V Gods新文：多維Gas定價提高以太坊可擴展性

來源文章： 多維天然氣定價

編譯：奧德人工智慧ly星球日報亞瑟

在以太坊網路中，資源是有限的，並且透過稱為 Gas 的單一資源定價。 Gas 是處理特定交易或區塊所需的計算量的衡量標準。 Gas 結合了多種類型的努力，其中最重要的是：

• 原始計算（例如 ADD、MULTIPLY ）

• 讀寫以太坊儲存（如SSTORE、SLOAD、ETH傳輸）

• 數據頻寬

• 生成區塊的成本 ZK-SNARK 證明

例如， 本次交易 總共花了 47085 Gas。這包括： (i) 21000 Gas 基本費用； (ii) 1556 Gas 用於作為交易一部分的 calldata 位元組； (iii) 16500 Gas 用於讀寫儲存； (iv) 2149 氣體 紀錄 一代;其餘的則用於 EVM 執行。用戶必須支付的交易費用與交易消耗的Gas成正比。一個區塊最多可以包含3000萬個Gas，Gas價格透過不斷調整 EIP-1559目標機制 確保該區塊平均包含1500萬個Gas。

示範案例

這種方法有一個主要優點：由於所有交易都合併到一個虛擬資源中，因此市場設計非常簡單。優化交易以最小化成本很容易，優化區塊以收取盡可能高的費用（不包括 MEV ），並且沒有奇怪的激勵措施來鼓勵某些交易與其他交易捆綁在一起以節省費用。

但這種方法也存在嚴重的低效率問題：當網路可以處理的實際基本限制並不真實時，它將不同的資源視為可以相互轉換。理解這個問題的一種方法是看下圖：

如果餖憶資源有明確的安全限制，那麼一維Gas可能會導致吞吐量減少高達餖憶倍。因此，人們對多維 Gas 的概念一直很感興趣，並且透過 EIP-4844，我們今天可以在以太坊上實際使用多維 Gas。 這篇文章探討了這種方法的好處以及進一步改進的前景。

Blobs：坎昆升級多維氣體

今年年初，平均區塊 大小為 150 kB 。其中很大一部分是卷積資料： L2協議 出於安全原因將資料儲存在鏈上。這些數據是昂貴的：儘管卷積上的交易比以太坊 L1 上的相應交易便宜 5-10 倍，但對於許多用例來說，即使這個成本也太高了。

這個問題最終透過在每個區塊中引入一個單獨的適合卷積的資料空間（稱為 Blob）來解決。

坎昆升級後，一個以太坊區塊最多可以包含 (i) 3000 萬個 Gas 和 (ii) 6 個 Blob，每個 Blob 可以包含約 125 kB 的調用資料。兩種資源都有獨立的價格， 透過類似EIP-1559的獨立定價機制進行調整 ，目標是每個區塊平均使用 1500 萬個 Gas 和 3 個 Blob。

結果，卷積的成本降低了 100 倍，可捲積的交易數量增加了 3 倍以上，而理論最大區塊大小僅略有增加：從 1.9 MB 增加到 2.6 MB。

滾動交易費用，由 生長點xyz 。 Dencun 分叉發生於 2024 年 3 月 13 日，引入多維度定價的 Blob

多維 Gas 和無狀態客戶端

未來，無狀態客戶端將面臨儲存證明的問題。無狀態客戶端是一種新型客戶端，能夠在本地儲存很少或不儲存資料的情況下驗證區塊鏈。它接受證明來驗證區塊特定部分的以太坊狀態，而不儲存任何資料本身。

平均而言，一個區塊執行約 1,000 次儲存讀寫操作，但理論上最多可能是數千萬次。目前的計劃是透過將以太坊狀態樹設計從 Merkle Patricia 樹遷移到 Verkle 樹來支援無狀態客戶端。然而，Verkle 樹不具有量子抗性，且不適合較新的 STARK 證明系統。

因此，許多人希望透過二叉Merkle樹和STARK來支援無狀態客戶端，這樣可以完全跳過Verkle，或是在Verkle遷移幾年後升級。二元哈希樹分支的STARK證明雖然有許多優點，但產生證明的速度較慢，無法滿足高速要求。

預計未來有一段時間可以在不到一秒的時間內證明1000個值，但無法證明 14,285 價值觀。為了解決這個問題，多維Gas的概念被提出。此方法可對儲存存取進行單獨限制和收費，確保每個區塊平均儲存存取1000次，同時設定每個區塊2000次的限制，提高網路的安全性和效率。

多維氣體更廣泛的應用

國家規模的成長是另一個需要考慮的資源。當增加以太坊狀態的大小時，全節點需要保存更多的資料。與其他資源不同，國家規模的成長限制主要來自於長期持續使用而不是短期高峰。因此，為了處理狀態大小增長的操作，可以考慮添加單獨的氣體維度。這種方法的目標是設定一個針對特定平均使用量的浮動價格，而不是設定每個區塊的限制。

這展示了多維 Gas 的力量，它允許對每種資源提出不同的問題：（i）每種資源的理想平均使用量是多少； (ii) 每個區塊的每種資源的安全最大使用量是多少。透過設定這些參數，可以根據網路的安全性來調整Gas的價格，而不是根據每個區塊的最大使用量來調整。當處理比較複雜的情況時，可以使用多種Gas。例如，零到非零的SSTORE作業可能需要消耗不同類型的Gas，例如無狀態客戶端證明Gas和儲存擴充Gas。

每筆交易的最大價值：取得多維 Gas 較弱但更簡單的策略

在一維 Gas 系統中，一筆交易的 Gas 成本是根據數據和計算消耗的 Gas 來決定的。 然而，在多維Gas系統中，Gas成本可以根據交易消耗的主要資源來決定。這種方法在保持安全性的同時提高了吞吐量。

EIP-7623提出了類似的解決方案，透過提高每位元組最低價格來減少交易在區塊中佔用的空間，但這也導致了一些問題，例如個別資源密集型交易仍然需要支付高額費用，並且鼓勵將資料密集型和計算密集型交易捆綁在一起以節省成本。 雖然這種方法有其局限性，但好處是值得的，但如果你願意投入更多 發展 工作上，還有更理想的解決方案。

多維 EIP-1559：更困難但更理想的策略

其核心是，多維 EIP-1559 透過追蹤 extra_blobs 參數來調整 blob 的基本費用，以確保區塊的平均使用量保持在目標水準。

當區塊中的blob數量超過目標值時，基礎費用將增加以減少使用量；否則，就會減少。這種定價機制允許動態調整區塊內的交易價格，以保持區塊半滿。同時，短期的使用量激增也會觸發限制機制，保證交易的合理競爭。

在以太坊中，這種 Gas 定價方法已經存在很多年了：EIP-1559 早在 2020 年就引入了非常相似的機制。 隨著 EIP-4844 的引入，現在 Gas 和 Blob 分別有兩個浮動價格。

對於用戶和區塊建構者來說，體驗與以前類似，但他們需要調整為兩種單獨的費用。然而，對於開發人員來說，需要重新設計 EVM 功能以適應多種價格和多種限制可能會增加一些挑戰。

多維定價、EVM 和子調用

在EVM中，有兩種Gas限制：為每筆交易設定的總Gas限制，以及合約調用其他合約時的單獨Gas限制。這允許合約調用不受信任的合約，同時確保調用後仍有剩餘的 Gas 用於其他計算。 然而，在不同類型的執行之間實施多維 Gas 定價存在挑戰。這種多維方案需要子呼叫為每種Gas類型提供多個限制，這將對EVM產生深刻的改變，並且與現有應用不相容。

多維 Gas 提案通常只停留在兩個維度：資料和執行。資料在 EVM 外部分配，因此無需進行內部變更即可單獨定價。 對於開發者來說，這意味著 EVM 及其周邊基礎設施需要重新設計，以適應多種價格和多種限制。在某些情況下，最佳化也會變得更加困難，因為不清楚哪種方法更有效率，這可能會影響開發過程。

雖然存在一些挑戰，但這些問題可以透過實施類似 EIP-7623 的方法來解決，該方法對儲存作業收取額外費用，並在交易結束時退還，以確保主呼叫仍然有足夠的 Gas 來執行後續操作。

概括

無論哪種情況，值得強調的是，一旦開始引入多維執行Gas，系統的複雜性就會顯著增加，這似乎是不可避免的。

因此，我們面臨著一個複雜的決定：我們是否願意接受EVM 等級的更多複雜性，以換取L1 可擴展性的顯著收益，如果願意，哪種具體建議最適合協議經濟學和應用程式開發人員？很可能最好的解決方案既不是前面提到的，也不是上面提到的，並且仍然有更優雅和有效的解決方案的空間。

本文源自網路：V神新文：多維Gas定價提高以太坊可擴展性

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