也幫我把文章翻譯成了英文,可惜應者寥寥。

時過境遷,支援 EIP-1559 的聲音近期一再出現,無論是對 “通縮以太坊” 的期待,還是因為 Gas Price 高漲而產生的焦躁情緒,似乎都加劇了支援論調的流行。

但我始終沒看到一個能說服我的理由。這些支援意見,要麼誤解了手續費市場的運作原理(它實際上是並且只能是所謂的 “一價拍賣”,物主可以設定底價並且價高者得的拍賣);要麼只看到了 EIP-1559 會造成的部分影響,而對它在其他方面的影響視而不見;總而言之,都不能提供完整的分析。

我收集了近期幾篇對 EIP-1559 表示支援的文章:

Analysis of EIP-1559(中文版)

What if ETH had a fee burn 5 years ago

EIP-1559 51% Attacks: Should you live in fear(巴位元中譯本)

Ethereum fee market reform: EIP-1559 as a question of fairness(中譯本)

我非常尊敬這些文章的作者在其中投入的智力資源。無論如何,沒有這些分析,事情的全貌就不會變得更清楚。但在我看來,他們在下結論時都未免有些草率,對一些關鍵主張缺乏論證,或者耽於證明新的機制是無法被操控的,但卻沒有證明新機制會比當前的機制更好(下文將用 “#” 號加數字來指代這幾篇文章)。

我先從一些簡單的經濟學推理開始,然後詳細討論這幾篇文章存在的問題。

二. 簡單的經濟學推理

假設有個東西的市場價格很高,你覺得剝奪生產者(賣方)從這個東西中獲得的經濟收入,可以使獲得這種東西的代價變得更低嗎?

很顯然不能,因為價格是由供給和需求決定的,而削減賣方得到的收入會打擊他們的生產積極性,也會卡住價格(利潤率)的訊號作用,使潛在的生產者進入這個生產領域的積極性下降,影響未來的供給量增加的幅度。供給量提不上去,說再多都是枉然。

但 EIP-1559 恰恰就是想讓你相信,削減礦工從 Gas 費中得到的收入,可以讓 Gas 的價格降下來。怎麼可能呢?

假設你現在去醫院,發現醫生的門診金都很高,你覺得貴,你覺得以下哪種辦法能讓你獲得價效比更高的服務(同樣的代價可以得到更好的服務,或者同樣的服務只需付出更少的代價)?

A. 遊說政府出臺門診金的管制措施,給醫生劃分等級,為每個等級的醫生劃定門診金的上限;

B. 在社交媒體上控訴醫生,痛罵醫生都是唯利是圖的傢伙,不管病人死活,一點也不道德;

C. 政府開始對門診金收稅,或者提高門診金的稅收比例;

D. 政府一邊對門診金收稅,一邊安慰大家說不要緊,收上來的稅我全部都不花,這筆錢我放在一個可以公開的賬戶上永不動用,幫大家搞通縮;

E. 政府管制醫生的診金價格,同時給予醫生補貼,最後還要對診金收稅;

F. 政府一邊對門診金收稅,一邊說,這些稅收會變成一個資金池,享受銀行的儲蓄利息,一段時間後會按診金的比例連本帶息把資金給回醫生。

你覺得哪種辦法有用?沒有任何一個有用。

#A,管制診金的價格(顯然是強制壓低診金),會導致需求量大增而供給量不足,體現出來就是可以掛號的號數出現上線、排隊現象增多,還有幫助掛號的黃牛黨。另外,病人的平均問診時間也會下降。你以為你真得到了實惠?不,你的貨幣成本雖然下降了,但時間(排隊)成本上升了,進一步地說,它是導致病人無法用出價來表達對醫療資源的需求急迫度,導致醫療資源的實際使用向時間價值更低的群體偏移。按照這個行內的話術來說,就是優質的醫療資源被 DoS 攻擊了。

#B,這個就不用解釋了吧?相當於給醫生的報酬施加一個負價格。

#C,同樣的一次問診,能得到的收入更低了,醫生願意花的心思自然就更少了。而且,羊毛出在羊身上,所有的稅收都是同時從買放和賣方榨油水,以至於當雙方油水不足時,交易就根本不會發生。

#D,明眼人應該看出來了,其實這就是 EIP-1559。它其實是 #C(稅收的效果)加上貨幣通縮的效果。貨幣通縮當然有造成貨幣價值升值的效果,但不要被表象給迷惑了:如果銷燬自己財產的一部分能夠讓自己的境況變得更好,為什麼我們沒有看到大家經常把自己的錢燒掉?(假定通縮的數量按比例造成貨幣價值的提高(這個假設當然不盡合理),這其實就是個簡單的數學題)在 “稅金 + 通縮” 的組合中,醫生的診金價格(以貨幣數量來表示)變低,但貨幣的價值升高,即使不詳加分析,也該說 “一高一低不好說”,但如果這樣做能使他們的收入升高,為什麼我們沒有看過被徵收消費稅的行業群起遊說政府把稅收銷燬掉?

#E,有些人主張,#E 才是 EIP-1559 的實際情形,因為礦工不僅有 Gas 費收入,還有區塊獎勵。但實際上,並沒有什麼不同,因為區塊獎勵只能激勵他們提供工作量證明,不能激勵他們提供 Gas。就好像改變醫生的收入構成,以政府補貼代替診金,造成的結果是激勵醫生坐班,而不是激勵醫生看診。不知道你有沒有聽過有些基層醫院的醫生以開轉診單為業、從來不實際看診?

把 EIP-1559 與上面的例子關聯起來的邏輯關鍵只有一個,就是 EIP-1559 首先是一種稅收。為什麼這麼說?

EIP-1559 的關鍵舉措是讓使用者(買方)支付的數額不等於礦工(賣方)得到的數額。支付的總額分成了 base fee 和 tip(礦工實際得到的數額)。使用者花了 10 塊錢,但礦工只拿到 5 塊錢,中間的 5 塊錢哪兒去了?你甭管它哪兒去了,它不就是一種消費稅嗎!

- 來源:EIP-1559 的經濟學分析-

只要知道了它是一種有具體數額的消費稅,你就能聯想到稅收經濟學裡面最基本的兩大原理:(1)消費稅從來不是隻從生產者身上收取的利益,同樣也在消費者身上收取了利益。看上圖的綠色部分就一目瞭然了,原本 P1 以上,藍色需求曲線以下的部分,都是消費者得到的利益,即願意支付更高的價格(“流動性挖礦日化收益率百分百,操作一波”),而僅支付了更低的價格(“Gas 費算下來只有 1%,還行”),從而得到了一部分利益,叫 “消費者剩餘”;同理,有 “生產者剩餘”;但稅收不是僅侵佔生產者剩餘或者消費者剩餘,而是兩者皆有;(2)凡消費稅,必有無效率的損失,即必有買賣雙方的剩餘不足以支付稅金,因此交易根本不發生。就是上圖綠色方形右邊、供給曲線和需求曲線夾角形成的那塊三角形。也就是 EIP-1559 會使 Gas 的供給數量和消費數量都下滑。

很多人主張 EIP-1559 能夠改善使用者體驗,顯然是沒有分析出這一點。分析出來了我就不理解怎麼能質然說使用者體驗會更好。至少,使用者要支付的數額並沒有變少。

至於它所造成的通縮,我前面也已經說過了。通縮當然造成貨幣價值的提升,但它既然無理由證明礦工從 Gas 中得到的收入會變得更高,也就無從證明礦工會更願意最佳化網路和節點、提供更多的 Gas(即 Gas 供給量會提高),自然也就無從證明它能降低 Gas 價格。

更何況,它是以犧牲 ETH 的財產屬性為代價,獲得這種通縮的。

接下來,我將討論上述幾篇文章的謬誤。

三. 智者千慮

在這一部分中,我將回應上述四篇文章在論證中的幾個基本概念和理論。這些概念主要來自 #1、#3 和 #4。這當然是因為 #2 實際上並沒有提供什麼論證,僅僅只是將歷史上的 Gas 消耗量和 Gas Price 資料抽取出來,粗暴地假設一個銷燬比例並計算出銷燬數額。但是,實施了 EIP-1559 的區塊鏈不可能跟沒有實施的區塊鏈有同樣的平順性和交易量。(一)#1 與鬆弛機制(Slack mechanism)

#1 在文中主張,EIP-1559 使得區塊的實際大小有了更高的彈性,能夠應對突然的需求激增,這樣一來,某些區塊可以更大,同時又不至於一擴容就變成長期的負擔。這個主張是合理的。EIP-1559 定義了兩個有關 Gas 容量的概念:目標 Gas 容量和最大 Gas 容量;前者與實際 Gas 使用量的高低用來確定 base fee 費率要提高還是降低,後者才是一個區塊最多能使用的 Gas 數量。所以,當需求量突然增大的時候,礦工可以短期內打包更大的區塊,而不需要經過漫長的共識形成過程。

我在上一篇文章裡沒有提到這一點,是我的疏忽。

但這一點並不是沒有代價的,假設需求量突然跌落,使用者願意支付的費率直接跌到比 base fee 費率還要小,那以太坊網路就只好出空塊,等待 base fee 的向下調整了。(二)#3 與 EIP-1559 的安全性

#3 致力於證明,EIP-1559 是不可操控的,即使對工作量證明的 51% 攻擊,也無法操縱 EIP-1559。

在我看來,對 EIP-1559 不可操控的論證,完全搞錯了重點,或者說是在主張一個並非自己專屬的得益。

因為礦工根本不需要去操縱它。原來礦工怎麼賺錢,實施 EIP-1559 之後仍舊怎麼賺錢,只不過名義換了,原來賺的叫 Gas Fee,現在賺的叫 tip。名雖不同,實則一也。只要礦工仍舊掌握著打包區塊的權力,你就沒有辦法強迫他們打包會讓他們虧損的交易(也就是 tip 還不足以覆蓋他們為打包這個交易而付出的機會成本的交易),他們就可以自己決定 Gas 的供給量。

別誤會,我的意思是,我也覺得 EIP-1559 是不可操控的,操控它的成本要大於收穫。但因為礦工根本不需要去操控它,這個好處也就不存在了。(三)#4 與 “公地”

我必須承認,最令我震驚是 #4 提出的 “公地” 學說,在 “Who owns Ethereum's blockspace” 一節中,作者主張礦工保護網路的工作已經被區塊獎勵買斷了,再加上處理交易的成本並不僅由礦工來承擔,因此礦工無從主張他們 “擁有” 以太坊的區塊,自然也就無從主張自己應該得到交易手續費。

作者的結論是:這意味著以太坊那個的區塊空間是 “公地”,而礦工是 “公地上的尋租者”。

實在太令我驚訝了。我驚訝的地方不僅在於,作者似乎完全曲解了工作量證明(PoW)的作用,忽視了 PoW 在分散式系統中為交易排序的核心功能。正是因為 PoW 可以讓我們在分散式系統中為事務排序,我們才需要它。這種排序功能,跟作者所謂的 “securing the network”,本質上是一回事。從個體的角度來說,礦工提供工作量證明是為了獲得區塊獎勵,這不假;但從網路的角度來說,打包交易、交易排序才是 PoW 的核心功能。如果缺失了這一功能(無論是從協議上禁止它,還是打消他們打包交易的激勵),傷害的都是協議本身,要麼這將淪為一箇中心化的系統,要麼它將傷害協議貨幣的財產屬性(無法轉移的財產是不值錢的),還有一種可能是使用者必須用其他方式而非貨幣來支付這個代價(效率極差)(你們要不要猜是哪一個專案?)。

另一方面,我驚訝的地方在於,作者離真相如此之近。沒錯,假設我們同意作者的推理,認為以太坊的區塊空間是一塊公地,那麼作者也該想到,公地治理的第一原理就是私有化,無論直接還是間接地私有化。在我們這個案例中,就是用競爭優勢來界定產權,也就是按收集、打包交易的能力來決定哪個礦池能獲得多大的份額、獲得多大的收益。

作者說礦工是尋租者,我說,of course,當然是尋租者,還能是別的嗎?所有人,只要是追求 “生產者剩餘” 的人,按定義都是尋租者。重要的是,天下熙熙,皆為利來,天下攘攘,皆為利往。如果你不讓他們享有租金,這片地就會荒蕪掉。終端使用者得到的也會更少。(四)#1、#4 與 “提高安全性”

在 #1 和 # 4 中,作者都提到了一個論點:當交易費變成礦工收入的主要部分時,因為交易費會有巨大的波動,逐利礦工的算力投入也隨之波動,網路的安全性也會隨之波動,是以太坊網路陷入不利情形;EIP-1559 可以一勞永逸地免除這個風險,透過削減礦工的手續費收入、同時維持區塊獎勵的價值,來維持礦工算力投入的穩定性。

不論 EIP-1559 的支持者有沒有意識到,這其實是支援一方最複雜、最終極的論點。它結合了以太坊社羣對網路安全政策(也即貨幣政策)的理解,找出了一個最終極的利益。

但我想,我會這樣來形式化一個分析:

如上圖,橫軸為 Gas 的數量,縱軸為 Gas 的價格;斜向下的藍線是需求曲線,表示使用者為每多一單位的 Gas 的支付意願是持續下降的,因為他會把自己緊迫的需要排在前面;斜向上的橙色線是供給曲線,表示礦工對每多供給一單位的 Gas 要求的價格是持續上升的,如 #4 正確地指出的,這是因為礦工的區塊有變為叔塊的可能,而提供多一些 Gas 會需要消耗多一些時間。如果沒有 EIP-1559,市場中的 Gas 價格會是 P,而 Gas 的使用量是 U(暫時不考慮 U 超過區塊容量的可能)。如果實施了 EIP-1559,當使用者需要支付 base fee 的時候,礦工得到的價格是 tip,使用者支付的價格是 tip + base fee,Gas 的實際使用量會是 U1。

(1)假定 base fee 為零。也就是 Gas 使用量持續低於目標使用量,base fee 逐漸降低至於 0(具體機制可見我的上一篇文章)。此時,base fee 不存在,Gas 的使用情形、支付情形與不實施 EIP-1559 相同。

礦工的收益 = C+ D + E + 區塊獎勵

此時,EIP-1559 並不能製造安全性增益,因為礦工的收益與不實施 EIP-1559 相同。

(2)假定 base fee 不為零,即網路的 Gas 使用時有突破目標 Gas 使用量的限制。

在這一前提下,即使不實施 EIP-1559,Gas 的使用也不會到達 U,因為 U 超越了協議的 Gas Limit,但礦工的收益 = C + D + E 的一部分 + B 的一部分 + F 的一部分 + 區塊獎勵。Gas 的價格也會比 P 高。這符合我們的直覺,因為,使用者之間會開展價格競爭。可以認為,當前的礦工的收益會比單純的 C + D + E + 區塊獎勵 更高,如果並不更高,礦工會集體提高 Gas Limit。

但實施了 EIP-1559 呢?

礦工的收益 = D + 區塊獎勵**

為什麼是 “區塊獎勵**” 呢?因為區塊獎勵的名義數量沒變,但是通縮導致其價值上升。上升的幅度,正來自於稅收吞噬掉的 B 和 C。(雖然實際上,通縮會導致所有 ETH 均等地升值,但在這裡,為了方便,我假設通縮導致的升值完全集中到了區塊獎勵上)

所以,礦工的收益 = C + D + B + 區塊獎勵

發現了嗎?如果 base fee 不為零,主張 EIP-1559 可以創造更大安全性的人實際上是在主張 B > E。

如果 B < E,EIP-1559 實際上降低了安全性;如果 B = E ,那就不變。

不論兩者實際如何,使用者都永遠失去了 F。

所以,別看表面上的區別,實際上,EIP-1559 的核心思想與當前制度的並無二致,都是讓使用者給礦工支付。只不過當前的手續費制度沒有中間商賺差價,都是直接支付,可見的貨幣成本;而 EIP-1559 是偷龍轉鳳的轉移支付,使用者暗地裡支付還不說,還永遠地失去了一塊利益。

至於 B 跟 E 的相對大小,當然是理論無法回答的問題。

四. 結語

綜上,我證明了,當前對 EIP-1559 的支援意見,並無堅實的科學基礎。EIP-1559 既無法讓交易手續費變得更可預測(因為需求不可預測),也無法降低 Gas 價格,因此談不上能製造更好的使用者體驗。同時,新近出現的支援意見,也要麼誤解了整個生態的運作原理,要麼無法提供完整的分析來證明其意見。

迄今為止,沒有核心開發者表示在 PoW 以太坊上實現 EIP-1559 的計劃,倒是 2.0 的研究員表示,可能在 Phase 1 時實現一個類似的機制。

我更關心的是,PoW 以太坊會不會因為當下普遍的支援意見而決定實現這一機制。如果這些意見僅僅是因為作者們還沒有釐清前因後果,尚且好說。我更擔心的是有人明知道其影響,還因為自己不屬於會被損害的群體,而選擇支援這樣不公正的提案。

再說一遍,我非常尊重所有在這一話題上投入智力資源的人。沒有他們的聲音,我也不可能推進我自己的分析,寫出這篇文章。我也一再強調,這些話,本來應該有人說,並不需要什麼經天緯地的才能,然而沒有人說,於是我只好自己說。

最後夾帶點私人觀點。自人類有史以來,就沒有出現過比市場經濟更能刺激人們從事生產的制度,沒有比市場經濟更能降低成本的制度,因為其他制度皆誘導人們從非生產的活動中獲利。

區塊鏈世界也不例外。你去看區塊瀏覽器,半年以前,以太坊網路的區塊利用率還在 80% 左右,而近一個月來,都在 95% 以上。為什麼?當交易手續費太低的時候,很多礦池會寧可打包空塊。但當 Gas Price 飆升的時候,不打包一筆交易就少 0.0x 甚至 0.x 個 ETH 的時候,那些沒有最佳化節點和網路的礦池會面臨看著別人吃肉以及被礦工拋棄的悲慘下場。

這個事實向我們指出了正確的道路。

補充:

我在第三節第四小節中提供的分析是不完整的,我只分析了兩種情形,但實際上,EIP-1559 實施後的網路應該有 5 種狀態,分別是

I. 自然市場均衡點大於 target gas usage,小於 max gas usage;base fee 為零;

II. 自然市場均衡點大於目標 Gas 用量,小於最大 Gas 用量;beae fee 不為零,但並未大到使 Gas 用量等於目標用量;

III. 自然市場均衡點大於目標 Gas 用量,小於最大 Gas 用量;base fee 不為零,且大到足以使網路的實際 Gas 用量等於目標用量;

IV. 自然市場均衡點小於目標 Gas 用量,且 base fee 不為零;(對應上文分析的第二種情形)

V. 自然市場均衡點小於目標 Gas 用量,且 base fee 為零;(對應上文分析的第一種情形)

(其中假定目標 Gas 用量等於不實施 EIP-1559 時的區塊 Gas Limit)

讀者應該意識到了:(I)對應於需求突然暴漲的情形;(II)對應於需求增加之後 base fee 正在調整(升高)的情形;(III)對應於 base fee 調整完成,使網路使用量趨近於目標使用量的情形;(IV)對應於需求降低之後,base fee 正在調整(降低)的情形;(V)對應於需求降低之後,base fee 調整完成變成 0 的情形。

只要讀者理解了我在上文中的邏輯:礦工會因為自己的利益而調整安全投入,因此可以透過對比實施前和實施後礦工的利益改變來對比他們的安全性投入,就可以跟我一樣,用供給需求曲線和幾何來分析政策的效果。

可以證明的是,(I)情形下,EIP-1559 會導致安全性下降(雖然 Gas 的供給量會變多,因此使用者會多一份利益);而如果我們假設從使用者和礦工處徵來的稅,會完全凝結到礦工的區塊獎勵中(對 EIP-1559 支持者一方有利的假設),我們可以說,(III)跟(V)情形下,實施 EIP-1559 與不實施沒有任何分別;但如果採取更現實的假設,那也同樣只好說 EIP-1559 會導致安全性下降。

至於(II)和(IV)的情形,則仍需考察礦工從 EIP-1559 中的所得。

這種更詳細的分析也使得我們能夠衡量 Hasu 所主張的 Slack mechanism 生效的情形(包括 I、II)中,使用者的所得。兩種情況下,使用者都有淨所得,因為一部分實施 EIP-1559 會轉移給礦工的利益,在不實施的情形下也會因為使用者的 Gas 價格競爭而導致歸屬於礦工,使用者相當於無所失(I),或者有所得(II),而另一部分利益來自於增加的 Gas 供給量。(這一部分的分析才真正觸及到了經濟學上的 “租金” 的特殊含義:即使損失也不會使攻擊者行為改變的利益。Gas Limit 在市場需求高漲的情形中會製造出這樣一部分租金)

可以自己畫畫圖,不想畫就得等我畫出來了。

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