理解EIP1559中的费用

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在我们之前的文章中，我们介绍了 eip1559，这是一个改革用户定价其交易包含方式的提案：

在当前系统中，用户将一个出价（gas price）附加到他们的交易中，希望能够超过其他用户，并足够吸引下一个矿工将他们包含在内。然而，这种第一次出价竞拍式的投标方式导致了过度支付、用户体验问题，并且通常对于包含提供了很少的保证。

通过 eip1559，引入了一个 basefee 来动态定价系统遭受的 congestion，为每个区块设置一个最低进入费，这在大多数情况下也是“正确”的费用（加上一小部分溢价）。正如 Tim Roughgarden 所说，这使我们可以远离那些在动态市场中难以衡量的交易，向亚马逊式的定价、接受或放弃的范式迈进。

要了解如何实现这种标价范式，深入研究 eip1559 如何确定其报价非常有用。实际上，甚至比目前的系统更为可行的是，将根据特定的需求和供给约束所报价的价格分解为多个部分之和。

用户等待被包含（Barabbas, CC BY 3.0, 通过维基媒体公共领域）

矿工费用

在我目前为止的所有写作中，我强调了费用市场在运行期间作为拥堵控制机制，提出最佳出价的角色。虽然拥堵负责于价格的波动，但交易费用还支付了其他一种成本。由于这一成本在区块的时间尺度上是固定的，我们将首先讨论它。

从费用市场的角度看，矿工产生了与其提供的气体量成正比的成本：区块变得过时的风险。任何额外包含在区块中的交易都会降低其 传播 和 执行 速度，增加未及时接收或处理该区块的可能性，直到另一个竞争区块。

以太坊为过时区块提供奖励，如果其头部包含在链上。过时区块的矿工会收到 uncle reward，但不会收到任何被包含的交易费用。因此，矿工有两种结果：

1. 区块包含在规范链中，矿工获得区块奖励和附加在包含交易上的费用。

2. 区块被“被兄弟块”，矿工获得一个小于区块奖励的兄弟块奖励。

据估计，被兄弟块的风险大致与提供的气体量成线性关系：一个两倍大小的区块有两倍的机会未能进入规范链中。矿工应当为填充其区块的边际气体所增加的风险获得补偿。在极限情况下，我们可以估算矿工提供一单位额外气体的成本。我们称这一边际成本为 miner fee。

估算矿工费用相对简单。Vitalik 曾在一段时间前做过估算，更最近你可以看到 u/c-i-s-c-o 的 这一估算：

补偿兄弟块风险的提示水平被计算为约 0.8 gwei（兄弟块平均获得 1.67 ETH 的奖励而不是 2 ETH 基础奖励，因此约有 ~0.33 ETH = 330m gwei 的损失，1000 万气体的区块比起空块增加 ~0.025 的兄弟块率，因此 1 气体的预期成本 = 330m / 10m * 0.025 = 0.825 gwei），当链条为空时，矿工确实会设定这个值。

简而言之，可以将矿工费用视为对这种成为兄弟块的增加风险的补偿，并且想象矿工费用是固定在某个名义值上。目前，流行的说法是 1 Gwei，这基于上述估算。

拥堵费用

矿工费用体现了服务的 使用成本，由提供者承担。其余费用严格来源于 拥堵成本，即其他用户同时想要加入系统的愿望。虽然在当前系统中，这两种成本在支付的费用中有些隐藏，但 eip1559 为我们提供了更清晰的区分，固定的矿工费用作为 tip 接受，而变量 basefee 衡量拥堵，以非常精确的方式。

让我们回到前文中引入的第二价格竞拍示例，其中三名司机 A、B 和 C 竞标使用一条容量有限的道路，只能容纳三者中的一名。

在行驶之前，我们要让 A、B 和 C 在纸上写下投标。有两个规则：

1. 投标最高的司机赢得使用这条路的权利。

2. 获胜的司机支付第二高出价的价格。

假设所有投标者都知道这些规则，但没有人知道其他司机使用这条路将获得何种利益。

证据留给你，但理性的投标者 A、B 和 C 应该正好投出他们对这条路的有效价值。

我们在寻找一种费用，正好排除足够多的用户以达到容量。我们已看到，对不被允许进入道路的 第一位 用户收费的包括用户的出价给出了有效的解决方案：在受益最大的用户也将系统填充至容量时。

eip1559 是一种 永久性的第二价格竞拍。当剩余用户的需求恰好填满区块至容量时，basefee 会上浮以精准排除 足够 用户。有时它会上升（如在 英国拍卖 中），当需求高于供应时；有时它会下降（如在 荷兰拍卖 中），当需求低于供应时。

顺便问一下，我们所说的需求是什么意思？

在 50 Gwei 的入场价格（basefee + miner fee）下，正好达成区块目标大小所需的气体量

蓝色曲线代表需求，即用户愿意为其气体支付的价格。我们以递减顺序排列用户的愿望。当然，真实的需求曲线会更像台阶，因为用户对固定数量气体有需求，而不是仅仅一个单位，但你可以将这个图视为一个平滑的近似。

我们显示了一个重要的点：当 eip1559 的目标区块大小达到 12.5M 气体时，需求恰好等于该气体价格。在这个例子中，“均衡”价格为 50 Gwei：只有 12.5M 气体的用户愿意支付超过这个价格。如果 basefee 设置为 49 Gwei 而矿工费用设置为 1 Gwei，那么区块内的气体恰好符合我们的目标。

这一切都很好，但由于整个需求曲线远高于矿工费用，为什么矿工不能包括每个用户直到设置为两倍目标区块的限制？

eip1559 中的有效需求

原因在于，basefee 是 强制性的。未支付至少 basefee 的用户 无法 被包含。此外，未向矿工支付至少矿工费用的用户也 不会 被包含。

我们将 有效需求 定义为愿意支付 至少 basefee 加上矿工费用的用户的气体需求。有三种情况值得仔细观察：

1. 未达标： 有效需求低于气体目标。

2. 超标： 有效需求高于气体目标，但低于气体限制。

3. 超满： 有效需求高于目标和限制。

每种情况都与之前的图条款相对应。如果有效需求在 0至 12.5M 气体之间，我们处于未达标。如果在 12.5M 和 25M 之间，我们超过目标。如果超过 25M，我们则是超满的。

显然，我们仍在寻求未达标与超标区域之间的最佳位置，但这是一个狭窄的窗口目标。所以让我们看看在每种情况下会发生什么，首先是超标的情况。

超标：有效需求高于目标且低于限制

在这种情况下，可以包含的用户数量 可以 和 将 超过目标，这意味着基于当前有效需求，basefee 太低。幸运的是，eip1559 允许我们在没有准确找到使有效需求 恰好 等于气体目标的 basefee 时，给予我们一定的余地。

这个余地意味着用户不必过度出价。下一个区块有足够的空间来容纳所有属于有效需求的用户。预计用户支付正好是 basefee 加上 1 Gwei 矿工费用。

超满：有效需求高于目标和限制

这种情况更棘手。下一块无法容纳所有有效需求，这高于 25M 气体。在 Roughgarden 的术语中，basefee 是 过低 的。在这种情况下，用户理性地会将更高的提示费附加到他们的交易中，以确保更快的包含。1

在这种情况下，我们将交易费用分解为三个部分：

1. 矿工费用（1 Gwei）。

2. 不符合真实拥堵费用的 basefee。

3. 策略费用，弥补这种不匹配。

尽管矿工收到的是部分 1 和 3，真正的拥堵费用 实际上是 basefee 加上策略费用。2

未达标：有效需求低于目标

在这种情况下，basefee 高于其所需的费用，在价格上排除了过多的用户。在前一种情况下，真正的拥堵费用 被 basefee 低估了。现在，它被高估了，数量我们称之为 不匹配费用。对于用户使用 basefee + 1 Gwei 矿工费用策略投标依然是合理的。

eip1559 中的费用分解

正如我们所见，eip1559 容易与三个不相交的情况相匹配，每种情况产生特定的费用条件。我们在此总结它们。

总体而言，用户支付之前图表中每列的高度。矿工收到矿工费用和战略费用（如果存在的话）。当区块未达标时，不匹配费用隐含地包含在 basefee 中，因为它尚未向下调整以适应下降的需求。

我们常常处于这几种情况中的哪个呢？处于未达标或超标状态显然比处于超满状态更为理想，因为用户只期望出价 basefee + 1 Gwei 矿工费用，带来了 eip1559 宣称难以捉摸的用户体验提升。 在其他条件相等的情况下，有效需求条件更接近目标值也是可取的，因为这意味着 basefee 正确地定价了拥堵，用户支付合理的费用。

我们希望区块通常不超满，并且超过 basefee + 矿工费用的唯一提示将来自提取 MEV 的交易。在 eip1559 部署后链上数据将告诉我们是否正确，但与此同时，我们可以就 basefee 更新速率与需求之间的张力得出更一般性的结论，以了解在理论上何时会失败。在我们近期的论文 EIP-1559 以太坊收费市场的动态分析3，我们进一步证明每当需求集中时，区块占用率会观察到混沌行为，产生强烈的振荡行为。

\ \ Barnabé Monnot @barnabemonnot

我们有一篇关于 #eip1559 的新论文，由 @StefLeonardos、Daniël Reijsbergen、Stratis Skoulakis 和 Georgios Piliouras 撰写！\ \ “EIP-1559 以太坊收费市场的动态分析”已在 arXiv 发布： arxiv.org/abs/2102.10567

[上午 6:14 ∙ 2021年2月23日\ \

• • *\ \ 100点赞 25转发](https://twitter.com/barnabemonnot/status/1364096212517855236)

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非常感谢 Sacha Saint-Leger 对此草稿提出的宝贵意见。

1

然而，如果他们的时间偏好较低，这并不是绝对必要的，正如我们将在未来的文章中看到的那样。

2

考虑到由 Tim Roughgarden 引入的“无提示”机制（第 8.5 节）。从 1559 的角度来看，这始终是激励兼容的（它不允许在协议内进行策略性的过度出价），但现在激励用户将提示费给矿工，而不直接在链上给。

3

Leonardos，S.，Monnot，B.，Reijsbergen，D.，Skoulakis，S.，& Piliouras，G.（2021）。EIP-1559 以太坊收费市场的动态分析。 ArXiv，abs/2102.10567。

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由 Barnabé Monnot 发起 · 四年前上线

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