一文读懂Filecoin Gas费供需现状与超额燃烧

本文由IPFS原力区原作

最近gas费溢价很高，暴涨百万倍。交易信息量比上周增长100%，导致单笔手续费异常高。全网手续费由每天的数十枚FIL增长到3万多枚FIL。那么，按照目前平均每天17万枚FIL区块奖励和3万多枚FIL手续费的消耗，以及每天算力增长的抵押需求。那么，Filecoin目前供需情况如何？

我们都知道，gas费对于BTC、ETH等区块链项目来说是不可或缺的。因为区块链本质是记账的过程，而网络的交易是由矿工来进行记账的，gas费是支付给矿工的记账酬劳。

因为区块链的应用是综合安全、性能和隐私性，但区块链项目很难同时满足“不可能三角”，也就意味着BTC、ETH在保证安全、隐私性能的前提下提高TPS。在不能直接提高TPS的情况下，网络交易笔数过多会直接导致网络拥堵，所以会一度出现高昂gas费的现象。在今年8月份DeFi盛行之际，每天花在以太坊gas费用就超过了17500 ETH。

一、Filecoin全网手续费突破3.5万FIL

根据UTC 11月8-14日数据统计，全网gas费逐步攀升，其中14日总手续费高达3.6万枚FIL。根据数据显示ProveCommitSector占比最高，占比超过总手续费50%以上，其次是PreCommitSector和SubmitWindowedPoSt占比15%-25%，其余占比不超过2%手续费。

Filecoin一周gas费变化曲线（UTC，成功交易），来源：IPFS原力区，2020-11-16

不仅如此，因为手续支付费过低导致信息上链失败也有不少，最高时一天因失败损失的FIL高达千枚以上。笔者认为，Filecoin手续费过高主要有以下因素：

算力增长过快，信息量过大导致拥堵。近段时间算力增长过大，直接导致信息过多，网络上普遍信息高达1100万条以上，比上周增长超过了100%；

全网算力增长（UTC），来源：IPFS原力区，2020-11-17

TPS无法满足现状。根据Filecoin网络的设定限制，每30秒只能打包几百笔信息（根据信息大小），消息过多就会产生拥堵；

矿工选择自行打包信息。网络拥堵时，gas费用过高，矿工选择自行打包信息，导致网络上实际打包信息的矿工较少。

在高gas费情况下，矿工能够实现盈亏平衡？

二、杯水车薪的区块奖励

Gas费的上涨对矿工的区块奖励产生了间接影响，支出的提高需要区块奖励来弥补，那么矿工的收益如何？参考胡飞瞳近日在《再次闲聊 Filecoin 的 Gas 费用》文章分享的数据显示，可以得出几点：

来源：胡飞瞳《再次闲聊 Filecoin 的 Gas 费用》，2020-11-07

单T每天可释放0.0323枚FIL。单T可释放每天维持1PiB的时空证明需要支付的手续费约为11.16枚FIL，单PiB一天的区块奖励为177枚FIL左右，25%直接释放为44枚，每天盈余约33枚FIL；

单PiB直接释放奖励做算力增长不超过100TiB/天。每PiB不引入外部FIL抵押，利用区块奖励做抵押，忽略其它信息打包，以ProveCommitSector和PreCommitSector手续费和抵押为主要费用，折合为0.1212+0.1223+0.09=0.3335枚FIL费用，忽略其他支付，33枚FIL每天只能做99TiB算力增长。

三、ETH EIP1559 VS Filecoin EIP1559

ETH EIP1559主要费用架构是基本费用+小费，其中基本费用主要是调整网络交易拥堵的基本费用，这块会被销毁；小费是相当于优先权费用，用户可以多出费用进行提高转账速度。

Filecoin主要是基于ETH EIP1559进行修改优化，其中主要调整有以下三点：

销毁超额燃油费。Filecoin网络不支持用户支付过高的费用进行优选“插队”，所以在Filecoin网络中，超过基本费用+小费gas费的部分会被直接销毁，而ETH网络则会返还该部分；

三倍惩罚矿工的“不该打包交易”。“不该打包交易”即是发出交易的人无法顺利支付矿工费，而矿工已完成打包交易，针对该部分Filecoin网络会针对矿工进行三倍该费用的惩罚。通过该措施，让矿工来监督“不该打包交易”，而这也是Filecoin网络独创的。

对于Filecoin网络，失败的交易也需要扣除失败费用。

Filecoin燃油费由三部分组成：基本费用、小费和超额燃油费，这次我们聊一下超额燃烧费（EstimateMessage Gas）。

超额燃油费（EstimateMessage Gas）

我们都知道ETH中的 Gas Limit 可以设置的非常大，当过大的时候，ETH上多余的Gas费用会全数返还，但Filecoin 并不是这样。因为Filecoin的 Gas Limit 参与了 Base Fee 和 Gas Premium 的计算，Gas Limit参考真实转账情况变得尤为重要。如果一个交易，设置了不合理的 Gas Limit，Filecoin 采取了一种惩罚机制。

对此Filecoin为gas设定了一个指标over，主要是为了避免使用过大的燃烧，其中Over=Gas Limit-11/10*Gas Used。

来源：Filecoin GitHub，2020-11-17

当Over＜0时，Gas Limit/Gas Used＜1.1，需要扣除手续费：（Gas Limit-Gas Used）*Base Fee。

当Over＞Gas Used时，Gas Limit/Gas Used＜2.1，Over=Gas Used，那么Base Fee为（（Gas Limit-Gas Used）*over）/Gas Used*Base Fee=（Gas Limit-Gas Used）*Base Fee。

当0≤Over≦Gas Used时，1.1≤Gas Limit/Gas Used≤2.1，基本费用计算公式为（（Gas Limit-Gas Used）*over）/Gas Used*Base Fee。

由上可知1.1≤Gas Limit/Gas Used≤2.1较为合理，即是1.1-2.1倍较为合理的。

四、困兽之境，原地踏步？

总的来说，因为手续费过于高昂，直接导致矿工在一定程度上难以实现算力顺利增长。目前矿工可以选择在低gas费期间进行算力增长或者自行打包信息交易，但不适合长期发展。不过对于技术层面，胡飞瞳提出三点可改进算法：

允许成批提交 PreCommitSector 消息，通过合并消息，减少Gas消耗；

增大Sector Size（挖矿设备可能会受影响）

提升Gas Limit和计算的上限（要求大家有更好的设备和网络）

最后，希望投资者们能够携手与矿工一起共渡这次的gas难关！

专有名词：

Gas Used：每一笔交易实际消耗的 Gas 值。

Gas Limit：对一笔交易 Gas 消耗的预估限制值，意味着该交易可消耗的上限值。

Base Fee：即基础费，这个值由链上的交易拥堵情况决定，会根据实际网络状况上下波动，用户无法手动调节。Base Fee 越高代表区块利用率越高，也就是单个区块内包含的交易数据越多。

Gas Premium：即小费汇率值，在网络拥堵的情况下，可以通过支付小费，激励交易被尽快打包。