GAS:以太坊如何控制區塊大小？| 白話區塊鏈入門092

作者 | Fiona出品｜白話區塊鏈

作為市值第二的老大哥的以太坊，經常被拿來和比特幣比來比去。不知你是否發現，和比特幣擴容事件此起彼伏的熱鬧場面相比，以太坊似乎沒有過類擬的區塊擴容困擾，要知道，從2017年開始，以太坊的交易量同樣也快速增長，那以太坊又是怎么搞定這個問題的呢？

我們先來看下以太坊的區塊大小變化情況（如下圖）。3月19日，以太坊區塊的平均大小為21345Bytes，約為0.02M（平均出塊時間為15秒）。

以太坊研究Grant第一輪PLONK-MACI投票環節結束:1月20日消息，以太坊長期研究資助（ETH Research Grant）已于1月20日北京時間20:00在開發者激勵平臺DoraHacks.io完成零知識投票。投票最終結果和對投票結果的零知識證明將于21日公布。首期5000美金Grant獎金將會根據投票結果按比例進行分配。本次投票將首次使用基于PLONK系統的零知識投票（DoraHacks MACI-PLONK）。

ETH Research Grant旨在長期資助以太坊社區的開發者和研究者，資助課題覆蓋賬戶抽/ERC4337, 零知識證明, DeGov, Data Availability, Rollups, zkEVM/zkVM, ERC/EIP，以及以太坊應用采用等。[2023/1/20 11:23:55]

可見，以太坊的區塊大小是不固定的，背后的原因，在于它采用了完全不同于比特幣的做法。

Aave：只認以太坊 PoS 鏈為主鏈，用戶在其他分叉鏈上使用Aave后果自負:金色財經消息，Aave 社區發文分析以太坊的 PoS 合并與Aave技術適應，分析為何以太坊合并不干擾到 Aave 的正常系統運作。從技術/運營角度來看，Aave只在鏈上治理機制的持續時間和Aave用戶界面上受到輕微影響。由于缺少預言機以及相關流動性問題，Aave 也無法正常運行在任何 PoW 鏈上，Aave 只認 PoS 鏈為主鏈，如果任何用戶決定在任何分叉上直接與 Aave 智能合約交互，應由他們自己負責。[2022/8/9 12:10:53]

比特幣的轉帳交易是統一格式，可以用固定的區塊大小來規范。以太坊則不同，V神（以太坊的創立者）將區塊鏈視為世界計算機，在比特幣基礎上，以太坊實現了智能合約，這就意味著，除了和比特幣有同樣的轉帳功能外，以太坊網絡中更多的是要為大量程序提供運算服務。

V神：PoS是以太坊能源消耗的解決方案:金色財經報道，V神認為，以太坊即將過渡到權益證明（proof-of-stake）共識機制，這是以太坊能源消耗的“解決方案”。相對于以太坊目前的工作量證明模型，盡管權益證明“仍處于起步階段，而且經過了較少的實戰檢驗”，但其最終可以將區塊鏈的能源消耗降低多達10,000倍。[2021/5/29 22:54:19]

以太坊網絡中不同的事務，所需要的計算成本各不相同。

舉個例子，對于轉帳交易類事務，以太坊網絡的處理是相對一致的；而對于一個有Bug的程序來說，很可能會消耗掉大量的算力（比如程序中存在無限循環運算時）。以太坊明確了每筆操作會有個最低算力消耗值，而智能合約的算力消耗量則在最低消耗值基礎上，還需要加上所有代碼執行的算力。實際消耗的算力只有在實際使用時才能確認。

CME以太坊期貨交易量及未平倉合約創歷史新高:金色財經報道，CME以太坊期貨的交易量及未平倉合約在四月初創歷史新高。根據CME發布的最新數據，截至4月7日，未平倉合約為1,822份，約合91,100枚ETH（約2.25億美元）。交易量也創下了新的高點2,247份，代表112,500枚ETH（或2.78億美元）。[2021/4/15 20:24:28]

因此，以太坊中每筆交易的大小是不確定的。如果需要用一個相對固定的參數來規范以太坊區塊的話，最直觀的就是固定每個區塊中所包含的算力了。這個值由礦工在每個區塊中的GAS LIMIT(單位：gas)參數來表示，每個交易提交時也會有算力需求（單位：gas），乘以算力gas的價格（單位：gwei/gas)，就是交易成本了（單位：gwei，gwei和eth類似于比特幣里的 聰 和BTC的關系：每 eth = 10^9 gwei）。

目前gas price和每個區塊里的GAS LIMIT數值如下圖：

▲ 數據來源：https://ethstats.net

提交每筆交易時，需要附加愿意付出的最多成本，礦工在打包時，會遵循以下規則：

利益導向——哪筆交易給的酬勞高，會優先打包誰的，直到區塊中包含的算力值(gas limit)消耗殆盡；

多退少不補——按實際算力收取費用，但如果給的不夠，打包時則不會將計算結果提交到鏈上，費用也會全部收取（每筆事務的最低算力消耗值則為21000gas）。

在理解了上述規則后，擴容問題的解決就簡單了：為了避免出現比特幣類似的區塊擴容爭議，以太坊協議允許礦工每次可以將上個區塊BGL值調整正負0.0976%（=1/1024 ），按平均每15秒出塊的頻率，以快速滿足網絡上快速變化的計算需求。

因此，在面對突來的交易激增時，以太坊表現出了較好的靈活性，比如在2017年6月29日，因1C0原因，交易量激增，以太坊在不到2個小時內，就實現了33%的增長。

下圖是以太坊網絡每個區塊中包含算力的變化情況，從最早的3百多萬，到目前基本穩定在8百萬gas中。在能提供的算力增長時，如有足夠的交易能消耗完，自然礦工會得到更多收益，但也需要礦工付出更多成本——更大的寬帶、更快的計算能力，所以這個過程雖然不需要多方爭議，但也受限于物理性能，客觀上不會一蹴而就。

 總結：

以太坊通過在每個區塊中包括相對穩定的算力而非區塊容量的大小，實現了對區塊的規范化管理；并用逐塊的算力調整機制（調整正負0.0976% ），以應對交易處理量變化情況。

以太坊已經完成了君士坦丁堡升級，你還會繼續看好以太坊嗎？為什么？歡迎在留言區留言。

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