區塊鏈:基于 NFT 技術的數字藏品降低「gas」的技術方案初探

摘要：

基于區塊鏈的數字藏品市場是NFT技術的最主要應用場景之一，然而鏈上手續費成本過高在一定程度阻礙了數字藏品市場的發展。本文列舉了目前的數字藏品市場對解決gas成本過高問題的一些前沿技術方案探索，包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2以及跨鏈方式等，同時展望了未來的一些技術發展方向。

1.?數字藏品市場和鏈上手續費

基于區塊鏈的數字藏品市場是NFT技術的最主要應用場景之一。隨著NFT技術被應用于各類實際應用場景，數字藏品市場的使用量也水漲船高。以以太坊為例，根據ultrasound.money資料顯示，自以太坊實施EIP-1559到2021年12月16日截止，數字藏品市場?OpenSea?消耗的gas已達到126,414ETH左右，超過普通的鏈上轉移和Uniswap，成為最大的gas消耗應用。

那么，「gas」是什么？為什么數字藏品市場gas消耗量這么大？

所謂「gas」是鏈上手續費在以太坊等區塊鏈平臺上的術語。而鏈上手續費是區塊鏈平臺最為常見的技術特征之一。鏈上事務的運行，包括簡單的轉移或復雜的智能合約運行等，會使用相應的計算和存儲等區塊鏈資源；發起這些鏈上事務的用戶，則會為消耗這些區塊鏈資源而付出相應的鏈上手續費。區塊鏈通過這種機制來激勵區塊鏈網絡的維護者，同時避免區塊鏈網絡被惡意用戶DDoS攻擊、惡意運行無限循環代碼等。因此可以說，鏈上手續費對保障區塊鏈網絡的正常運行有著十分必要且積極的作用。

業內人士：后續可探索在保險全流程中應用數字人民幣:金色財經報道，近日，江蘇省落地首個數字人民幣“退貨保險”，投保商戶遇到消費者退貨時，可按照保險約定獲得一定數額的數字人民幣保險賠付。梳理發現，保險行業加速布局數字人民幣，涵蓋投保、理賠等多種應用場景。業內人士認為，數字人民幣的應用可提高保險公司工作效率、服務質量，后續可探索在保險全流程中應用數字人民幣。（中證報）[2023/5/23 15:19:51]

但是一些復雜的鏈上流程也給用戶帶來了較高的鏈上手續費成本。以以太坊的數字藏品市場為例，用戶通常在創建、掛牌授權、轉移等多個環節中均需要消耗gas，例如在轉移環節通常就需要用戶消耗0.02ETH左右的gas。當一些數字藏品應用的活動時間比較集中時，以太坊的整體gasprice也曾飆升。

8月26日，數字藏品應用使gasprice一度飆升至1,429GWei，約為平時的十倍以上

這些gas一般都需要數字藏品應用的用戶來支付。顯然，過高的gas會阻礙數字藏品市場的進一步使用與發展，而且還可能影響區塊鏈網絡的其他應用的使用。目前數字藏品市場已經對節省和降低gas進行了一些技術探索。

美國銀行：區塊鏈軟件的下一步發展才剛剛開始:金色財經報道，美國銀行 (BAC) 在一份研究報告中表示，Near、Polkadot 和 Cardano 等協議正在使用新方法來改善可擴展性、去中心化和安全性之間的權衡。報告稱，像 Near 這樣增加功能和激勵開發的區塊鏈可能在短期內對開發人員具有吸引力。Near 的分片方法“減輕了與由于池化導致的中心化增加和由于激勵機制不一致而導致的安全性降低相關的常見擴展問題。

美國銀行表示，雖然 Near 確實優先考慮網絡可用性，而其他區塊鏈專注于最大化吞吐量，但它需要做更多。盡管 Near 專注于可用性、創新架構和包含 1000 多個應用程序的生態系統，但與前一年相比，Near 的開發在 2022 年停滯不前。[2023/3/23 13:22:12]

2.?節省?gas?的技術方案

數字藏品的gas過高問題，在一定程度上是由數字藏品自身的數據量大、業務流程復雜、以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展性仍需提高所導致的。為解決這些問題，相應的可以參考解決擴展性技術、提高效率的各類辦法。目前的一些技術探索方向包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2以及跨鏈方式等。

現貨黃金突破1900美元/盎司關口:1月12日消息，美國CPI數據重回“6時代”，現貨黃金突破1900美元/盎司關口，為去年5月來首次，日內漲1.38%。[2023/1/13 11:09:12]

數字藏品市場降低gas的方案

2.1.?鏈外方式

既然gas產生于鏈上，最自然的思路是盡量采用鏈外的方式。主要解決辦法包括兩類：將原有鏈上的部分流程放在鏈外處理、將鏈上一些流程推遲進行。

部分流程放在鏈外

結合使用鏈外流程處理，來減少一些鏈上步驟。以NiftyGateway為例，通過將一些交換的步驟放在鏈外進行以減少鏈上處理步驟，達到降低成本目標。例如原先總共需要10步鏈上操作的交換，通過NiftyGateway的交換流程優化，可將其中3到4步放在鏈外進行；鏈上僅保留必須在區塊鏈上共識確認的步驟，以此來降低整體的鏈上處理成本。

部分流程推遲

推遲部分流程執行，讓業務流程先運行起來，使數字藏品創作者以更低成本先行創作及發布，是一種鼓勵性辦法，可以為創作者提供更為友好的體驗。這類方案的典型代表是OpenSea的LazyMinting。它采用了中心化的方式，支持創作者先免費創作內容并上架開售，由OpenSea使用中心化的方式先來存儲和處理，在成交等環節中再在鏈上確認，此時買賣雙方才通過區塊鏈共識來完成數字藏品交割。

孫宇晨：火幣將重開HT投票上幣，把上幣權交還給社區:10月27日消息，新加坡時間10月26日晚，Huobi全球顧問委員會委員、TRON創始人孫宇晨閣下與Huobi聯合創始人杜均及Theirsverse創始人Annie（伊能靜）在Huobi Global Twitter Space發起語音直播，共同深入探討Web3創業及Crypto行業發展趨勢。

直播過程中，孫宇晨表示未來會繼續大力賦能HT，更多舉措加大HT銷毀力度。重新開放HT投票上幣，把上幣權交還給社區。此外孫宇晨表示平臺未來會上線“余幣寶”產品，讓用戶盡享高收益，更加輝煌的Huobi很快會回到大家的視野中。[2022/10/27 11:46:12]

但這類方式并不能完全解決成本問題。LazyMinting主要是將mint的時機推遲并讓買家來承擔，嚴格意義上并沒有降低整體成本。

2.2.?本鏈優化

優化代碼編寫

Gas的產生主要由于智能合約的運行過程中耗費了計算和存儲等區塊鏈資源。數字藏品創建前，對代碼編寫上的優化在一定程度上可以減少gas的成本。一些優化的辦法包括，在開發時選擇使用合適的代碼庫，在編譯時使用Truffle等工具的優化等。

批量聚合

對于已部署在鏈上的數字藏品，可以采用批量、聚合等方式來降低整體的成本。以Genie為例，該聚合工具是支持將不同市場上針對不同數字藏品的多個操作打包在一個事務里，同時綜合使用一些鏈外等方式來降低單個操作的平均成本。?

觀點：比特幣市場迎來喘息之機:金色財經報道，據區塊鏈分析公司Glassnode最新分析，雖然美國整體CPI通脹率達到了9.1% 創 40年來的新高，但比特幣市場已迎來向上的喘息之機。目前比特幣實現價格為22092美元，與目前的現貨價格21060美元相比，比特幣投資者的平均未實現損失為-4.67%。不過，隨著市場價格穩定在1.76萬美元和2.18萬美元之間，未實現的損失總額在-1650億美元和-1980億美元之間，總體上證實了8-11月的反彈更類似于 \"熊市緩解 \"的反彈，而不是牛市的恢復。[2022/7/22 2:30:36]

2.3.?多鏈

除了在本鏈進行計算、存儲的各方面優化，一種比較直接簡便的辦法是在應用端集成多個區塊鏈網絡；用戶在使用時可以選擇合適的網絡。

以OpenSea為例，除以太坊平臺外OpenSea還提供了?Polygon?網絡的選項。當以太坊網絡成本較高時，用戶可以在OpenSea的應用上選擇切換到Polygon網絡。

2.4?側鏈/Layer2?方式

除了在應用層面直接集成多鏈網絡外，另一種應用方案的選擇是從區塊鏈協議層入手，將數字藏品的許多業務和流程轉移到側鏈或Layer2上進行，以降低成本等。通常，這類解決方案也會提供側鏈、Layer2與原鏈之間的跨鏈轉移工具。

側鏈

側鏈通常指與主鏈并行、有雙向橋接功能的區塊鏈網絡。以太坊的側鏈包括xDai、Skale、POANetwork等。目前一些數字藏品市場會選擇側鏈的方式來降低主鏈上的數字藏品成本。

一個比較典型的案例是nifty.ink。它支持用戶在xDai側鏈上創作和管理藝術作品，包括鏈上的創建、轉移等等。而如果用戶希望將數字藏品作品轉移到以太坊上，可以通過AMB橋接工具轉移到以太坊上，例如發布到OpenSea市場上。

其他類似的案例還包括的AxieInfinity使用Ronin側鏈等。

Layer2

與側鏈較為類似的是，一些數字藏品市場選擇了Layer2的技術路線來降低成本。其中較為典型的案例有專為數字藏品應用設計、基于ZKRollup的ImmutableX及其自有的數字藏品市場。其他的一些解決方案還包括選擇Arbitrum上的各類數字藏品市場及應用等。

2.5?跨鏈

跨鏈技術，除了解決價值和數據流轉問題外，也可以作為解決數字藏品成本難題的方案之一。解決區塊鏈的可擴展性問題以及“不可能三角”悖論，跨鏈協議+應用專有鏈的方案是一種非常好的選擇。

與側鏈和Layer2解決思路類似的，可以將數字藏品市場部署在一個使用成本較低的應用專有鏈上；而當需要在更大范圍內轉移時，再通過跨鏈協議進行流轉。

當前的一些跨鏈數字藏品方案主要還是采用中心化的網關或跨鏈橋的方式。不過基于完全去中心化驗證的IBC/TIBC跨鏈協議已經可以支持非同質化數據內容的跨鏈轉移。例如，2021年中國傳統文化數字化藝術品IDA在BSN文昌鏈上鏈登記確權后，以跨鏈形式依靠TIBC跨鏈協議及跨鏈樞紐，從BSN文昌鏈經由跨鏈服務樞紐跨鏈轉移至全球市場。

3.?總結展望

數字藏品的鏈上成本問題在一定程度上是以以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展問題的縮影。值得高興的是，Layer2、跨鏈等底層技術在近年來的長足發展、鏈上應用和生態的繁榮為當前的數字藏品應用提供了切實可行的方案。目前方案包括中心化的推遲處理、本鏈進行處理上的優化、部署多鏈、鏈外采用側鏈和Layer2擴展技術以及跨鏈協議等多種方式。

應當指出，當前的一些技術實現上仍然存在著過度中心化、技術安全隱患等值得改進之處；基于IBC/TIBC等完全去中心化的數字藏品跨鏈方式嶄露頭角，有待進一步支持更多應用；基于Rollup的數字藏品支持技術還有改進空間。

不過隨著區塊鏈可擴展性、跨鏈技術的不斷研發與改進，相關技術對數字藏品應用的支持也會更加完善，技術方案也將更加豐富多樣。

參考資料

?https://decrypt.co/87515/nifty-gateway-ethereum-gas-fees-nft-trading-investing

?https://mirror.xyz/davidcai.eth/cO1XOsvg0NvW9um1unIip7okeK6r1LaZ5FzbhTG9CSg

?https://medium.com/@kaymonft/optimizing-nft-smart-contracts-to-reduce-gas-usage-7f4e819eb49d

?https://genielabs.notion.site/Genie-FAQ-aaa4c154dc52451fbcb3451e7ab7364f

?https://newsletter.banklesshq.com/p/how-to-collect-nfts-on-layer-2

?https://docs.tokenbridge.net/amb-bridge/about-amb-bridge

?https://newsletter.banklesshq.com/p/the-arbitrum-nft-scene

?TIBC跨鏈協議及跨鏈樞紐支持的一體化數字藝術品?https://twitter.com/VitalikButerin/status/1435413681588736007

邊界研究院

邊界研究院基于邊界智能在自主可控區塊鏈底層技術、跨鏈技術以及結合大數據和隱私計算方面的長久技術積累，致力于熱點事件分析、前沿技術分享、行業觀點闡述、行業標準制定、國內外開源社區交流等研究工作，為各行業貢獻以區塊鏈技術為核心的專業研究成果。

現階段重點研究方向包括跨鏈技術探索、產業應用、前沿技術融合等領域。

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