以太坊区块链交易费用机制设计

由于这种策略现在要么成本高昂，要么可检测，因此在EIP-1559下使用这种策略的可能性甚至比在现状下更低。双重支出攻击、审查攻击、拒绝服务攻击和收入最大化100%矿工策略的博弈论障碍（包括基本情况）。例外是第二点。在EIP-1559下，100%矿工策略通常不同于诚实采矿策略，即使Monopoloy数量超过目标区块大小（见第7.3节）。（操纵）在EIP-1559下和在现状下一样强大。7.6警告第7.4–7.5节说明，在一级价格拍卖和15.59亿机制下，所有最令人担忧的矿工共谋形式（双重支出、审查、拒绝服务、收入最大化）是如何被检测到的，理论上是脆弱的，或者两者兼而有之。但这真的足以证明，根据EIP-1559，矿工串通的有害影响不会比现在更严重吗？本节扮演魔鬼代言人的角色，并提出一些可能的复杂问题。由于基本费用收入减少，许多矿商似乎认为EIP-1559夺走了他们的部分利润，并将其转让给ETH持有人。例如，在北科[12]对一份问卷的九名矿工中，有六名写道“他们在任何情况下都不会实施。”这种强烈的负面反应表明，EIP-1559可能会促使矿工们继续串通，达到在现状下尚未见的程度。一个紧迫的问题是矿工的采用，应该明确讨论部署和接受EIP1559的计划。

例如，EythUM基金会能否合理地规定它的使用？还是计划首先从以太坊（如USDC stable coin）之上的大型项目中获得支持，从而迫使矿工下手？还是应该直接请求矿工提供进一步的支持，或许是明确的激励？第二个担忧是，1559机制的费用消耗可能会改变关于哪些类型的矿工串通在文化上是可接受的（例如，协调新的最大区块大小）与不可接受的（例如，审查攻击）之间的规范。例如，假设矿商协调他们的行动，以避免基本费用，否则就像第一次价格拍卖一样，最大区块规模为1250万天然气。与第7.5节中的op timal 100%矿工策略一样，这种协调博弈在理论上是脆弱的，要求每个矿工将即时收入留在桌面上，否则可以通过在一个区块中包含价值超过1250万天然气的交易来收取。另一方面，这种合作策略对以太坊网络的破坏可能比审查攻击或限制交易率以增加矿工收入等措施小得多。鉴于以太坊社区普遍热衷于通过烧钱来抵消通货膨胀，如果人们普遍认为这种策略基本上是无害的，或许在这种情况下不太可能——那么可以想象，它会在矿工中找到更多的购买。一个相反的观点是，由于费用燃烧而导致的矿工收入减少可能会降低总体费率，从而降低破坏者发动这些攻击的成本（例如，通过租用高效的费率[7,13]）。根据EIP-1559，单是blo-ck奖励就必须足够高，才能激励足够的哈希率和相应的安全性。这一论点有其优点，但也有一些制衡因素。

首先，由于以太坊矿业的进入和退出壁垒相对较低，矿工总报酬的降低应导致整体利润率的降低，退出的矿工最少（参见[25,35]）。这反过来又增加了留下的矿工的相对失业率（以及相应的矿工奖励比例）。（以太坊的安全性因此得到了区块奖励[10,14]的支持，而EIP-1559没有触及该奖励。）其次，有证据表明，越来越多的交易费用是由在一个区块内竞争特殊待遇的交易支付的（例如，被放在第一位，以便在同一区块的所有其他交易之前执行）[33]。如果此类交易的支付意愿明显高于1250万天然气目标区块的市场结算价格，那么矿商的基本费用代理应继续通过1559机制中的tips向其收取重要费用。这种协调可以通过第7.5节中的策略变体来实现：首先将基本费用降至零，例如发布一系列空区块，然后使用quantity12的数量设置策略。为未来所有区块提供500万天然气（从而将基本费用永远保持在零）。8替代设计EIP-1559是否需要这样工作？这些替代设计是否以更好或更简单的方式实现了相同的目标？第8.1节和第8.2节认为，简单费用估算和feeburn-ing这两个看似正交的目标实际上通过连锁协议的威胁密不可分。第8.3节研究了一种向未来区块的采矿者支付交易费收入的设计，这是一种具有类似博弈论性质的费用焚烧的替代方案。

第8.4节概述了Basu等人[11]最近提出的交易费用机制提案。第8.5D节讨论了一种替代设计，相对于1559机制，它更倾向于UIC而非OCA证明。第8.6节探讨了替代基本费用更新规则的可能性。8.1向矿工支付基本费用1559 m机制以典型的UIC担保的形式实现了“良好的用户体验”（定理6.8）。乍一看，该担保的证明似乎取决于两个假设：（i）基本费用取决于过去的历史，与当前区块无关；（ii）基本费用足够高，对天然气的需求最多达到最大区块规模。菲布尔宁从哪里来？具体来说，考虑下面的替代设计，将基础费用收入传递给矿工的矿工；我们称之为1559-R机制。（这里“R”代表“退款”。）分配规则xRis与1559机制（规则x）的分配规则相似*定义6.1）。Minerscan不再被视为排除出价低于基本费用的交易，因此假设p协议栏自动将出价低于该区块基本费用r的区块中的任何交易视为无效。新的支付规则PRI与第一价格拍卖的支付规则PFI相同（例5.6），矿工收取全部出价（即最低费用上限和基本费用和小费之和）作为收入。新的燃烧规则QR也与第一价格行动中的全零规则qf相同。不幸的是，通过一个简单的连锁协议，1559-R机制演变成了一场首次拍卖（区块大小为2500万天然气，是目标的两倍）：1。用户在链上竞价，并在标准首价拍卖中传达他们将要竞价的内容。2.

如果矿商将交易t包含在外链竞价bt中，则t的创建者会转让bt- 向矿工输送天然气。（当bt<r时，这应解释为r的退款。）- b从矿工向t的创造者输送一吨天然气。）在定义5.23的符号中，这是OCA（b，τ），其中b=r，τt=（b′t- r） ，b\'tdenotes t的创建者在标准首价拍卖中的出价。命题8.1（1559-R机制相当于一价拍卖）对于每一组交易和基本费用，在一价拍卖中可能出现的结果与1559-R机制中可能出现的结果（具有相同的最大区块大小）之间存在一对一的对应关系。因此，1559-R机制的基本费用最终将增加到其最高水平。证据：如上所述，一价拍卖中的投标结果b′相当于1559-r机制下链上投标结果b′- r、 在另一个方向上，对于1559-r机制和OCA的结果，其中包含交易的创建者向矿工支付的净报酬为，第一价格拍卖的结果（链上）出价b′与a（包含交易）相同，或0（排除交易）相等。从经济上讲，将区块基本费用的收入转移给b锁的矿工相当于没有基本费用。从这个意义上讲，只有在被烧毁（或以其他方式从矿工那里扣缴）的情况下，基本费用才能提供改进。备注8.2（部分退还基本费用）建议8.1表明，由于连锁经营协议的可能性，焚烧0%的基本费用在经济上等同于完全没有基本费用。

更一般地说，燃烧基本费用的α部分在经济上等同于完全燃烧的基本费用th的α倍。例如，考虑一种情况，1559机制的基本费用将稳定在r*. 如果基础费用的一半被烧毁，人们会期望新机制稳定在2r的基础费用*, 和r*其中一部分被烧毁，其余部分通过OCA在用户和用户之间分配。备注8.3（在1559-R机制下实施垄断价格）1559-R机制的第二个问题（如果不那么重要的话）是，与1559机制不同的是，在某些情况下，协调的矿工战略符合第7.4.6节中的所有三个标准——以牺牲网络、不可检测和博弈论的方式偏袒矿工。更详细地说，假设每个区块的需求曲线D（·）相同，且价格为p*, 需求（即垄断数量）D（p*) 小于12.5M天然气的目标区块尺寸。假设矿工的天然气边际成本微乎其微。矿工们现在可以模拟There p*-价格设定策略（第7.2节）只需将基本费用保持在r*总次数：（i）将基数f ee增加到r*, 必要时使用假传输；（ii）保持底部触角*通过出版1250万个天然气区块，每个区块包括D（p*) 真实交易的总金额和虚假交易的余额。这一策略在理论上是稳健的，因为考虑到过去的封杀导致基本费用为p*, 短视的矿工通过包括所有符合条件的交易（即出价至少为p的交易）来最大化其即时收入*) 并且不受其他虚假交易的影响。8.2费用燃烧首次价格拍卖——假设我们想要一个具有费用燃烧的交易费用机制，但不关心简单的费用估算。

为什么不坚持一价拍卖，但烧掉所有（或部分）违规行为？形式上，这是TFM（x，p，q），x=xf，p=qf，q=pf。问题再次是连锁协议的威胁。直觉上，所有付款都被烧掉的首价拍卖不是OCA证据，因为矿工和用户会受到激励。近区块链的设计师可能不知道这一点，最近部署了1559机制的一个版本，其中70%的基本费用被烧掉，剩下的30%被转移到前一个时代使用的智能合同中[5]。更多讨论请参见Hasu[29]。将他们的所有支付转移到支付链上。下一个命题正式表明，这种机制无法满足定义5.26。提案8.4（收费第一价格拍卖不符合OCA标准）收费第一价格拍卖（xf、qf、pf）不符合OCA标准。证明：考虑一个非空集合U，每t t为VT＞0。∈ U，并假设矿工的天然气边际成本微乎其微。还假设存在唯一的可行子集 使总价值最大化的交易量∈Tvt·gt，并用V>0表示该最大可能总值。矿工m和用户可以通过T和m的创造者之间的OCA（b，τ）获得联合性V，其中bt=0和（例如）τT=vt/2的每一个T∈ T链上结果的联合效用（9）为V，当且仅当包含的交易精确为T且其为零费用燃烧。每个出价向量b*其中b*t> 对于至少一个交易t，0导致非零f ee燃烧（由于最大化（4）），因此无法实现联合效用V。同时，全零出价向量b*= 0导致任意可行集T′ Uof交易，通常不同于T。

此外，在8.4号提案的证明中，矿工和用户明显采用了OCA，链上出价为零，因此没有任何费用消耗！烧掉首价拍卖的费用会移动所有支付链，并导致零费用烧掉。从这个意义上说，一个不平凡的费用消耗需要一个基本费用。备注8.5（部分烧钱）相同的论点和结论更普遍地适用于烧钱的固定正比例的首价拍卖。8.3根据第8.1节支付基本费用表明，为了使区块的基本费用具有经济意义，其收入不能转嫁给区块的采矿者。也许像当前的EIP-1559 s pec[20]中那样，扣留该收入的最简单方法是烧掉这些收入，有效地向所有ETH持有人一次性退款。[17]中明确讨论的另一种解决方案是将这些收入转移给其他区块的一名或多名矿工。8.3.1l-光滑的机械结构，具体地，考虑1559个机制的变体，其中，对于窗口长度而言，l （硬编码到协议中），一个区块的基本费用收入在下一个区块的矿工中平均分配l 阻碍。（1559机制可以被认为是l = 因此，一个区块的矿工收到1/l 上一年度基本费用收入总额的一部分l块，以及当前块中的所有提示。我们可以定义l-平滑机制如下。修复区块链历史B，B，Bk-1K≥ l + 1.设ri=a（B，B，…，Bi）-1） 表示区块Bi的基本费用，其中α是EIP-1559更新规则（2）的执行。设Rk=β（B，B，…，Bk）-1） 表示已支付的基本费用收入：β（B，B，…，Bk）-1) :=lK-1Xi=k-lri·Gi，其中Gi=Pt∈Bigtdenotes Bi在气体中的大小。

资源的分配、支付和周转规则l-平滑机制在形式上与1559机制（定义6.1–6.3）相同，在燃烧规则（一个常数函数始终等于rk）中，th的理解现在是指支付给未来矿工的款项，而不是燃烧。从技术上讲，已支付的forwardbase费用收入应计入矿工的公用事业部门（定义5.13），但由于RK独立于矿工的当前行动，因此对短视矿工（或用户）的最佳策略没有影响。在效果上，Rkserves作为固定奖金添加到标准区块奖励中。8.3.2设备的性能l- 平滑机制因为用户不在乎他们的支付方式，而且因为近视矿工关心当前区块的收入，1559机制（定理6.4、推论6.5、定理6.8和定理6.12）为用户和近视矿工提供的所有博弈论保证都会延续到l-平滑机制（适用于任何l).定理8.6（对l-平滑机制）适用于每个l ≥ 0，这个l-平滑机制是：（i）MMIC；（ii）（r+u）-成本高昂，其中r是当前的基本费用，u是天然气的边际成本；（iii）UIC，前提是当前的基本费用不低于当前需求；（iv）OCA证明。定理8.6 h无论基本费用和预付报酬是如何定义的（即，对于任何函数α和β）。EIP-1559（第7节）中关于矿工持续串通的讨论也适用于l-平滑的机制，有一些小的变化。

首先，对于单一开采量超过1250万天然气的需求曲线，100%的采矿者在未来将有更好的效果l-sm齿形机构（带l ≥ 1） 因为它将避免非零费用燃烧，否则它将支付（见第7.3节）。其次，模拟100%矿工战略的矿工卡特尔博弈论脆弱性（第7.4.5节）背后的原因更为复杂。和以前一样，小费收入损失会抑制卡特尔成员向下操纵基本费用，这是在基本费用收入被烧毁时唯一一次对收入的操纵。基本费用收入由l-通过平滑机制，现在也很重要的一点是，虚假交易成本高昂（定理8.6（ii））可以抑制向上操纵基本费用的行为。最后，由于基本费用收入流向了投资者而非ETH持有人，第7.6节中的警告变得毫无意义。8.3.3方案的利弊l-平滑机制一个值得以太坊社区长期讨论的基本问题是：谁应该从充分利用区块链不可避免地产生的美国er付款中受益？1559机械中的费用燃烧明确有利于ETH持有者，而l-平滑的机械装置有利于采石工人。以太坊的不同利益相关者当然会有自己的理由选择其中一个。1559年至l-平滑的机制关系到需求的变化（以及由此产生的费用）是否取决于证券或新货币发行的变化。在1559机制中，每个区块都会以两种方式改变货币供应量：铸造新的硬币以获得eblock奖励（目前为2 E th），以及烧掉用于支付基本费用的硬币。