Вступ

Криптовалюта та технологія блокчейн принесли багато змін у традиційні фінанси. Коди автозапуску, прозорі механізми консенсусу та децентралізовані реєстри дозволяють користувачам передавати вартість криптовалют і обмінювати ресурси, не звертаючись до довіреної третьої сторони, значно скорочуючи вартість фінансових послуг і підвищуючи ефективність економічної діяльності людини.

Однак менші витрати не означають, що комісії взагалі немає. Коли мережа блокчейну допомагає користувачам отримати те, що їм потрібно, їм все одно потрібно інвестувати ресурси для виконання цих завдань. Як кажуть, безкоштовного обіду не буває. Користувачам потрібно сплачувати певні збори, щоб користуватися послугами блокчейну та підтримувати його постійну роботу. Збір зазвичай називається платою за газ. Ця стаття покаже вам, що таке плата за газ.

Про плату за газ

У сфері блокчейну термін «плата за газ» вперше був використаний в Ethereum. Це стосується комісій, необхідних за транзакції в Ethereum, які концептуально такі ж, як комісії за транзакції, які сплачують майнери Bitcoin. Оскільки для виконання кожної транзакції в Ethereum потрібні обчислювальні ресурси, користувачі повинні платити за послугу, щоб компенсувати учасникам, які допомагають у верифікації. Потім багато інших протоколів блокчейну наслідують цей приклад. Тому плату за мережеву послугу ще називають платою за газ.

Плату за газ можна порівняти з паливом, яке потребує автомобіль. Без палива транспортний засіб не зможе проїхати з міста А в місто Б. Забезпечуючи плату за газ Ethereum, вузли в мережі блокчейнів можуть допомогти користувачам переказувати кошти, торгувати, виконувати коди смарт-контрактів тощо. Таким чином, газ є паливом у мережі Ethereum, яке сприяє роботі мережі блокчейн.

Подібно до того, як кількість палива визначає відстань, яку може проїхати автомобіль, вимірювання Ethereum Gas є одиницею обчислювальної потужності, необхідної для виконання певної операції. Прості послуги вимагають менше газу, тоді як складні операції з розумним контрактом потребують більше газу. Комісія за газ зазвичай деномінована у власних активах мережі блокчейн. Він представлений gwei на Ethereum, що означає гіга-вей (1 000 000 000 вей). Wei — найменша одиниця токенів ETH. Ви можете знайти поширені одиниці розрахунку ETH у наступній таблиці:

Навіщо потрібна плата за газ?

Ніхто не любить платити, тож чому користувачам потрібно платити за газ, щоб використовувати Ethereum? Чи не було б чудово переглядати веб-сайти безкоштовно, як і в Інтернеті? Якщо у вас коли-небудь виникала подібна думка, уявіть, що було б, якби послуги Ethereum були безкоштовними.

1. Ethereum стане більш вразливим для хакерів.

Відсутність плати означає, що хакери можуть здійснити атаку практично без витрат, що робить мережу блокчейн незахищеною.

1. Зловживання ресурсами обмеженої пропускної здатності мережі.

Роботи можуть надсилати багато небажаних транзакцій через блокчейн. Тобто вони можуть вплинути на користувачів, які дійсно потребують його використання, не сплачуючи жодної ціни за зловмисну поведінку.

1. У системі відбудеться збій через необмежену роботу вузлів.

Наприклад, коли виникає помилка в автоматичному виконанні коду смарт-контракту, розгорнутого на вузлі, і виникає нескінченний цикл, вузол буде паралізовано через велику кількість повторюваних операцій і навіть вплине на роботу всієї мережі блокчейн. . Підвищення умови виконання плати за газ забезпечить відсутність таких проблем.

1. Призводять до неефективних програм.

Відсутність комісії за газ означає, що розробникам не потрібно розглядати, чи розумний обсяг обчислень, і користувачі матимуть гірший досвід обслуговування через велику кількість неефективних кодів.

1. Ніякі стимули не призведуть до небажання учасників продовжувати діяльність.

Для виконання транзакцій і смарт-контрактів користувачам необхідно придбати обладнання, яке потребує електроенергії для роботи, і потребує ремонту або заміни в разі несправності. Тобто користувачам потрібно платити за електроенергію, ремонт, заміну. Можна сказати, що все, що створює мережу блокчейн, потребує грошей. Якщо оператор не може отримати від цього жодної вигоди, хто захоче взяти участь?

Коротше кажучи, нічого не буває дійсно безкоштовним. Навіть для, здавалося б, безкоштовного Інтернету провайдерам потрібно прокласти підводні кабелі, сайтам потрібні сервери, а працівникам потрібна зарплата… Це реальні витрати. Так зване «безкоштовне» реалізується лише через рекламу, трафік та інші способи отримання ресурсів, які продовжують надавати послуги. Користувачі повинні віддавати користь мережі блокчейн, яка створює для них цінність, і запровадження концепції плати за газ може підтримувати такий рівень унікальної цінності.

Як працює комісія за газ Ethereum

Користувачам необхідно сплатити комісію за газ, щоб отримати доступ до послуг мережі блокчейн. Отже, як розраховується плата за газ? Що ж, різні протоколи мають різні методи, але зазвичай дотримуються простої формули:

Загальна плата за газ = одиниці газу (ліміт) * ціна газу за одиницю

Розрахунок плати за газ досить інтуїтивно зрозумілий. Це схоже на розрахунок вартості палива для поїздки транспортним засобом із міста А в місто Б сьогодні. Щоб отримати відповідь, нам потрібно помножити кількість спожитих літрів бензину на поточну ціну на нафту. При цьому, чим далі ви їдете (тим вище складність завдання), тим більше літрів газу витрачається (тим вище Gas Used). До оновлення в Лондоні в серпні 2021 року плата за газ в Ethereum також розраховується так само, як наведена вище формула:

Загальна плата за газ = одиниці газу (ліміт) * ціна газу за одиницю

Наприклад, якщо Аліса хоче заплатити Бобу один ETH, кількість одиниць газу, необхідних для такої простої транзакції, становить 21000, а ціна газу на момент платежу становить 200 гвей, тоді розрахунок такий:

Плата за газ = 21000 * 200 гвей = 4200000 гвей = 0,0042 ETH

Коли Аліса використовує мережу Ethereum для оплати, 1,0042 ETH буде списано з її рахунку, тоді як Боб отримає 1 ETH, а майнер, відповідальний за упаковку транзакції, отримає 0,0042 ETH.

Пропозиція щодо покращення комісії EIP 1559

У серпні 2021 року, після лондонського оновлення Ethereum, метод розрахунку плати за газ змінився, але загальна логіка залишилася незмінною:

Загальна плата за газ = одиниці газу (ліміт) * (базова плата + плата за пріоритет)

https://etherscan.io/gastracker

Що таке базова плата?

Базова комісія – це базова ставка, за якою майнери упаковують запропоновану транзакцію в блок, а також є мінімальною ставкою споживання для використання мережі Ethereum. Ціна базової ставки не пов’язана з блоком, який зараз очікує на упаковку, а визначається попереднім блоком, що зробить комісію за газ Ethereum більш прозорою та передбачуваною для користувачів.

Рівень базового збору можна розрахувати за формулою. Якщо загальна кількість газу, використаного для всіх транзакцій у попередньому блоці, перевищує цільове значення, базова комісія наступного блоку збільшиться на 12,5%. Експоненціально зростаючи із загальним високим газом послідовних блоків, тривале перевантаження мережі блокчейну призведе до дуже високої базової ставки, і користувачі зрештою зменшать використання, оскільки вони не можуть собі цього дозволити.

Наприклад, після оновлення в Лондоні загальний цільовий газ у кожному блоці Ethereum становить 15 мільйонів газу, тоді як верхня межа становить 30 мільйонів газу. Якщо після блоку із загальним обсягом 15 мільйонів Gas є серія із 30 мільйонів Gas, базова комісія продовжить збільшуватися:

Основна плата подвоюється лише після 8 блоків. Здається, підвищення невелике. Але якщо ми припустимо, що 80 послідовних блоків досягають ліміту газу, базова комісія зросте в 10 000 разів, зі 100 gwei до 1 мільйона gwei.

До оновлення в Лондоні майнери блокчейну Ethereum могли отримувати комісію за газ за всі транзакції, включені в блок. Однак після оновлення в Лондоні ETH, який використовувався для сплати базової комісії під час майнінгу нових блоків, буде спалено, вилучаючи його із загального обігу ETH, що призведе до дефляції та підвищення ціни ETH.

Яка плата за пріоритет?

Спалювання базових зборів зменшило доходи майнерів. Таким чином, оновлення в Лондоні запровадило концепцію пріоритетних комісій (їх часто називають підказками), щоб стимулювати майнерів включати транзакції в пакет блоків.

Користувачі можуть подумати: вони всі заплатили базову ставку, але чому вони взагалі повинні давати чайові майнерам? Це починається з питання економічних стимулів. Пакування незавершених транзакцій потребує ресурсів. Дохід цих майнерів, щоб підтримувати роботу Ethereum, надходить від винагород за нові блоки та підказок. Без чайових вони виявили б, що немає жодних транзакцій. Порожні блоки та блоки, що містять незавершені транзакції, приносять однаковий дохід. Оскільки результат однаковий, навіщо витрачати ресурси на упаковку незавершених транзакцій? Якщо припустити, що всі учасники будуть пакувати порожні блоки, мережа блокчейну також буде непридатною для використання.

Тому підказки для шахтарів будуть найосновнішим стимулом для їх правильного виконання роботи. Вони будуть готові визначати пріоритетність транзакцій із вищими чайовими. Оскільки рівень чайових впливає на порядок обробки транзакцій, його називають пріоритетною комісією. Для термінових транзакцій користувачі можуть надсилати вищі чайові, щоб отримати пріоритет.

Це не означає, що користувача потрібно спочатку обдурити, заплативши великі чайові, перш ніж завершити транзакцію. Для транзакцій, які не залежать від часу, транзакція буде упакована та оброблена в наступних кількох блоках, якщо сплачена комісія за газ буде трохи вищою за основну комісію та майнер отримає невеликі чайові.

Що таке максимальна комісія та ліміт газу?

Виконуючи транзакції в мережі блокчейн, користувачі можуть вказати максимальну додаткову комісію, яку вони готові заплатити за цю транзакцію. Вони можуть зробити це, змінивши максимальну комісію та ліміт газу.

Максимальна плата – це ціна газу у формулі «Плата за газ = Використаний газ (ліміт) * Ціна газу (за одиницю). Це стосується тарифу на газ, який користувач готовий платити. Поки максимальна комісія, встановлена користувачем, перевищує суму базової та пріоритетної комісії, транзакція буде успішною, а надлишкова різниця буде повернена користувачеві після завершення транзакції.

Наприклад, якщо Аліса хоче заплатити Бобу ETH, вона встановлює максимальну комісію 300 gwei. Наразі базова комісія Ethereum становить 100 гвей, і Аліса надає додаткові 50 гвей як пріоритетну комісію, а потім:

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

1,0063 ETH буде списано з рахунку Аліси.

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

Ethereum спалить запас токенів 0,0021 ETH

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

Майнер отримуватиме чайові в розмірі 0,00105 ETH

4) Боб отримає 1 ETH

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

Аліса отримає відшкодування в розмірі 0,00315 ETH на свій рахунок.

Ліміт газу – це використаний газ у формулі «Плата за газ = Використаний газ (ліміт) Використаний газ Ціна газу за одиницю». Це стосується кількості газу, яку користувач готовий спожити. Стандартні перекази ETH вимагають 21 000 одиниць газу, і більше газу буде використано складними операціями в смарт-контрактах.

Обмеження газу працює подібно до максимальної комісії. Транзакція буде здійснюватися до тих пір, поки кількість газу перевищує необхідну кількість. Надлишок балансу буде повернено користувачеві після завершення транзакції. Якщо встановлено занадто малий ліміт газу, транзакцію все одно буде виконано, але не завершено. Наприклад, простий переказ ETH використовує 21 000 одиниць газу, але користувач обмежує ліміт газу до 20 000 одиниць. Майнер все ще споживатиме газ для виконання роботи, еквівалентної 20 000 одиниць газу, але цього недостатньо для завершення передачі, а також будь-які комісії не будуть відшкодовані користувачеві.

Чому плата за газ така дорога?

Якщо ви коли-небудь користувалися програмами Ethereum для децентралізованого фінансування (DeFi) або купували NFT на таких платформах, як OpenSea, ви будете знайомі з високою комісією за газ Ethereum. Згідно зі статистичними даними в мережі, з травня 2021 року по квітень 2022 року середня комісія за газ за транзакцію в Ethereum становить понад 20 доларів США, а найвища – навіть близько 200 доларів США.

Чому плата за газ Ethereum така дорога? Є кілька причин:

1. Складні транзакції та смарт-контракти споживають більше газу

Коли Ethereum виконує різні операції, йому потрібні різні операнди та кількість збережених даних. Інструкції додавання та віднімання використовують менше газу, множення споживає більше газу, а ділення вимагає більше операцій, тому використовується більше газу.

Оскільки функції децентралізованої програми Dapp стають все більш складними, кількість операцій, які виконуються смарт-контрактами, також збільшується. Тому користувачі повинні платити більше за газ.

1. Обмежена пропускна здатність мережі та кількість транзакцій за секунду

Як і всі комп’ютери, Ethereum має обмежену кількість транзакцій за секунду, яку він може обробити. До оновлення до Ethereum 2.0 близько 15 транзакцій можуть бути оброблені за 1 секунду. Порівняно з глобальною платіжною компанією кредитних карток VISA, яка може легко обробляти понад 2000 транзакцій за 1 секунду, ефективність Ethereum досить низька. Коли кількість користувачів збільшується, виникає перевантаження, і користувачам доводиться давати майнерам більше чайових, щоб їхні транзакції були пріоритетними.

1. Популярність Ethereum

Окрім технічних причин, популярність Ethereum також сприяє високій комісії за газ. Відповідно до основної економічної теорії, коли пропозиція постійна, збільшення попиту призведе до зростання цін. У першій половині 2020 року було зароджено багато нових проектів у сфері децентралізованих фінансів, таких як кредитування, миттєві позики, деривативи, видобуток ліквідності, урожайність, страхування тощо. У 2021 році ринок NFT також охопив хвилю захоплення DeFi, і з’явилося багато блокчейн-ігор Play-to-Earn. Оскільки багато з них побудовано на Ethereum, кількість користувачів зросла, а плата за газ залишається високою.

(Комісія за газ на Ethereum. Джерело: Statista )

1. Зростання ціни ETH

Ще одна причина високої комісії за газ полягає в тому, що вона деномінована в ETH. Порівнюючи середні дані у 2021 та 2019 роках, не тільки ціна на газ у ланцюжку зросла в 10 разів, але й ціна ETH також зросла більш ніж у 10 разів, що еквівалентно збільшенню у понад 100 разів у Gas Комісія, виміряна в доларах США. Неважко зрозуміти, чому плата за газ Ethereum вважається неймовірно високою.

Як зменшити плату за газ?

Зменшення високої плати за газ Ethereum стало актуальним завданням у сфері криптовалют. Хоча плату за газ не можна повністю скоротити при використанні блокчейну Ethereum, є принаймні кілька способів зменшити суму.

Що користувачі можуть зробити, щоб зменшити плату за газ:

1. Виберіть торгову сесію з нижчою комісією за газ

Хоча плата за газ Ethereum зазвичай вища, ціна не завжди однакова. Зазвичай плата за газ буде нижчою у вихідні та вищою у будні. Використання Ethereum у непопулярні часи може зменшити плату за газ, яку користувачі мають сплачувати.

(Джерело: ethereumprice.org )

1. Встановіть максимальний ліміт курсу для транзакції

Перш ніж ініціювати транзакцію, користувачі можуть налаштувати максимальну комісію та комісію за пріоритет, які вони готові платити, щоб повідомити блокчейну, скільки gwei є найвищою ставкою, яку вони готові платити. Поки максимальна комісія встановлюється вище базової комісії та майнер отримує невелику чайову, транзакція буде виконана протягом кількох наступних блоків. Для транзакцій із низькими вимогами до своєчасності користувачі можуть зменшити витрати, зменшивши максимальну комісію. Слід зазначити, що максимальна комісія повинна бути скоригована в розумному діапазоні, інакше транзакція може бути невдалою.

1. Ефективно використовуйте інструменти моніторингу плати за газ і імітацію торгівлі

Деякі онлайн-інструменти, зокрема Blocknative ETH Gas Estimator , ETH Gas Station , Cryptoneur Gas Fees Calculator , Tenderly та DeFI Saver , можуть надавати користувачам інформацію про комісію за газ Ethereum у реальному часі, а деякі також дозволяють користувачам проводити симуляцію транзакцій. Ефективне використання цього типу інструментів може дати користувачам краще розуміння вартості транзакції та допомогти їм знайти часові проміжки з меншими комісіями.

1. Виберіть програми, які можуть зменшити витрати

На Ethereum вже є кілька додатків, які можуть допомогти користувачам зменшити комісію за газ для транзакцій. Наприклад, Rook і Balancer об’єднають кілька транзакцій і запропонують їх разом, щоб розділити вартість газу. Деякі протоколи також надають користувачам знижки на плату за газ і субсидії, щоб залучити користувачів.

Однак способи істотного зменшення високої комісії за газ на Ethereum для користувачів обмежені. Ось чому команда розробників також внесла багато технічних удосконалень:

1. План розширення рівня 2

Тепер Ethereum Layer 2 може застосувати кілька схем розширення, щоб збільшити пропускну здатність мережі блокчейнів і зменшити комісію за газ, а саме зведені схеми, канали стану, бічні ланцюги, плазму, валідіум і гібридні схеми. Різні схеми розширення рівня 2 мають свої переваги та недоліки. На малюнку нижче ми бачимо різницю між поточною схемою рівня 2 і основною мережею Ethereum з точки зору комісії за надсилання та транзакції.

(Джерело: l2fees.info )

Серед різних схем розширення рівня 2 технологія Rollups здається однією з найбільш перспективних. Rollups використовує Ethereum як базовий рівень і поєднує його функції безпеки та децентралізації. Він об’єднує кілька транзакцій від користувачів, перш ніж надсилати їх, щоб зменшити комісію за газ, сплачену за кожну транзакцію.

Зведені пакети далі поділяються на оптимістичні зведені та зведені з нульовими знаннями. Ви можете переглянути статтю «Що таке зведення?» на Gate Навчіться отримати поглиблений аналіз технології Rollups.

1. Застосування технології шардингу

Причиною високої комісії за газ Ethereum є те, що повільна потужність обробки транзакцій не може впоратися з великою кількістю запитів користувачів. Тому збільшення швидкості транзакцій Ethereum зменшить затори та комісію за газ. Технологія шардингу розділяє одну мережу блокчейнів на кілька субблокчейнів, які обробляються паралельно, щоб розподілити трафік користувачів і збільшити швидкість транзакцій.

До оновлення Ethereum мав лише 1 ланцюжок для обробки транзакцій. Після використання технології шардингу його буде розділено на 64 ланцюжки сегментів для одночасної обробки. В результаті пропускна здатність мережі блокчейн може бути значно покращена. У поєднанні з планом розширення Rollups Ethereum може досягти майже 100 000 транзакцій на секунду (теоретично). Можна звернутися до статті « Що таке шардинг? « на Gate. Навчіться отримати поглиблений аналіз технології шардингу.

(Джерело: Hsiao-wei Wang )

Децентралізована книга без плати за газ

Механізм плати за газ дозволяє Ethereum працювати ефективно та безперервно та координувати обмежені ресурси (наприклад, простір для зберігання та пропускну здатність мережі) у мережі блокчейн. Вимірювання плати за газ для Ethereum є ефективним з точки зору економіки токенів. Використання послуг мережі блокчейн визначається попитом і пропозицією на вільному ринку, і ціна на газ динамічно коригується відповідно. Таким чином, обмежені ресурси не будуть використані зловживанням, а також вирішується проблема випуску продукції, яка не відповідає собівартості. Багато криптовалют також навчилися з досвіду Ethereum щодо використання плати за газ як способу розподілу ресурсів.

Однак не всі протоколи криптовалют використовують механізм Gas Fee, як, наприклад, відомий проект IOTA. У моделі Gas Fee є фундаментальний недолік: короткострокове постачання ресурсів мережі блокчейну є нееластичним. Тому, коли раптово з’являється велика кількість транзакцій, ціна плати за газ різко зросте. Це надзвичайно поганий досвід для багатьох користувачів, які потребують транзакцій, але не бажають нести великі витрати, а також є перешкодою для підвищення обізнаності людей про технологію блокчейн.

Протокол IOTA втручається з точки зору виробників і споживачів. Таким чином, короткостроковий ресурсний запас мережі може зростати синхронно зі збільшенням користувачів. Поки кількість виробників ресурсів перевищує кількість споживачів у будь-який час, не буде дефіциту пропозиції та ціни та наступного стрімкого зростання цін. Зокрема, застосована асинхронна консенсусна сітчаста структура під назвою Tangle.

Як тип направленого ациклічного графіка (DAG), архітектура Tangle може додавати вузли транзакцій з будь-якого напрямку. Користувачі повинні підтвердити дві транзакції, перш ніж запропонувати транзакцію. Якщо більше людей використовують мережу Tangle, транзакція буде швидшою та безпечнішою, що подолає вузьке місце розширення, спричинене обмеженими виробниками ресурсів, коли кількість користувачів традиційних мереж блокчейну зростає. Філософія дизайну IOTA полягає в тому, що «немає протиріч між ролями користувача облікового запису та верифікатора», і кожен користувач також є верифікатором, що повністю змінює роботу традиційних розподілених книг.

(Джерело: Вікіпедія #/media/File:Blockchain_vs_tangle_bottleneck.png))

Теоретично, пропускна здатність мережі блокчейн збільшиться, якщо більше людей будуть використовувати IOTA для транзакцій. Однак фактично архітектура Tangle все ще має обмеження у своїй масштабованості через такі фактори, як апаратні пристрої, затримка мережі та середовища читання та запису вводу-виводу. Оскільки кількість постачальників ресурсів завжди перевищує кількість споживачів, IOTA є одним із небагатьох протоколів криптовалюти з нульовою комісією. Однак нульова плата за обробку не означає безкоштовну. Щоб отримати доступ до послуг мережі IOTA, користувачі повинні надавати більше послуг іншим, а вартість відображатиметься на виконанні соціальної роботи, тому це свого роду режим роботи «Всі за одного, один за всіх».

Висновок

Комісія за газ — це комісія, яку користувачі повинні сплачувати під час виконання транзакцій або кодів смарт-контрактів у блокчейні. Це плата за використання блокчейн-сервісу, яка зазвичай оцінюється у власних маркерах мережі блокчейн. Плата за газ дуже важлива для підтримки нормальної роботи мережі блокчейн. Він економічно винагороджує учасників, які надають цінність, і карає зловмисників, які намагаються порушити роботу мережі. Практика оплати послуг також може ефективно уникнути зловживання ресурсами.

Механізм ціноутворення Gas Fee забезпечує справедливе стягнення комісій, а також підвищує поріг для зловмисних транзакцій, що може краще підтримувати безпеку мережі блокчейн. Оскільки різні додатки, такі як децентралізовані фінанси (DeFi), NFT та блокчейн-ігри, стають дедалі популярнішими, величезне збільшення користувачів також підкреслює відсутність масштабованості блокчейн-мереж (таких як Ethereum) і нестерпну захмарну плату за газ. Справедлива послуга заряджання не означає, що це належна послуга заряджання.

Зважаючи на це, команда Ethereum також оголосила, що оновлення Ethereum 2.0 буде виконано в кілька етапів, від f proof-of-work до proof-of-stake. Оновлення Ethereum може зменшити споживання енергії вузлами мережі. Запровадження зведених пакетів і технології шардингу може значно зменшити транзакційні витрати та зменшити перевантаження мережі, щоб підвищити переваги користувачів, зробивши плату за газ доступнішою.

Останнім часом інші протоколи (наприклад, IOTA) підійшли до питання масштабованості з точки зору виробників і споживачів. Завдяки мережевій архітектурі спрямованого ациклічного графа (DAG), яка називається Tangle, користувачам не потрібно платити за газ за використання послуг, натомість їм потрібно надавати більше послуг в обмін на ресурси. Поки кількість виробників завжди перевищує кількість споживачів, не буде дефіциту пропозиції. Ця ідея цікава і нова, але час покаже, чи вдасться її просувати.