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以太坊 EIP-1559协议

2021年08月05日，当以太坊区块高度达到1296.5万的时候，以太坊伦敦升级正式完成，EIP-1559协议也正式生效。随着升级完成，EIP-1559已经开始发挥作用。

EIP-1559的具体内容请参见：https://tokenview.com/cn/learn/eth-london-hardfork

一、EIP-1559协议提出背景：

在区块链币圈领域最为知名的是比特币，然而世界上最昂贵的区块链却是以太坊。用户每天支付超过500万美元的交易费用与以太坊进行交互。相比之下，用户在比特币上的支出仅占这一数字的28%，约为150万美元。以太坊上有很多DAPP应用，被称为是公链之王，以太坊目前平均每13秒出一个块，用户根据竞价模式支付交易手续费，让矿工把自己的交易打包进块，从而完成交易，然而这种不透明的模式，导致以太坊用户不知道什么样的出价合适，这就推高了交易手续费，尤其是基于以太坊网络的DAPP，包括DeFi和NFT需求火热，这些需求已经超过了以太坊的容量,进而导致了交易费用的飙升。

在5月份时，由于动物园币的火爆，包括狗狗币，柴犬币，导致以太坊的平均交易成本已飙升到67.58美元，创下了历史新高，远远超出二月时达到的42美元高峰。在当月，以太坊矿工收入创历史新高，达到惊人的19.4亿美元，其中近50%为交易费。交易手续费过高，不利于以太坊生态网络的发展。

V神也很有前瞻性地在2019年提出了以太坊改进提案EIP-1559协议，他同时提出：以太坊矿工的收入结构中，交易费收入已接近区块奖励的一半，这可能威胁以太坊的安全性。他也强调“针对费用市场的提案（例如EIP-1559）可以解决这一问题”。V神这些提议的主要动机是为了增加以太坊的可扩展性，管理网络拥塞，降低高昂的Gas费用，并提高网络效率。

在以太坊中，挖矿收入主要有三个来源：

1. 内置的区块奖励(每个区块奖励2ETH + 叔块奖励)
2. 交易费
3. 矿工可提取价值(MEV)。

EIP-1559协议主要针对的就是交易费。

二、EIP-1559提案的通过

在过去的以太坊网络中，如果用户想完成一笔交易，他们需要出交易手续费，也就是Gas费，这些费用都是给到矿工的，出价越高，矿工才会更有意愿将该笔交易纳入区块，如果出价过低，那么该用户的交易可能会在交易池中逗留，直到它过期并被取消，一般的时候大家可能愿意等待，但是到了行情剧烈波动的时候，大家都抢着买入卖出，这个时候，时间就是金钱，耽误几分钟，可能就会损失几百甚至上千美元，这就导致了手续费的不稳定性和不可预测性。

8月5号晚上以太坊区块高度达到1296.5万的时候，以太坊伦敦升级正式完成，EIP-1559协议也正式生效，我们首先看看EIP-1559的工作原理：

在以太坊上，所有操作都需要消耗手续费，手续费的多少与执行操作所需的工作量成比例。不管是买币卖币，还是在以太坊网络上运行DApp，比如uniswap等，这些动作都需要消耗手续费，以Gas为单位表示。

以太坊虚拟机（EVM）相信大家都听说过，以太坊上的操作是通过它来执行的，EVM被认为是以太坊网络的引擎。虽然Gas成本在EVM中自动计算，但是用户可以自行设定Gas的价格，因为以太坊（ETH）价格太高，因而为GAS引入了一个计量单位gwei，1ETH=10^9Gwei，也就是1gwei是1ETH的十亿分之一。

矿工提供了在以太坊上运行交易和智能合约的计算能力，站在利益的角度，肯定会优先处理提供高Gas费的交易，从而最大限度地获得更多区块奖励，这种方式叫做最高价拍卖模式，用户出的Gas价格越高，用户的交易和DApp操作就能得到矿工的优先处理，从而在区块链上的执行速度就越快。

站在用户角度：用户希望将支付给矿工的费用降到最低，以享受平稳的体验，然而站在矿工角度：矿工希望他们的收入能够最大化，因为他们是追求盈利的实体。

用户所支付的费用始终遵循供求规律，这是一个不争的事实：区块空间是最稀缺的资源，因此越着急交易的客户越是愿意出高价Gas费，然而Gas费的不断增长不利于以太坊生态发展，一切以生态发展为重，尽管很多矿池都在反对EIP-1559提案，然而却还是阻止不了提案的通过。

三、EIP-1559协议带来几个重要变更

1. 基本费、优先级费用、最高费用

基本费 (BaseFee)：在以太坊上发送交易或完成操作所需的最低Gas价格。基本费由协议设置，它是可变的，可以记住一点，基本费是会被销毁的。

优先级费用 (PriorityFee)：优先级费用也就是小费，用户为了让矿工优先处理自己的交易或者操作，支付给矿工的小费，由用户自行设置，默认情况下，预计这笔小费是2gwei。

最高费用 (MaxFee)：为了交易完成，用户愿意支付的最高金额手续费。

我们举例来说明一下：用户为了完成一笔交易，最多愿意支付200万gwei，200万gwei中愿意拿出10万gwei作为小费。交易进行时，假设基本费用为100万gwei,那么用户完成这笔交易实际支付是100万gwei+10万gwei=110万gwei,用户提前支付200万gwei，中间差额90万gwei将会退还给用户，但是在EIP-1559实施前，这90万gwei差额是不会退还的，都是要给到矿工的。也许会有人问，尽管基本费是100万gwei，我愿意出的最高费用只有90万gwei怎么办？只有当交易的费用上限达到区块的基本费用时，交易才会被打包进入区块，如果你只出90万gwei，那么你只能等待基本费用低于90万gwei的区块。

2.可变的区块大小

首先要说明，以太坊交易的大小以Gas计算，在区块中收集交易，大约每13秒一个区块。每个区块所容纳的交易数量空间有限，也就是Gas上限。目前每个区块大约有1,500万Gas交易空间。纯ERC-20代币转账大约需要五万Gas。也就是每个区块可容纳最多300笔代币转账，约每秒23笔转账。DeFi转账通常涉及多笔代币转账和簿记，造成交易成本翻倍，进而限制区块吞吐量。

我们可以把Gas上限视为以太坊的区块大小，它限制了单个区块中可以容纳的交易数量。当以太坊网络交易活跃，用户需求激增，尤其是在暴涨暴跌时候，Gas价格就会大幅上涨，因而此时的以太坊区块总是满块。在这种情况下，EIP-1559可以使区块大小临时增加，进而满足用户交易需求。

以太坊通过两个参数来实现：Gas上限(Gaslimit)和目标Gas使用量(Gastarget)。目标Gas使用量是以太坊网络想长期维持的一个理想区块空间，目标Gas使用量是Gas上限的50%，也就是如果某个区块的目标Gas使用量是1500万gas，那么区块的Gas上限将是3000万gas。以太坊网络的目标是每个区块的大小接近于目标Gas使用量,也就是1500万gas。为了确保这一目标实现，当区块的Gas使用量小于目标使用量时，以太坊将降低基本费，而如果大于该目标时，以太坊将增长基本费。在交易火热的行情下，基本费会增长非常快：对于每个满块，即区块大小达到Gas上限，下一个区块的基本费将增长12.5%，总结起来就是：这种可变的区块大小允许临时增加可用的区块空间，从而使得Gas价格更加平稳，也可以使短期内区块之间的Gas价格的涨幅更加平稳。