Introdução

A criptomoeda e a tecnologia blockchain trouxeram muitas mudanças para as finanças tradicionais. Os códigos de execução automática, os mecanismos transparentes de consenso e os registros descentralizados permitem que os usuários transfiram o valor das criptomoedas e troquem recursos sem passar por um terceiro confiável, reduzindo consideravelmente o custo dos serviços financeiros e aumentando a eficiência das atividades econômicas humanas.

No entanto, custos mais baixos não significam que não haja taxas. Quando a rede blockchain ajuda os usuários a obter o que precisam, eles ainda precisam investir recursos para concluir essas tarefas. Como diz o ditado, não existe almoço grátis. Os usuários precisam pagar algumas taxas para aproveitar os serviços do blockchain e mantê-lo funcionando constantemente. A taxa é geralmente chamada de taxa de gás. Este artigo mostrará o que é uma taxa de gás.

Sobre a taxa de gás

No campo blockchain, o termo taxa de gás foi usado pela primeira vez no Ethereum. Refere-se às taxas exigidas para transações no Ethereum, que são conceitualmente as mesmas que as taxas de transação pagas pelos mineradores de Bitcoin. Como toda transação no Ethereum requer recursos computacionais para ser executada, os usuários precisam pagar pelo serviço para compensar os participantes que auxiliam na verificação. Então, muitos outros protocolos de blockchain seguem o exemplo. É por isso que a taxa paga pelo serviço de rede também é chamada de taxa de gás.

As taxas de gás podem ser comparadas ao combustível que um veículo precisa. Sem combustível, um veículo não conseguirá viajar da cidade A para a cidade B. Ao fornecer taxas de combustível para Ethereum, os nós na rede blockchain podem ajudar os usuários a transferir fundos, negociar, executar códigos de contratos inteligentes etc. Portanto, o Gás é o combustível na rede Ethereum que promove a operação da rede blockchain.

Assim como a quantidade de combustível determina a distância que um carro pode percorrer, o que o Ethereum's Gas mede é a unidade de poder de computação necessária para realizar uma operação específica. Serviços simples exigem menos gás, enquanto operações complexas de contratos inteligentes exigem mais gás para serem concluídas. A taxa de gás geralmente é denominada nos ativos nativos da rede blockchain. É representado por gwei no Ethereum, que significa giga-wei (1.000.000.000 wei). Wei é a menor unidade de tokens ETH. Você pode encontrar as unidades de cálculo ETH comuns na tabela a seguir:

Por que a taxa de gás é necessária?

Ninguém gosta de pagar, então por que os usuários precisam pagar taxas de gás para usar o Ethereum? Não seria bom navegar de graça, assim como na internet? Se você já pensou assim, imagine o que aconteceria se os serviços da Ethereum fossem gratuitos.

1. Ethereum será mais vulnerável a hackers.

Não ter que pagar significa que os hackers podem lançar um ataque a custo quase zero, tornando a rede blockchain insegura.

1. Abuso de recursos limitados de largura de banda de rede.

Os robôs podem enviar muitas transações inúteis no blockchain. Ou seja, podem afetar usuários que realmente precisam usá-lo sem pagar nenhum preço por comportamento malicioso.

1. O sistema irá travar devido à operação irrestrita dos nós.

Por exemplo, quando ocorre um erro na execução automática do código de contrato inteligente implantado em um nó e ocorre um loop infinito, o nó será paralisado devido a um grande número de operações repetidas e afetará até mesmo a operação de toda a rede blockchain . Aumentar a condição de execução da Taxa de Gás garantirá que tais problemas não ocorram.

1. Resulta em aplicações ineficientes.

Nenhuma taxa de gás significa que os desenvolvedores não precisam considerar se a quantidade de computação é razoável e os usuários terão uma experiência de serviço pior devido a um grande número de códigos ineficientes.

1. Nenhum incentivo resultará na relutância dos participantes em continuar operando.

Para realizar transações e contratos inteligentes, os usuários precisam adquirir equipamentos que precisam de energia elétrica para funcionar e precisam ser reparados ou substituídos em caso de falha. Ou seja, os usuários precisam pagar pela eletricidade, reparo e substituição. Pode-se dizer que tudo o que constrói uma rede blockchain requer dinheiro. Se o operador não obtiver nenhum benefício com isso, quem estaria disposto a participar?

Em suma, nada é verdadeiramente gratuito. Mesmo para a Internet aparentemente gratuita, os provedores de serviços ISP precisam instalar cabos submarinos, os sites precisam de servidores e os funcionários precisam de salários… Essas são despesas reais. O chamado “grátis” só é realizado por meio de publicidade, tráfego e outras formas de obtenção de recursos que continuam a fornecer serviços. Os usuários devem retribuir à rede blockchain que gera valor para eles, e a introdução do conceito de Gas Fee pode manter essa camada de valor único.

Como funciona a taxa de gás da Ethereum

Os usuários precisam pagar a taxa de gás para acessar os serviços da rede blockchain. Então, como é calculada a taxa de gás? Bem, protocolos diferentes têm métodos diferentes, mas geralmente seguem uma fórmula simples:

Taxa total de gás = Unidades de gás (limite) * Preço do gás por unidade

Este cálculo da Taxa de Gás é bastante intuitivo. É como calcular os custos de combustível para uma viagem de veículo da cidade A para a cidade B hoje. Para obter a resposta, precisamos multiplicar o número de litros de gasolina consumidos pelo preço atual do petróleo. Ao mesmo tempo, quanto mais longe você viaja (maior a dificuldade da tarefa), mais litros de gasolina são consumidos (maior é o Gasolina Usada). Antes da atualização de Londres em agosto de 2021, a taxa de gás no Ethereum também é calculada da mesma forma que a fórmula acima:

Taxa total de gás = Unidades de gás (limite) * Preço do gás por unidade

Por exemplo, se Alice deseja pagar a Bob um ETH, as Unidades de Gás necessárias em uma transação tão simples são 21.000 e o Preço do Gás no momento do pagamento é 200 gwei, então o cálculo é:

Taxa de gás = 21000 * 200 gwei = 4200000 gwei = 0,0042 ETH

Quando Alice usar a rede Ethereum para pagar, 1,0042 ETH será debitado de sua conta, enquanto Bob receberá 1 ETH, e o minerador responsável por empacotar a transação receberá 0,0042 ETH.

Proposta de Melhoria de Taxa EIP 1559

Em agosto de 2021, após a atualização de Londres do Ethereum, o método de cálculo da taxa de gás mudou, mas a lógica geral permanece a mesma:

Taxa total de gás = unidades de gás (limite) * (taxa básica + taxa prioritária)

https://etherscan.io/gastracker

Qual é a taxa básica?

A taxa básica refere-se à taxa básica na qual a transação proposta é empacotada no bloco pelos mineradores e também é a taxa mínima de consumo para usar a rede Ethereum. O preço da taxa básica não está relacionado ao bloco atualmente esperando para ser empacotado, mas é determinado pelo bloco anterior, o que tornará a taxa de gás da Ethereum mais transparente e previsível para os usuários.

O nível da taxa base pode ser calculado por uma fórmula. Se a quantidade total de Gás usada para todas as transações no bloco anterior for maior que o valor-alvo, a taxa básica do próximo bloco aumentará em até 12,5%. Aumentando exponencialmente com o gás alto total de blocos consecutivos, o congestionamento prolongado da rede blockchain resultará em uma taxa básica muito alta e os usuários reduzirão o uso no final porque não podem pagar.

Por exemplo, após a atualização de Londres, a meta total de Gás em cada bloco de Ethereum é de 15 milhões de Gás, enquanto o limite superior é de 30 milhões de Gás. Se houver uma série de 30 milhões de Gás no total após o bloco com 15 milhões de Gás no total, a Taxa Base continuará aumentando:

A taxa básica só dobra após 8 blocos. Parece que o aumento é pequeno. Mas se assumirmos que 80 blocos consecutivos atingem o limite de gás, a taxa básica aumentará 10.000 vezes, de 100 gwei para 1 milhão de gwei.

Antes da atualização de Londres, os mineradores da blockchain Ethereum podiam receber a taxa de gás para todas as transações incluídas em um bloco. No entanto, após a atualização de Londres, o ETH usado para pagar a taxa básica quando novos blocos são minerados será queimado, removendo-o do suprimento total circulante de ETH, resultando em deflação e aumento no preço do ETH.

Qual é a taxa de prioridade?

A queima de taxas básicas reduziu a renda dos mineradores. Portanto, a atualização de Londres introduziu o conceito de taxas prioritárias (muitas vezes chamadas de gorjetas) para incentivar os mineradores a incluir transações no pacote de blocos.

Os usuários podem estar pensando: todos eles pagaram a taxa básica, mas por que eles ainda precisam dar gorjeta aos mineradores? Isso começa com a questão dos incentivos econômicos. O empacotamento de transações pendentes requer muitos recursos. A renda desses mineradores para manter o Ethereum funcionando vem de novas recompensas e dicas de blocos. Sem dicas, eles descobririam que não há transações para empacotar. Blocos vazios e blocos contendo transações pendentes geram a mesma receita. Como o resultado é o mesmo, por que gastar recursos para empacotar transações pendentes? Supondo que todos os participantes vão empacotar blocos vazios, a rede blockchain também ficará inutilizável.

Portanto, as dicas para os mineradores serão o incentivo mais básico para que eles executem o trabalho corretamente. Eles estarão dispostos a priorizar transações com gorjetas mais altas. Como o nível da gorjeta afeta a ordem em que as transações são processadas, ela é chamada de taxa prioritária. Para necessidades de transação urgentes, os usuários podem enviar gorjetas mais altas para obter prioridade.

Isso não significa que o usuário deva ser enganado primeiro, pagando uma grande gorjeta antes de concluir a transação. Para transações que não são sensíveis ao tempo, a transação será empacotada e processada nos próximos blocos, desde que a taxa de gás paga seja ligeiramente superior à taxa básica e o minerador receba uma pequena gorjeta.

Quais são a taxa máxima e o limite de gasolina?

Ao executar transações na rede blockchain, os usuários podem especificar a taxa extra máxima que estão dispostos a pagar por essa transação. Eles podem fazer isso modificando a taxa máxima e o limite de combustível.

A tarifa máxima é o Preço do Gás na fórmula “Taxa do Gás = Gás Usado (limite) * Preço do Gás (por unidade). Refere-se à Tarifa do Gás que o usuário está disposto a pagar. Desde que a taxa máxima definida pelo usuário exceda a soma da taxa básica e da taxa prioritária, a transação será bem-sucedida e a diferença excedente será devolvida ao usuário após a conclusão da transação.

Por exemplo, se Alice quiser pagar um ETH a Bob, ela definirá a taxa máxima para 300 gwei. Neste momento, a taxa básica do Ethereum é de 100 gwei, e Alice fornece 50 gwei adicionais como taxa prioritária, então:

1) 21000 * 300 gwei = 6300000 gwei = 0,0063 ETH

1,0063 ETH serão debitados da conta de Alice.

2) 21000 * 100 gwei = 2100000 gwei = 0,0021 ETH

Ethereum queimará 0,0021 fornecimento de token ETH

3) 21000 * 50 gwei = 1050000 gwei = 0,00105 ETH

Os mineradores receberão uma gorjeta de 0,00105 ETH

4) Bob receberá 1 ETH

5) 1,0063 ETH - 0,0021 ETH - 0,00105 ETH - 1 ETH = 0,00315 ETH

Alice receberá um reembolso de 0,00315 ETH em sua conta.

O limite de Gás é o Gás Usado na fórmula “Taxa de Gás = Gás Usado (limite) Gás Usado Preço do Gás por unidade”. Refere-se à quantidade de Gás que o usuário está disposto a consumir. As transferências padrão de ETH requerem 21.000 unidades de gás, e mais gás será usado por operações complexas em contratos inteligentes.

O limite de gás funciona de maneira semelhante à taxa máxima. A transação será feita desde que a quantidade de gás exceda a quantidade necessária. O saldo em excesso será devolvido ao usuário após a conclusão da transação. Se o limite de gás for muito pequeno, a transação ainda será executada, mas não concluída. Por exemplo, uma transferência ETH simples usa 21.000 unidades de gás, mas o usuário limita o limite de gás a 20.000 unidades. Os mineradores ainda consumirão Gás para realizar trabalhos equivalentes a 20.000 unidades de Gás, mas isso não é suficiente para concluir a transferência, nem quaisquer taxas serão reembolsadas ao usuário.

Por que as taxas de gás são tão caras?

Se você já usou os aplicativos financeiros descentralizados (DeFi) da Ethereum ou comprou NFTs em plataformas como OpenSea, estará familiarizado com a alta taxa de gás da Ethereum. De acordo com as estatísticas de dados on-chain, de maio de 2021 a abril de 2022, a taxa média de gás por transação no Ethereum é superior a US$ 20, e a mais alta chega perto de US$ 200.

Por que a taxa de gás da Ethereum é tão cara? Existem vários motivos:

1. Transações complexas e contratos inteligentes consomem mais gás

Quando o Ethereum executa diferentes operações, requer diferentes operandos e a quantidade de dados armazenados. As instruções de adição e subtração usam menos gás, a multiplicação consome mais gás e a divisão requer mais operações, portanto, mais gás é usado.

À medida que as funções do aplicativo descentralizado Dapp se tornam cada vez mais complexas, o número de operações realizadas por contratos inteligentes também aumenta. Portanto, os usuários precisam pagar mais taxas de gás.

1. Largura de banda de rede limitada e transações por segundo

Semelhante a todos os computadores, o Ethereum é limitado no número de transações por segundo que pode processar. Antes de atualizar para Ethereum 2.0, cerca de 15 transações podem ser processadas em 1 segundo. Comparado com a empresa global de pagamento com cartão de crédito VISA, que pode lidar facilmente com mais de 2.000 transações em 1 segundo, o desempenho do Ethereum é bastante ruim. Quando o número de usuários aumenta, ocorre um congestionamento e os usuários precisam dar mais gorjetas aos mineradores para que suas transações sejam priorizadas.

1. A popularidade do Ethereum

Além de razões técnicas, a popularidade do Ethereum também contribui para a alta taxa de gás. De acordo com a teoria econômica básica, quando a oferta é constante, um aumento na demanda levará a um aumento nos preços. No primeiro semestre de 2020, muitos projetos inovadores nasceram no campo das finanças descentralizadas, como empréstimos, empréstimos instantâneos, derivativos, mineração de liquidez, colheita de rendimentos, seguros, etc. Em 2021, o mercado NFT também pegou a onda da mania DeFi e muitos jogos blockchain Play-to-Earn surgiram. Como muitos deles são construídos no Ethereum, o número de usuários aumentou e a taxa de gás permaneceu alta.

(Taxa de gás no Ethereum. Fonte: Statista ) See More

1. O aumento do preço do ETH

Outra razão para a alta taxa de gás é que ela é denominada em ETH. Comparando os dados médios de 2021 e 2019, não apenas o preço do gás na cadeia aumentou 10 vezes, mas o preço do ETH também aumentou mais de 10 vezes, o que equivale a um aumento de mais de 100 vezes no Gas Taxa quando medida em dólares americanos. Não é difícil ver por que a taxa de gás da Ethereum é amplamente considerada ridiculamente cara.

Como reduzir a taxa de gás?

Reduzir a alta taxa de gás do Ethereum tornou-se uma tarefa urgente no espaço das criptomoedas. Embora as taxas de gás não possam ser completamente cortadas ao usar o blockchain Ethereum, existem pelo menos algumas maneiras de reduzir o valor.

O que os usuários podem fazer para reduzir a taxa de gás:

1. Escolha uma sessão de negociação com uma taxa de gás mais baixa

Embora a taxa de gás do Ethereum seja geralmente mais alta, o preço não é o mesmo o tempo todo. Normalmente, a taxa de gás será menor nos finais de semana e maior durante a semana. O uso do Ethereum durante tempos impopulares pode reduzir a taxa de gás que os usuários precisam pagar.

(Fonte: ethereumprice.org )

1. Defina um limite máximo de taxa para a transação

Antes de iniciar uma transação, os usuários podem ajustar a taxa máxima e a taxa de prioridade que estão dispostos a pagar para informar ao blockchain quantos gwei são a taxa mais alta que estão dispostos a pagar. Desde que a taxa máxima seja maior do que a taxa básica e uma pequena gorjeta seja dada ao minerador, a transação será executada nos próximos blocos. Para transações com requisitos de baixa pontualidade, os usuários podem reduzir as despesas reduzindo a taxa máxima. Deve-se notar que a taxa máxima deve ser ajustada dentro de uma faixa razoável, caso contrário, a transação pode falhar.

1. Faça bom uso do monitoramento da taxa de gás e das ferramentas de negociação simuladas

Algumas ferramentas online, incluindo Blocknative ETH Gas Estimator , ETH Gas Station , Cryptoneur Gas Fees Calculator , Tenderly e DeFI Saver podem fornecer aos usuários informações de taxas de gás em tempo real do Ethereum e algumas também permitem que os usuários realizem transações simuladas. Fazer bom uso desse tipo de ferramenta pode dar aos usuários uma melhor compreensão do custo de uma transação e ajudá-los a encontrar horários com taxas mais baixas.

1. Selecione aplicativos que podem reduzir custos

Já existem vários aplicativos no Ethereum que podem ajudar os usuários a reduzir a taxa de gás para transações. Por exemplo, Rook e Balancer agruparão várias transações e as proporão juntas para compartilhar o custo do gás. Alguns protocolos também oferecem aos usuários descontos nas taxas de gás e subsídios para atrair usuários.

No entanto, as formas para os usuários reduzirem fundamentalmente a alta taxa de gás no Ethereum são limitadas. É por isso que a equipe de desenvolvimento também fez muitas melhorias técnicas:

1. Plano de expansão da camada 2

Agora, vários esquemas de expansão podem ser adotados pelo Ethereum Layer 2 para aumentar o throughput da rede blockchain e reduzir a Gas Fee, ou seja, Rollups, State Channels, Side Chains, Plasma, Validium e esquemas híbridos. Diferentes esquemas de expansão da Camada 2 têm suas próprias vantagens e desvantagens. Na figura abaixo, podemos ver a diferença entre o esquema atual da Camada 2 e a rede principal Ethereum em termos de taxas de envio e transação.

(Fonte: l2fees.info )

Entre os diferentes esquemas de expansão da Camada 2, a tecnologia Rollups parece ser uma das mais promissoras. Rollups usa Ethereum como camada base e combina seus recursos de segurança e descentralização. Ele agrega várias transações de usuários antes de enviá-las para reduzir a taxa de gás paga por cada transação.

Os acúmulos são divididos em acúmulos otimistas e acúmulos de conhecimento zero. Você pode consultar o artigo “O que são Rollups?” no Gate Learn para obter uma análise aprofundada da tecnologia Rollups.

1. Aplicação da tecnologia de fragmentação

A causa da alta taxa de gás Ethereum é que a lenta capacidade de processamento de transações não consegue lidar com um grande número de demandas do usuário. Portanto, aumentar a velocidade de transação do Ethereum reduzirá o congestionamento e a taxa de gás. A tecnologia de sharding divide uma única rede blockchain em várias sub-blockchains que são processadas em paralelo para dispersar o tráfego do usuário e aumentar a velocidade da transação.

Antes da atualização, o Ethereum tinha apenas 1 cadeia para processar transações. Depois de usar a tecnologia de fragmentação, ela será dividida em 64 cadeias de fragmentos para processamento simultâneo. Como resultado, o rendimento da rede blockchain pode ser bastante melhorado. Combinado com o plano de expansão do Rollups, o Ethereum pode atingir quase 100.000 transações por segundo (em teoria). Você pode consultar o artigo “ O que é sharding? “ on Gate Aprenda a obter uma análise aprofundada da tecnologia de sharding.

(Fonte: Hsiao-wei Wang )

Livro-razão descentralizado sem taxas de gás

O mecanismo Gas Fee permite que a Ethereum opere de forma eficiente e contínua e coordene recursos limitados (como espaço de armazenamento e largura de banda de rede) na rede blockchain. A medida Gas Fee para Ethereum é eficiente do ponto de vista da economia de tokens. O uso de serviços de rede blockchain é determinado pela oferta e demanda do mercado livre e o preço do gás é ajustado dinamicamente de acordo. Desta forma, os recursos limitados não serão mal utilizados e o problema da produção não correspondente ao custo também é resolvido. Muitas criptomoedas também aprenderam com a experiência da Ethereum de usar Gas Fees como forma de alocar recursos.

No entanto, nem todos os protocolos de criptomoeda adotam o mecanismo Gas Fee, como o conhecido projeto IOTA. Há uma falha fundamental no modelo Gas Fee: o suprimento de recursos de curto prazo da rede blockchain é inelástico. Portanto, quando um grande número de transações inundar repentinamente, o preço da taxa de gás disparará. Esta é uma experiência extremamente ruim para muitos usuários que têm necessidades de transação, mas não estão dispostos a arcar com altos custos, e também é um obstáculo para aumentar a conscientização das pessoas sobre a tecnologia blockchain.

O protocolo IOTA interfere na perspectiva de produtores e consumidores. Assim, a oferta de recursos de curto prazo da rede pode crescer de forma síncrona com o aumento de usuários. Enquanto o número de produtores de recursos exceder o número de consumidores a qualquer momento, não haverá escassez de oferta e preço e o subseqüente aumento de preços. Especificamente, uma estrutura de malha de consenso assíncrona chamada Tangle é aplicada.

Como um tipo de gráfico acíclico direcionado (DAG), a arquitetura Tangle pode adicionar nós de transação de qualquer direção. Os usuários devem verificar duas transações antes de propor uma transação. Se mais pessoas usarem a rede Tangle, a transação será mais rápida e segura, o que supera o gargalo de expansão causado por produtores de recursos limitados quando aumenta o número de usuários das redes blockchain tradicionais. A filosofia de design da IOTA é “não há contradição entre as funções do usuário da conta e do verificador”, e cada usuário também é um verificador, mudando completamente a operação dos livros tradicionais distribuídos.

(Fonte: Wikipedia #/media/Arquivo:Blockchain_vs_tangle_bottleneck.png))

Em teoria, o rendimento da rede blockchain aumentará se mais pessoas usarem IOTA para transações. No entanto, na verdade, a arquitetura Tangle ainda possui limitações em sua escalabilidade devido a fatores como dispositivos de hardware, latência de rede e ambientes de leitura e gravação de E/S. Como o número de provedores de recursos é sempre maior que o número de consumidores, o IOTA é um dos poucos protocolos de criptomoeda com taxa zero. No entanto, uma taxa de manuseio zero não significa grátis. Para acessar os serviços da rede IOTA, os usuários devem fornecer mais serviços aos outros, e o custo será refletido no trabalho social, por isso é uma espécie de modo de operação “Todos por um, um por todos”.

Conclusão

Gas Fee é uma taxa que os usuários precisam pagar ao executar transações ou códigos de contratos inteligentes em um blockchain. É uma taxa de uso para um serviço blockchain, geralmente precificada nos ativos de token nativos da rede blockchain. A Gas Fee é muito importante para manter o funcionamento normal da rede blockchain. Ele recompensa economicamente os colaboradores que fornecem valor e pune os invasores que tentam interromper a rede. A prática de pagar por serviços também pode efetivamente evitar o abuso de recursos.

O mecanismo de precificação da Gas Fee garante que as taxas sejam cobradas de maneira justa e também aumenta o limite para transações maliciosas, o que pode manter melhor a segurança da rede blockchain. Como diferentes aplicativos, como finanças descentralizadas (DeFi), NFTs e jogos de blockchain estão se tornando cada vez mais populares, o grande aumento de usuários também destaca a falta de escalabilidade das redes de blockchain (como Ethereum) e a taxa insuportável de combustível. Serviço de cobrança justo não significa que seja um serviço de cobrança adequado.

Diante disso, a equipe do Ethereum também anunciou que a atualização do Ethereum 2.0 será concluída em vários estágios, desde a prova de trabalho até a prova de participação. A atualização do Ethereum pode reduzir o consumo de energia dos nós da rede. A introdução de tecnologia Rollups e sharding pode reduzir significativamente os custos de transação e aliviar o congestionamento da rede, de modo a melhorar os benefícios dos usuários, tornando as taxas de gás mais acessíveis.

Recentemente, outros protocolos (como o IOTA) abordaram a questão da escalabilidade sob a perspectiva de produtores e consumidores. Com a arquitetura de rede de gráfico acíclico direcionado (DAG) chamada Tangle, os usuários não precisam pagar taxas de gás para usar os serviços, mas precisam fornecer mais serviços em troca de recursos. Enquanto o número de produtores for sempre maior que o número de consumidores, não haverá escassez de oferta. Essa ideia é interessante e inovadora, mas o tempo dirá se ela pode ser promovida com sucesso.