为什么以太坊的gas费已经失控了？(以太坊gas消耗)

在2020年之前，大多数区块链交易都相对便宜。但现在，随着Web3和NFT的兴起，强制性区块链交易费的价格--也被称为gas费--成为主流采用的最大障碍之一。

对于像以太坊和比特币这样的区块链来说，gas的价格是根据网络拥堵情况而波动的。这意味着使用网络的人越多，gas费就越高。由于Web3的精神是以民主化和包容性为中心，这个基本的扩展问题在很大程度上使这些核心用户开始质疑区块链了。

虽然gas的概念相当简单，但实际上它可能相当复杂。这就是为什么我们将这个关于gas费、如何计算以及以太坊和其他区块链正在做什么以使它们更实惠的深入解释放在一起的原因。

什么是gas费？

正如我们的NFT字典中所定义的那样，gas费用是个人为完成区块链上的交易而支付的费用。这些费用用于补偿区块链矿工为验证区块链交易而必须使用的计算能力。它们通常以区块链的原生加密货币支付。虽然支付gas的行为是既定的（没有它你就无法进行区块链交易），但gas的价格本身是非常不稳定的，这取决于多种因素。

每个区块链的两个主要因素是区块时间（各自区块链生成新区块所需的时间）和交易吞吐量（一个区块能处理多少交易）。一般来说，区块生成的速度越快，能容纳的交易越多，区块空间的竞争就越小。这导致所有网络用户的交易费用更便宜。

让我们比较一下比特币、以太坊和Solana的区块时间和大小。

比特币的区块时间约为10分钟，最大区块大小为1MB，每个区块可以处理500到4000多个交易，这取决于交易大小。

Solana的区块大小为0.4秒，吞吐量为20,000笔交易，这致使gas费用极低。

同时，以太坊的区块时间为13秒，区块大小约为70个交易。尽管Solana的gas费用接近每笔交易0.000025美元（比以太坊便宜近6万倍），以太坊仍然是迄今为止最受欢迎的NFT、DeFi和其他Web3活动的区块链。有了这么小的区块大小和这么高的网络使用率，不难看出为什么以太坊的gas费已经失控了。

以太坊gas费用是如何计算的？

要了解Ethereum gas是如何计算的，我们必须首先了解Gwei的概念。Gwei是一种非常小的以太币面额（1 gwei = 0.000000001 ETH），用来衡量气体的成本。例如，30gwei的gas费用相当于0.000000030ETH。

自2021年8月以太坊的伦敦硬分叉以来，以太坊gas费遵循一个简单的计算方法。

总气体费用=gas单位（限额）x（基本费用+小费）

让我们进一步分解一下。

gas限额是加密货币用户在区块链上完成交易时愿意支付的最大gas（或能源）数量。对于标准的以太坊交易，大多数钱包和交易所将gas限制设置为21,000gwei，但让用户能够随时手动编辑这个数字。在gas战争中，许多用户都在争夺下一个区块的交易优先权，用户往往会大幅提高他们的gas限额。

也就是说，以太坊将只使用处理交易所需的确切gas量。你的gas限制和实际需要的gwei量之间的任何差异都会被退回到你的钱包。同时，将你的gas限额设置得太低，很可能会导致你的交易失败，导致浪费的gas费用，你永远无法收回。

接下来是基本费用。同样作为伦敦升级的一部分，每个区块都有一个基本费用，取决于网络拥堵情况。作为抵消新ETH发行的通缩机制，每个基础费都会被烧掉，或从以太坊的供应流通中丢弃。因此，为了补偿矿工曾经收到的费用，我们鼓励并期望用户在每笔交易中包含优先费（小费）。优先费越高，交易的处理速度就越快。在MetaMask这样的钱包中，用户能够调整所有三个值（gas限制、最大优先费和最大费用）。

因此，考虑到所有这些因素，这里有一个基本的gas费用计算的例子。假设张三想要铸造一个1ETH的NFT。

1. gas量上限为21,000个单位，基本费用为50gwei，张三包括15 gwei的小费。

2.gas计算公式为：21,000（gas限额）x（50（基本费用）+15（小费）），或21,000x（50+15）。这样得出的总燃气费为1,365,000 gwei或0.001365 ETH。

3. 当张三铸造NFT时，1.001365 ETH将从他的钱包中扣除。与NFT项目相关的钱包将收到1个ETH，矿工将收到0.000315 ETH的小费，而0.00105 ETH的基本费用将被燃烧。

用户还可以设置交易的最高费用，这使得他们可以完全控制包括基本费用和优先费用在内的绝对最高费用。

但是，尽管这种模式使费用更可预测，但它仍然没有解决基于拥堵的定价问题。这就是为什么V神和以太坊团队正在勤奋工作，开发一个新的、可扩展的以太坊版本。

让gas费更实惠

尽管多次推迟，但以太坊团队终于宣布，其多阶段的以太坊2.0升级将于2022年8月开始。旨在提高以太坊的可扩展性、安全性和效率，以太坊2.0将从工作量证明共识机制改为股权证明模式。这不仅将大大改善交易吞吐量（以太坊1.0每秒可处理约30笔交易，而2.0承诺每秒完成100,000笔），而且还将通过减少每笔交易所需的计算能力，大大降低gas费用。

为了代替期待已久的升级，用户在很大程度上一直依靠第2层协议来实现更快、更便宜的交易。

什么是第2层？

第2层协议（L2）是建立在现有第1层区块链（如比特币和以太坊）之上的二级扩展框架，旨在提高交易吞吐量并减少gas费用。两种最流行和最值得信赖的第2层是侧链和rollups。

侧链

侧链是一个独立的区块链网络，通过双向桥连接到父区块链。使用智能合约，侧链能够在区块链之间安全地来回转移代币。尽管与主区块链（主网）相连，但侧链在自己的共识协议下运行。

对于比特币来说，像Rootstock（RSK）这样的侧链不仅增加了区块时间，大大降低了gas费用，而且还为区块链增加了额外功能。RSK区块链为网络提供了可扩展的智能合约功能，进一步扩大了比特币的可能用例。

以太坊的用户往往依赖Polygon作为快速、廉价和可扩展的替代方案。

与以太坊不同，Polygon在股权证明共识的基础上运作，这使得交易速度明显加快，吞吐量增加，gas费用降低。gas费也是以Polygon的原生代币MATIC支付的，它比ETH便宜得多，导致MATIC的价值为几分钱，而不是ETH的价值为几百美元。考虑到这一点，Polygon已经成为DeFi和批量NFT交易的首选区块链。但是，即使有所有的好处，重要的是要注意侧链，包括Polygon，有他们自己的安全和宕机时间问题。

Rollups

Rollups是一次性将多个区块链交易批量化的解决方案，将交易数据存储在主区块链上（链上），而将交易本身执行在一个单独的链上（链下）。通过在链上验证交易，但依靠链外执行，Rollups也提供了增加的吞吐量和较低的gas费用。在撰写本文时，主要有两种类型的Rollups。Optimistic Rollups和零知识证明（zk proofs）。虽然这两种选择都有优点和缺点，但每一种都已经显示出了应用前景。

到现在为止，你应该对gas费用和它们的工作方式有了很好的了解。虽然ETH 2.0s的到来还有很多东西要看，但可以肯定的是，gas费用永远不会被完全根除。因此，请记住，在你的钱包里始终要保持额外的加密货币以备支付gas费。你无法避免它。