Введение

Криптовалюта и технология блокчейн привнесли много изменений в традиционные финансы. Коды автозапуска, прозрачные механизмы консенсуса и децентрализованные бухгалтерские книги позволяют пользователям передавать стоимость криптовалют и обменивать ресурсы, не проходя через доверенную третью сторону, значительно снижая стоимость финансовых услуг и повышая эффективность экономической деятельности человека.

Однако более низкие расходы не означают полного отсутствия сборов. Когда сеть блокчейн помогает пользователям получить то, что им нужно, им все равно приходится вкладывать ресурсы для выполнения этих задач. Как говорится, бесплатных обедов не бывает. Чтобы пользоваться услугами блокчейна и поддерживать его постоянную работу, пользователям необходимо платить определенные взносы. Этот сбор обычно называют газовым сбором. В этой статье мы расскажем Вам, что такое плата за газ.

О газовом сборе

В сфере блокчейна термин gas fee впервые был использован в Ethereum. Она относится к сборам, необходимым для проведения транзакций в Ethereum, которые концептуально такие же, как и сборы за транзакции, выплачиваемые майнерами Bitcoin. Поскольку каждая транзакция в Ethereum требует вычислительных ресурсов для выполнения, пользователям необходимо платить за услугу, чтобы компенсировать участников, которые помогают в проверке. Затем многие другие протоколы блокчейн последовали этому примеру. Вот почему плата, вносимая за обслуживание сети, также называется платой за газ.

Плату за газ можно сравнить с топливом, в котором нуждается автомобиль. Без топлива автомобиль не сможет проехать из города А в город Б. Предоставляя плату за бензин в Ethereum, узлы сети блокчейн могут помочь пользователям переводить средства, торговать, выполнять коды смарт-контрактов и т.д. Таким образом, Gas - это топливо в сети Ethereum, которое способствует работе сети блокчейн.

Подобно тому, как количество топлива определяет расстояние, которое может проехать автомобиль, Gas в Ethereum измеряет единицу вычислительной мощности, необходимую для выполнения определенной операции. Простые услуги требуют меньше газа, в то время как для выполнения сложных операций по смарт-контрактам требуется больше газа. Плата за газ обычно деноминирована в собственных активах сети блокчейн. В Ethereum он обозначается gwei, что означает гига-вэй (1 000 000 000 вэй). Вэй - это наименьшая единица токенов ETH. Вы можете найти общие единицы расчета ETH в следующей таблице:

Почему необходим сбор за газ?

Никто не любит платить, так почему же пользователи должны платить за газ, чтобы использовать Ethereum? Разве не было бы здорово просматривать страницы бесплатно, как в Интернете? Если у Вас когда-либо возникали подобные мысли, представьте, что было бы, если бы услуги Ethereum были бесплатными.

1. Ethereum будет более уязвим для хакеров.

Отсутствие необходимости платить означает, что хакеры могут начать атаку практически без затрат, что делает сеть блокчейн незащищенной.

1. Злоупотребление ограниченными ресурсами пропускной способности сети.

Роботы могут отправлять много нежелательных транзакций в блокчейн. То есть, они могут воздействовать на пользователей, которые действительно нуждаются в его использовании, не платя никакой цены за вредоносное поведение.

1. Система потерпит крах из-за неограниченной работы узлов.

Например, когда в автоматическом выполнении кода смарт-контракта, развернутого на узле, возникает ошибка и возникает бесконечный цикл, узел будет парализован из-за большого количества повторяющихся операций и даже повлияет на работу всей сети блокчейн. Повышение условия исполнения Платы за газ обеспечит отсутствие подобных проблем.

1. Приводят к неэффективным приложениям.

Отсутствие Gas Fee означает, что разработчикам не нужно задумываться о том, является ли объем вычислений разумным, и пользователи будут иметь худший опыт обслуживания из-за большого количества неэффективных кодов.

1. Отсутствие стимулов приведет к нежеланию участников продолжать работу.

Для выполнения транзакций и смарт-контрактов пользователям необходимо приобрести оборудование, для работы которого требуется электроэнергия, а также ремонт или замена в случае поломки. То есть, пользователи должны платить за электроэнергию, ремонт и замену. Можно сказать, что все, что создает сеть блокчейн, требует денег. Если оператор не может получить от этого никакой выгоды, кто захочет участвовать?

Короче говоря, ничто не является по-настоящему бесплатным. Даже для, казалось бы, бесплатного Интернета провайдерам необходимо прокладывать подводные кабели, веб-сайтам нужны серверы, а сотрудникам - зарплата... Это реальные расходы. Так называемая "бесплатность" реализуется только за счет рекламы, трафика и других способов получения ресурсов, которые продолжают предоставлять услуги. Пользователи должны отдавать обратно в сеть блокчейн, которая генерирует для них ценность, и введение концепции Gas Fee может поддерживать такой слой уникальной ценности.

Как работает плата за газ в Ethereum

Для доступа к услугам сети блокчейн пользователям необходимо заплатить плату за газ. Как же рассчитывается газовый сбор? В разных протоколах используются разные методы, но в целом они следуют простой формуле:

Общая плата за газ = единицы газа (лимит) * цена газа за единицу

Данный расчет Gas Fee является достаточно интуитивным. Это похоже на расчет затрат на топливо для поездки на автомобиле из города А в город Б сегодня. Чтобы получить ответ, нам нужно количество литров потребленного бензина умножить на текущую цену на нефть. В то же время, чем дальше Вы едете (чем выше сложность задания), тем больше литров газа расходуется (чем выше Gas Used). До обновления в Лондоне в августе 2021 года газовый сбор в Ethereum также рассчитывается аналогично приведенной выше формуле:

Общая плата за газ = единицы газа (лимит) * цена газа за единицу

Например, если Алиса хочет заплатить Бобу один ETH, количество единиц газа, необходимое для такой простой транзакции, равно 21000, а цена газа на момент платежа составляет 200 гвеев, то расчет будет следующим:

Плата за газ = 21000 * 200 гвай = 4200000 гвай = 0.0042 ETH

Когда Алиса использует сеть Ethereum для оплаты, с ее счета будет списано 1,0042 ETH, Боб получит 1 ETH, а майнер, ответственный за упаковку транзакции, получит 0,0042 ETH.

EIP 1559 Предложение по повышению платы за обучение

В августе 2021 года, после лондонского обновления Ethereum, метод расчета Gas fee изменился, но общая логика осталась прежней:

Общая плата за газ = Единицы газа (лимит) * (Базовая плата + Приоритетная плата)

https://etherscan.io/gastracker

Что такое базовый взнос?

Базовая плата относится к базовой ставке, по которой предлагаемая транзакция упаковывается в блок майнерами, а также является минимальной ставкой потребления для использования сети Ethereum. Цена базовой ставки не связана с блоком, который в данный момент ожидает упаковки, а определяется предыдущим блоком, что сделает газовый сбор Ethereum более прозрачным и предсказуемым для пользователей.

Уровень базовой платы может быть рассчитан по формуле. Если общее количество газа, использованного для всех транзакций в предыдущем блоке, превышает целевое значение, базовая комиссия следующего блока увеличится на сумму до 12,5%. Экспоненциально увеличиваясь с общим высоким газом последовательных блоков, длительная перегрузка сети блокчейн приведет к очень высокой базовой ставке, и пользователи в конце концов сократят использование, потому что не смогут себе этого позволить.

Например, после обновления в Лондоне, общее целевое количество Gas в каждом блоке Ethereum составляет 15 миллионов Gas, а верхний предел - 30 миллионов Gas. Если после блока с 15 млн. газа в сумме идет серия с 30 млн. газа, базовая плата будет продолжать расти:

Базовая плата удваивается только после 8 блоков. Кажется, что увеличение небольшое. Но если предположить, что 80 последовательных блоков достигнут предела газа, базовая плата увеличится в 10 000 раз, со 100 гвай до 1 млн. гвай.

До обновления в Лондоне майнеры на блокчейне Ethereum могли получать плату за газ за все транзакции, включенные в блок. Однако после обновления в Лондоне ETH, использованный для оплаты базового взноса при добыче новых блоков, будет сожжен, что исключит его из общего циркулирующего предложения ETH, что приведет к дефляции и повышению цены ETH.

Какова плата за приоритет?

Сжигание базовых сборов снизило доходы шахтеров. Поэтому в лондонском обновлении была введена концепция приоритетных сборов (часто называемых чаевыми), чтобы стимулировать майнеров включать транзакции в упаковку блоков.

Пользователи могут подумать: все они заплатили базовую ставку, но почему они вообще должны давать чаевые шахтерам? Это начинается с вопроса об экономических стимулах. Упаковка отложенных транзакций требует больших затрат ресурсов. Доход для этих майнеров, позволяющий поддерживать работу Ethereum, поступает от вознаграждений за новые блоки и чаевых. Без чаевых они обнаружат, что нет сделок, которые нужно упаковать. Пустые блоки и блоки, содержащие ожидающие транзакции, приносят одинаковый доход. Поскольку результат один и тот же, зачем тратить ресурсы на упаковку отложенных транзакций? Если предположить, что все участники будут собирать пустые блоки, сеть блокчейн также станет непригодной для использования.

Поэтому чаевые для шахтеров будут самым основным стимулом для того, чтобы они правильно выполняли работу. Они будут готовы отдавать предпочтение сделкам с более высокими чаевыми. Поскольку уровень чаевых влияет на порядок обработки транзакций, его называют приоритетным сбором. Для срочных транзакций пользователи могут подать более высокие советы, чтобы получить приоритет.

Это не означает, что пользователя нужно сначала обокрасть, заплатив большие чаевые до завершения сделки. Для транзакций, не чувствительных ко времени, транзакция будет упакована и обработана в следующих нескольких блоках до тех пор, пока уплаченная плата за газ будет немного выше базовой платы, а майнеру будут даны небольшие чаевые.

Каковы максимальная плата и лимит газа?

При выполнении транзакций в сети блокчейн пользователи могут указать максимальную дополнительную плату, которую они готовы заплатить за эту транзакцию. Они могут сделать это, изменив максимальную плату и лимит газа.

Максимальная плата - это Цена газа в формуле "Плата за газ = Использованный газ (лимит) * Цена газа (за единицу)". Она относится к тарифу на газ, который пользователь готов заплатить. До тех пор, пока максимальная плата, установленная пользователем, превышает сумму Базовой платы и Приоритетной платы, транзакция будет успешной, а излишек разницы будет возвращен пользователю после завершения транзакции.

Например, если Алиса хочет заплатить Бобу ETH, она устанавливает максимальную плату в 300 гвеев. В это время базовая плата Ethereum составляет 100 gwei, а Алиса предоставляет дополнительные 50 gwei в качестве приоритетной платы, тогда:

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

Со счета Алисы будет списано 1,0063 ETH.

2) 21000 * 100 gwei = 2100000 gwei = 0.0021 ETH

Ethereum сожжет 0,0021 запас токенов ETH

3) 21000 * 50 gwei = 1050000 gwei = 0.00105 ETH

Майнеры будут получать чаевые в размере 0,00105 ETH

4) Боб получит 1 ETH

5) 1.0063 ETH - 0.0021 ETH - 0.00105 ETH - 1 ETH = 0.00315 ETH

Алиса получит возмещение в размере 0,00315 ETH на свой счет.

Лимит газа - это Использованный газ в формуле "Плата за газ = Использованный газ (лимит) Использованный газ Цена газа за единицу". Он относится к количеству газа, которое пользователь готов потреблять. Для стандартных переводов ETH требуется 21 000 единиц Газа, а большее количество Газа будет расходоваться на сложные операции в смарт-контрактах.

Лимит на газ работает аналогично лимиту на максимальную плату. Транзакция будет проводиться до тех пор, пока количество газа будет превышать требуемую сумму. Избыточный баланс будет возвращен пользователю после завершения транзакции. Если лимит газа установлен слишком маленьким, транзакция все равно будет выполнена, но не завершена. Например, простой перевод ETH использует 21 000 единиц Gas, но пользователь ограничивает лимит Gas до 20 000 единиц. Шахтеры по-прежнему будут потреблять Газ для выполнения работы, эквивалентной 20 000 единиц Газа, но этого недостаточно для завершения перевода, а также Любые сборы будут возвращены пользователю.

Почему плата за газ такая дорогая?

Если Вы когда-либо использовали децентрализованные финансовые приложения Ethereum (DeFi) или покупали NFT на таких платформах, как OpenSea, то Вы знакомы с высокой комиссией Ethereum за газ. Согласно статистике внутрицепочечных данных, с мая 2021 года по апрель 2022 года средний размер Gas Fee за транзакцию в Ethereum составляет более $20, а самый высокий даже приближается к $200.

Почему плата за газ в Ethereum такая дорогая? Существует несколько причин:

1. Сложные транзакции и смарт-контракты потребляют больше газа

Когда Ethereum выполняет различные операции, ему требуются разные операнды и объем хранимых данных. Инструкции сложения и вычитания используют меньше газа, умножение потребляет больше газа, а деление требует больше операций, поэтому используется больше газа.

Поскольку функции децентрализованного приложения Dapp становятся все более сложными, количество операций, выполняемых смарт-контрактами, также увеличивается. Поэтому пользователям приходится платить больше за газ.

1. Ограниченная пропускная способность сети и количество транзакций в секунду

Как и все компьютеры, Ethereum ограничен в количестве транзакций в секунду, которые он может обрабатывать. До перехода на Ethereum 2.0 за 1 секунду можно было обработать около 15 транзакций. По сравнению с глобальной компанией VISA, занимающейся платежами по кредитным картам, которая может легко обрабатывать более 2 000 транзакций за 1 секунду, производительность Ethereum довольно низкая. Когда количество пользователей увеличивается, возникает перегрузка, и пользователям приходится давать майнерам больше чаевых, чтобы их транзакции были приоритетными.

1. Популярность Ethereum

Помимо технических причин, популярность Ethereum также вносит свой вклад в высокий Gas Fee. Согласно базовой экономической теории, при неизменном предложении увеличение спроса приведет к росту цен. В первой половине 2020 года родилось много новых проектов в области децентрализованных финансов, таких как кредитование, флэш-кредиты, деривативы, добыча ликвидности, выращивание урожая, страхование и т.д. В 2021 году рынок НФТ также оседлал волну увлечения DeFi, и появилось множество блокчейн-игр Play-to-Earn. Поскольку многие из них построены на Ethereum, количество пользователей резко возросло, а газовый сбор остался высоким.

(Плата за газ на Ethereum. Источник: Statista )

1. Рост цены ETH

Еще одна причина высокого газового сбора заключается в том, что он деноминирован в ETH. Сравнивая средние данные в 2021 и 2019 годах, можно отметить, что не только цена газа на цепочке выросла в 10 раз, но и цена ETH также выросла более чем в 10 раз, что эквивалентно увеличению Gas Fee более чем в 100 раз при измерении в долларах США. Нетрудно понять, почему газовый сбор Ethereum многие считают смехотворно дорогим.

Как уменьшить плату за газ?

Снижение высокого газового сбора Ethereum стало актуальной задачей в криптовалютном пространстве. Хотя плата за газ не может быть полностью сокращена при использовании блокчейна Ethereum, есть, по крайней мере, некоторые способы уменьшить ее размер.

Что могут сделать пользователи для снижения платы за газ:

1. Выберите торговую сессию с более низким газовым сбором

Хотя плата за газ Ethereum в целом выше, цена не всегда одинакова. Обычно газовый сбор ниже в выходные дни и выше в будни. Использование Ethereum в непопулярное время может снизить газовый сбор, который необходимо платить пользователям.

(Источник: ethereumprice.org )

1. Установите ограничение максимальной ставки для транзакции

Прежде чем инициировать транзакцию, пользователи могут настроить максимальную плату и приоритетную плату, которую они готовы заплатить, чтобы сообщить блокчейну, сколько гвеев - самая высокая ставка, которую они готовы заплатить. Если максимальная плата установлена выше базовой и майнеру даны небольшие чаевые, транзакция будет выполнена в течение нескольких следующих блоков. Для транзакций с низкими требованиями к своевременности, пользователи могут сократить расходы, уменьшив Max fee. Следует отметить, что максимальная комиссия должна быть установлена в разумных пределах, иначе сделка может не состояться.

1. Хорошо используйте инструменты мониторинга Gas Fee и имитации торговли

Некоторые онлайн инструменты, включая Blocknative ETH Gas Estimator, ETH Gas Station, Cryptoneur Gas Fees Calculator, Tenderly, и DeFI Saver могут предоставить пользователям информацию о стоимости газа Ethereum в режиме реального времени, а некоторые также позволяют пользователям проводить имитационные транзакции. Правильное использование этого типа инструмента может дать пользователям лучшее понимание стоимости транзакции и помочь им найти временные интервалы с более низкой комиссией.

1. Выберите приложения, которые могут снизить затраты

В Ethereum уже есть несколько приложений, которые могут помочь пользователям снизить газовый сбор за транзакции. Например, Rook и Balancer объединят несколько транзакций и предложат их вместе, чтобы разделить стоимость газа. Некоторые протоколы также предоставляют пользователям скидки на плату за газ и субсидии для привлечения пользователей.

Тем не менее, способы для пользователей кардинально снизить высокий Gas Fee на Ethereum ограничены. Поэтому команда разработчиков также внесла много технических улучшений:

1. План расширения уровня 2

Теперь несколько схем расширения могут быть приняты Ethereum Layer 2 для увеличения пропускной способности сети блокчейн и снижения Gas Fee, а именно: Rollups, государственные каналы, побочные цепи, Plasma, Validium и гибридные схемы. Различные схемы расширения Layer 2 имеют свои преимущества и недостатки. На рисунке ниже мы можем увидеть разницу между текущей схемой второго уровня и основной сетью Ethereum с точки зрения платы за отправку и транзакции.

(Источник: l2fees.info )

Среди различных схем расширения Layer 2 технология Rollups представляется одной из наиболее перспективных. Rollups использует Ethereum в качестве базового уровня и сочетает его функции безопасности и децентрализации. Он объединяет несколько транзакций от пользователей перед их подачей, чтобы уменьшить газовый сбор, уплачиваемый за каждую транзакцию.

Свертки далее делятся на оптимистические свертки и свертки с нулевым знанием. Вы можете обратиться к статье "Что такое Rollups?" на Gate Learn, чтобы получить углубленный анализ технологии Rollups.

1. Применение технологии шардинга

Причина высокого Ethereum Gas Fee заключается в том, что медленная мощность обработки транзакций не справляется с большим количеством запросов пользователей. Поэтому увеличение скорости транзакций в Ethereum уменьшит перегруженность и Gas Fee. Технология шардинга разделяет единую сеть блокчейн на несколько субблокчейн, которые обрабатываются параллельно, чтобы рассредоточить трафик пользователей и увеличить скорость транзакций.

До обновления Ethereum имел только 1 цепочку для обработки транзакций. После использования технологии шардинга она будет разбита на 64 цепочки шардов для одновременной обработки. В результате пропускная способность сети блокчейн может быть значительно улучшена. В сочетании с планом расширения Rollups, Ethereum может достичь почти 100 000 транзакций в секунду (теоретически). Вы можете обратиться к статье "Что такое шардинг?" на Gate Learn, чтобы получить глубокий анализ технологии шардинга.

(Источник: Hsiao-wei Wang )

Децентрализованная бухгалтерская книга без платы за газ

Механизм Gas Fee позволяет Ethereum работать эффективно и непрерывно и координировать ограниченные ресурсы (такие как пространство для хранения и пропускная способность сети) в сети блокчейн. Мера Gas Fee для Ethereum является эффективной с точки зрения экономики токенов. Использование услуг сети блокчейн определяется предложением и спросом свободного рынка, и цена на газ динамически регулируется соответствующим образом. Таким образом, ограниченные ресурсы не будут использоваться не по назначению, и проблема несоответствия объема производства затратам также будет решена. Многие криптовалюты также переняли опыт Ethereum по использованию Gas Fees в качестве способа распределения ресурсов.

Однако не все криптовалютные протоколы принимают механизм Gas Fee, как, например, известный проект IOTA. В модели Gas Fee есть фундаментальный недостаток: краткосрочное предложение ресурсов сети блокчейн неэластично. Поэтому, когда большое количество транзакций внезапно нахлынет, цена Gas Fee резко подскочит. Это чрезвычайно плохой опыт для многих пользователей, которые нуждаются в транзакциях, но не желают нести высокие расходы, и это также является препятствием для повышения осведомленности людей о технологии блокчейн.

Протокол IOTA режет с точки зрения производителей и потребителей. Таким образом, краткосрочное предложение ресурсов в сети может расти синхронно с увеличением количества пользователей. Пока количество производителей ресурсов превышает количество потребителей в любой момент времени, не будет недостатка в предложении и последующего скачка цен. В частности, применяется асинхронная консенсусная сетчатая структура под названием Tangle.

Являясь типом направленного ациклического графа (DAG), архитектура Tangle может добавлять узлы транзакций с любого направления. Пользователи должны проверить две транзакции, прежде чем предложить транзакцию. Если больше людей будут использовать сеть Tangle, транзакция будет проходить быстрее и безопаснее, что преодолевает узкое место расширения, вызванное ограниченностью ресурсов производителей при увеличении количества пользователей традиционных сетей блокчейн. Философия дизайна IOTA заключается в том, что "нет противоречия между ролями пользователя аккаунта и верификатора", и каждый пользователь также является верификатором, что полностью меняет работу традиционных распределенных бухгалтерских книг.

(Источник: Википедия#/media/File:Blockchain_vs_tangle_bottleneck.png))

Теоретически, пропускная способность сети блокчейн увеличится, если больше людей будут использовать IOTA для транзакций. Однако на самом деле архитектура Tangle все еще имеет ограничения в масштабируемости из-за таких факторов, как аппаратные устройства, сетевые задержки и среды чтения и записи ввода-вывода. Поскольку количество поставщиков ресурсов всегда больше, чем количество потребителей, IOTA является одним из немногих криптовалютных протоколов с нулевой комиссией. Однако, нулевая комиссия за обработку не означает бесплатную. Чтобы получить доступ к услугам сети IOTA, пользователи должны предоставлять больше услуг другим, и затраты будут отражены в выполнении социальной работы, поэтому это своего рода режим работы "Все для одного, один для всех".

Заключение

Gas Fee - это плата, которую пользователи должны заплатить при выполнении транзакций или кодов смарт-контрактов на блокчейне. Это плата за использование услуги блокчейн, обычно устанавливаемая в собственных токенах сети блокчейн. Gas Fee очень важен для поддержания нормальной работы сети блокчейн. Она экономически вознаграждает участников, которые предоставляют ценность, и наказывает злоумышленников, которые пытаются нарушить работу сети. Практика оплаты услуг также может эффективно избежать злоупотребления ресурсами.

Механизм ценообразования Gas Fee обеспечивает справедливое взимание платы, а также повышает порог для злонамеренных транзакций, что позволяет лучше поддерживать безопасность сети блокчейн. Поскольку различные приложения, такие как децентрализованные финансы (DeFi), НФТ и блокчейн-игры, становятся все более популярными, огромный рост числа пользователей также подчеркивает недостаточную масштабируемость блокчейн-сетей (таких как Ethereum) и невыносимо высокую плату за газ. Справедливая услуга по взиманию платы не означает, что это соответствующая услуга по взиманию платы.

В свете этого команда Ethereum также объявила, что обновление Ethereum 2.0 будет проходить в несколько этапов, от f proof-of-work до proof-of-stake. Модернизация Ethereum может снизить энергопотребление узлов сети. Внедрение технологии Rollups и sharding может значительно снизить транзакционные издержки и уменьшить перегрузку сети, чтобы улучшить преимущества пользователей, сделав Gas Fees более доступными.

Недавно другие протоколы (например, IOTA) подошли к вопросу масштабируемости с точки зрения производителей и потребителей. В сетевой архитектуре направленного ациклического графа (DAG) под названием Tangle пользователям не нужно платить за пользование услугами, а наоборот, нужно предоставлять больше услуг в обмен на ресурсы. До тех пор, пока количество производителей всегда больше количества потребителей, дефицита предложения не будет. Эта идея интересна и нова, но время покажет, можно ли ее успешно продвигать.