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探讨以太坊EIP-1559弊端:仍不够稳定

2025-03-01

EIP-1559虽意图有利于以太坊社区,但实际却不稳定。

自以太坊因其Gas费高昂而渐渐被其他公链觊觎其市场份额后,

EIP-1559

的上线就备受大众关注,被寄予厚望。据了解,自EIP-1559上线以来,ETH发行量净减少了约68%,相当于148万枚ETH被销毁。这也被誉为是以太坊历史上最看涨的催化剂。但与此同时,一些关于EIP-1559存在缺陷的言论也开始流传起来,甚至还有人称EIP-1559的存在弊大于利。事实上,EIP-1559确实不能解决Gas费高的问题。从经济学角度看,Gas费的高低取决于市场供需关系,因此降低手续费的根本是扩容。但除此之外,EIP-1559还暗含着哪些不足呢?本文我们将就EIP-1559所存在的一些弊端进行深度探讨。

在本文中我们将使用基本Gas价格来反映EIP-1559的表现。使用EIP-1559,交易有一个新字段,并使用新格式进行序列化。费用不是指定一个唯一的gas价格,而是指定为要支付的最高gas价格和矿工小费(称为“优先费用”),它确定了将支付给矿工的金额高于基本gas价格。由于小费必须是正数,因此要支付的gas价格将始终高于或等于基本gas价格。处理交易时,总费用(价格乘以消耗的Gas)分为两部分:基本金额被烧毁,矿工小费金额支付给区块的矿工。

当大部分区块链协议需要销毁原生币时,一般都是为了惩罚某一方的不当行为。如果奖励行为不端的一方,那么行为不端的一方可以谴责自己以避免被其他人谴责。在这些协议中,无论谁谴责,各方执行的一系列行动总是导致硬币被烧毁。但是,在EIP-1559的情况下,如果它们以不同的顺序或时间发生,导致代币被销毁的相同操作可以恢复代币。与MEV类似,如果所有相关方都可以合作,代币可以分享收入。

以下是协议参与者的短期激励:

  • 矿工希望从用户那里或通过降低基本Gas价格收取更多费用。

  • 活跃用户希望支付更少的费用,要么降低小费,要么降低基本Gas价格。

  • 被动用户希望基础gas价格高,以便更多的代币被销毁,代币的价值上升。

所有活跃的各方都将受益于基础Gas价格的降低。主要问题是活跃用户和矿工之间的联合行动以降低基本Gas价格很难实现。这些是协调的障碍:

(1) 两个团体都是匿名的和动态的,

(2) 活跃用户的数量很高,

(3) 协调需要一些初始时间或金钱努力,

(4) 叛逃者可能会破坏计划,

(5) 剩余用户可以利用这种情况,以较低的费用进行交易,提高基础gas价格,而无需参与共同努力。

虽然EIP.-1559驳回了协调,但EIP可能没有预见到当今存在的降低基本Gas价格的巨大激励措施。今天,优先小费仅占Gas基础价格的6%以下。换句话说,矿工可以通过降低基本费用从交易费用中赚取16倍的收益。Eric Voskuil关于加密经济学的书解释说,交易费用是抵制审查的成本,而目前以太坊为此付出的代价太少。这意味着,至少在理论上,所有交易都可以很容易地被抑制。交易的抑制导致基础Gas价格迅速降至零,从而增加了钱包适应变化后的矿工收入。

如果基本Gas价格降至零,用户和矿工都可以将他们的储蓄分成50/50用于未来的交易。用户将以50%的折扣进行交易,但矿工将从交易费用中获得8倍的收入。由于支付的交易费用(已销毁 + 未销毁)已达到区块补贴的平价,这导致已支付区块奖励增加50%。由于电力和其他运营成本,矿工的净收入只占奖励的一小部分,即使与用户分享新收入的50%,这一新收入来源也可能代表净收入增加300%。这显然是一个非常不稳定的情况。如果只有以太坊区块链可以协调这两个组,或者如果交易可以被审查,那么EIP-1559将是游戏结束。

如果交易的基础Gas价格通过完美的协调系统神奇地瞬间降为零,那么更多的用户会尝试交易,将交易费用推回到与以前相同的水平。但是,假设矿工之间的协调系统存在,那么基础Gas价格可以永远保持为零。矿工将拥有比以前高400%的稳定净收入。

在本文中,我们展示了几种方法(一些便宜)来协调降低基本Gas价格。虽然其中一些协调机制可能不完善并且一开始可能会失败,但通常说漏洞只会变得更糟。人们将完善协调系统以实现目标。如此多的方式来实现协调的唯一存在表明了以太坊网络在EIP-1559下的当前脆弱状态。

本文提出的研究显然缺少对以太坊钱包费用管理代码的分析。预计钱包将正确处理基本Gas价格的降低,并恢复为任意增加小费以确认交易,就像之前的EIP-1559钱包所做的那样。但是,钱包可能会实施健全性检查,以防止旧的费用市场再次运作。深入分析需要查看大多数现有钱包的源代码,以查看与EIP-1559兼容的钱包是否有硬编码限制,以防止支付高于基本汽油价格的小费。

同样重要的是,PoS合并越接近,PoW矿工个人和集体行动的动机就越高。

没有“经典”51%攻击的矿工协调

我们假设大多数矿工(比如60%,就哈希率而言)愿意合作以降低基本Gas价格。我们称他们为协调多数(CM)。一个CM具有任意增加或减少块Gas限制的能力,我们的第一个协调方法将利用这种能力。

EIP-1559将CM组的存在与51%攻击进行了比较。但这种情况并非如此,经典的矿工51%攻击是丢弃少数矿工的区块以增加多数矿工的利润。在CM中,大多数矿工为少数人提供利益。从矿工的角度来看,这与攻击相反,是捐款。从矿工理性的角度来看,所有矿工都被激励与幕后的CM合作,即使出于政治原因他们不加入CM。

这为我们带来了第一种回避基本Gas价格控制机制的方法。目前区块Gas限制为30M Gas。如果 60%的矿工创建消耗15M气体的区块,而其他矿工将它们填充到120M气体,这相当于57M气体/块的吞吐量。我们可以假设对Gas的需求会满足这个提议,因为BSC链有80M的区块Gas限制并且会填满它的一些区块。因此,如果CM决定将区块Gas限制提高 4倍至120M,而CM人为地将其自己的区块消耗的Gas限制为15M,则所有矿工都赢了。即使Gas价格的下降与吞吐量的增长成反比,这一点仍然成立。

为了说明为什么这种策略有利于所有矿工,我们可以看到,如果少数人完全消耗了区块中的所有可用Gas,每个非CM区块将增加12.5%的基础Gas价格(协议允许的最大涨幅)。每个以1500万Gas为目标的CM区块都会导致基础Gas价格下降10.9%。因为CM开采了60%的区块,结果是基础Gas价格持续净下降。需要190个区块才能将基本Gas价格降低 90%。

攻击需要一个准备阶段,CM将Gas限制提高到120M,这需要1422个