概括地說,基本費允許協議在不促成鏈下市場(off-chain market)形成的前提下向使用者收取一筆最低費用。它為提高區塊空間利用機制的靈活性(例如統一的價格拍賣和彈性的區塊大小)奠定了基礎。
彈性的區塊大小上限
區塊大小的靈活性自然是越高越好,但如果區塊大小不受控制,則會造成已知的激勵問題。用更大的區塊來提高叔塊率(uncle rates)的能力會鼓勵礦工中心化。此外,必須控制驗證成本,來維持網路去信任化(trustless)的特性⁶。
彈性區塊大小機制應運而生。其目標是允許礦工僅以可證的成本(provable cost)來製造更大的區塊。孤塊率(orphan rate)的提高本身並非可證成本,因為可以透過提高中心化程度來降低孤塊率,但協議內的手續費銷燬是可證成本。
在 EIP-1559中,礦工可以偶爾超過區塊大小上限來應對突發需求,但僅限於有真正使用者需求的情況。原始的基本費透過引入實際成本(銷燬的費用)來阻止礦工透過垃圾交易擴充自己的區塊。
EIP-1559之所以有可能應對突發需求,是因為其用兩個值取代了區塊大小現有的硬上限:一個10m gas/區塊的長期目標和一個20m gas/區塊ⁱ的新硬上限。(相關補充說明請檢視註釋i)
長期來看,網路會上下調整基本費,以達到理想的平均區塊大小。當區塊小於目標大小時,費用會逐漸下調來增加需求。當區塊超出限制時,費用會逐漸增上調來減少需求。費用的變化程度由距10m的“距離”而定,但每個區塊上下浮動的程度均不超過12.5%。
總之,在基本費調整機制下,使用者若想達到理想的區塊空間利用水平,需支付的費用有可能更高,也有可能更低。
預期效果
1. 改善使用者體驗
要評估使用者和錢包提供者的使用者體驗,我們必須考慮系統在不同擁堵狀態下的情況。
無擁堵狀態:
每當區塊低於 20m gas的最大上限時,使用者就沒有理由支付最低值之外的小費。即便基本費隨著時間的推移上下調整,也依然如此。
如此一來,打包進區塊就完全取決於基本費了。
願意同時支付基本費和最低小費的使用者將被打包進下一個區塊ⁱⁱ(相關補充說明請檢視註釋ii)。只要沒有擁堵,使用者就能以固定價格購買區塊空間。就好比你今天上亞馬遜,會發現你中意的商品都標有固定價格,有別於拍賣中的競價制度。使用者看到標價後,要麼接受交易,要麼拒絕交易。如此一來,使用者和錢包的費用估算就變得高度可預測了。
使用者甚至可以將費用上限設為低於當前基本費的某個金額,從而等費用降低時被打包進區塊。
偶爾擁堵的狀態:
當礦工在10M gas以上的區塊挖礦時,基本費就開始上升。實際上,它會一直上升,直到有一個10M gas或以下的區塊被開發為止。如果下一個區塊的容量是10M,基本費就將穩定在當前費用所在的位置。如果下一個區塊容量低於10M,基本費就會開始下降。
理解這一點很重要。如果區塊容量超出10m一段時間,交易就會變得非常昂貴,最終將需求拉低。那交易成本增長的速度有多快呢?
假設在第0個區塊的基本費為10億wei/gas。並假設ETH的價格為240美元,一筆典型的21k gas的交易成本為0.0005美元。只需經過10個20M gas的區塊,交易成本就會增加至0.02美元。經過100個區塊後,交易成本將增加至657美元。這就是指數增長的力量。
當區塊接近20M gas的上限時,有緊急交易的使用者多半會參與到小費拍賣中來,因為協議已經沒有一種二進位制的方式來確定交易的優先順序了(之前,使用者要麼願意支付基本費,要麼不願意)。
如此一來,網路擁堵時,協議就會退回現有的第一價格拍賣機制。
即使在小費拍賣中,交易者仍可預測基本費的高低。如果基本費在區塊0時的虛擬起始值為100,則它最多可以在T1時達到100 * 112.5%,在T2時達到100 * 112.5%^ 2,在T3時達到100 * 112.5%^ 3,依此類推。降費的情況也是如此。
以初始值為100的基本費為例,圖2的藍色區域顯示了其在未來的區塊中可能達到的潛在水平。
擁堵加劇的狀態:
由上文可知,EIP-1559允許在短時間內(而非較長時間內)使用更大的區塊。在需求劇增30分鐘後,一筆21,000 gas的簡單交易的基本費將超過1,000美元(假設基本費初始值 = 1 Gwei)。
讓基本費迴歸到更“正常”水平的唯一方法是開發10m以下的區塊。
試想一下,如果連續出現20m gas的100個區塊。接前述示例,一筆交易的平均成本增加到了657 美元。為了使基本費返回初始值,必須開發89個空塊。或者,我們也可以開發183個5m gas的區塊,或是371個7.5m gas的區塊,依此類推。
因此,高度擁堵情況下的一種典型模式,就是一系列非常小或比較小的區塊緊跟著一系列大的區塊。這也合理,因為時間偏好高的使用者現在可以提高他們的交易/挖礦速度。但是最終,基本費的上漲超出了交易者的需求,他們不得不等基本費再次下跌。
換個角度來看,鬆弛機制將價值許多區塊的容量從不久的將來帶到了眼前。但它本身無法產生更多的容量,最終,借來的始終需要歸還。
2. 實施鬆弛機制
透過分析EIP-1559應對擁堵的方式,我們可以發現,其鬆弛機制與基本費在區塊之間的最大變化金額密切相關。它調整得越慢,系統就能越好地處理交易需求的變化。
這種變化的共同主題是晝夜迴圈或工作日-週末迴圈的週期性。就其目前的形式來看,EIP-1559不允許區塊在夜間增大然後到白天變得更大,因為這些時間段太長了,會導致白天的費用飆升至數十億美元,並相應地在晚上迅速下跌至接近於零。
因此,鬆弛機制的作用範圍為幾分鐘到半小時,超出此範圍則無效。需求將區塊大小往一個方向(如:滿塊)拉動的時間越長,基本費的上漲對其的反向拉動效果就越劇烈。
3. 提高安全性
許多區塊鏈平臺都實行通貨緊縮的貨幣政策,即它們發行的新幣數量隨時間的推移逐漸減少。當發行量下降至足夠低的水平時,安全性就變為由交易手續費來支付。EIP-1559摒棄了這種僅靠收費來維持安全性的模式,因為大部分的交易手續費不會激勵礦工,而是會被銷燬。
因此,可以說 EIP-1559為礦工提供了一種永久性的區塊補貼,來確保協議的安全。但是,更準確地說,它將永久性區塊補貼的設計選項最佳化地更為妥當。原因是費用的銷燬對貨幣的供應起到了通縮的作用,從而允許在不增加總供應的情況下在其他地方發行新幣。
由於有永久性區塊補貼的協議為礦工帶來了更穩定的收入來源,因此可以說 EIP-1559對以太坊的長期安全性和穩定性有積極影響。
4. 防止經濟抽象
在EIP-1559之前,嚴格說來,交易手續費無須以ETH支付。雖然網路僅支援以ETH支付的費用,但理論上使用者可以在帶外(out-of-band)以任何貨幣型別向礦工付費。但是,礦工也可以透過MEV間接地⁷獲得付款。例如,礦工可以在不收取手續費的情況下將去中心化交易所(DEX)的交易打包進來,因為他可以透過非法預先交易(front-running)在其他地方賺錢。
EIP-1559在很大程度上解決了這個問題。每筆交易的基本費部分都以ETH 計算,並且總是會被銷燬。在這種情況下,無論是誰付款,這些ETH都會從貨幣的供應中消失。礦工仍然可以自由選擇基本費較低的交易,但前提是他必須支付與以ETH計算的區塊補貼之間的差額。礦工在該區塊中會賺取更少的ETH,但使用者則會保留更多的ETH。因此這對於代幣供應而言是一場洗禮,總有人必須以ETH支付交易手續費。
之所以說EIP-1559“在很大程度上解決了這個問題”,是因為它可以防止對基本費(而不是小費)的經濟抽象。由於小費並沒有被銷燬,因此協議無法強行規定其支付方式或支付地點。結果就像是EIP-1559提出之前的同類鏈下市場。但是,如上文所述,在大多數情況下,使用者沒有必要支付最低值之外的小費。
可能存在的問題
人們對EIP-1559的一個主要擔憂是礦工是否可以並且是否願意操縱基本費。
當基本費為零時,由於沒有銷燬,因此礦工會收到使用者的全部出價。也需切記,只有當區塊空間供不應求時,才會開始小費拍賣。
一旦費用接近於零,礦工可以簡單地將費用永久保留在這個水平。如果他們從不在10m gas以上的區塊挖礦,那基本費也絕不會增加。如果需求從不超過10m (或礦工決定設定的任何10m以下的上限),那麼礦工將獲得全部費用。
但是,對於礦工整體而言的最佳選擇對礦工個體而言未必如此。這就是所謂的集體行動問題(collective action problem)。如果區塊的上限為10m gas,而有的使用者需要在20m gas的區塊進行交易,那麼只需一個礦工就可以打破這種聯盟,將支付小費的交易打包進來。
要使基本費制度穩定地佔據壟斷地位,就需要一個礦工啟用軟分叉(MASF)。在MASF 中,超過50%的雜湊率(hashrate)將保證忽略任何大於10M gas的區塊,從而激勵那一小部分人來遵循這種新實施的規則。
由於此攻擊向量(attack vector)始終存在於任何網路上,因此我們目前不認為它是EIP-1559的特定風險。
小結
由上文的分析可知,EIP-1559在很大程度上名至實歸。它應該可以增加費用估算的可預測性,非常短的高度擁堵時期除外,因為此時系統會退回到已建立的第一價格拍賣模型。由於基本費會呈指數增長,從而限制需求,因此這些時期註定會持續數分鐘。
由於有了基本費這個有趣的構成元素,上述優點才有可能得以實現。該提案透過在協議中設定基本費這個最低費用,開闢了新的設計空間:從彈性區塊大小到永久性區塊補貼,再到更強的抗經濟抽象能力,以及更好的拍賣模型。
EIP-1559的前途一片光明,但這並不意味著它已經達到了最佳狀態。我們僅僅評估了現有引數與其自身的設計目標的吻合程度。有必要對該機制的不同配置展開進一步研究。