一文了解降低NFT鏈上操作的GAS費的技術方案_以太坊

基于區塊鏈的數字藏品市場是 NFT 技術的最主要應用場景之一，然而鏈上手續費（gas）成本過高在一定程度阻礙了數字藏品市場的發展。本文列舉了目前的數字藏品市場對解決 gas 成本過高問題的一些前沿技術方案探索。

摘要：基于區塊鏈的數字藏品市場是 NFT 技術的最主要應用場景之一，然而鏈上手續費（gas）成本過高在一定程度阻礙了數字藏品市場的發展。本文列舉了目前的數字藏品市場對解決 gas 成本過高問題的一些前沿技術方案探索，包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2 以及跨鏈方式等，同時展望了未來的一些技術發展方向。

基于區塊鏈的數字藏品市場是 NFT 技術的最主要應用場景之一。隨著 NFT 技術被應用于各類實際應用場景，數字藏品市場的使用量也水漲船高。以以太坊為例，根據 ultrasound.money 資料顯示，自以太坊實施 EIP-1559 到 2021 年 12 月 16 日截止，數字藏品市場 OpenSea 消耗的 gas 已達到 126,414 ETH 左右，超過普通的鏈上轉移和 Uniswap，成為最大的 gas 消耗應用。

那么，「gas」是什么？為什么數字藏品市場 gas 消耗量這么大？

所謂「gas」是鏈上手續費在以太坊等區塊鏈平臺上的術語。而鏈上手續費是區塊鏈平臺最為常見的技術特征之一。鏈上事務的運行，包括簡單的轉移或復雜的智能合約運行等，會使用相應的計算和存儲等區塊鏈資源；發起這些鏈上事務的用戶，則會為消耗這些區塊鏈資源而付出相應的鏈上手續費。區塊鏈通過這種機制來激勵區塊鏈網絡的維護者，同時避免區塊鏈網絡被惡意用戶 DDoS 攻擊、惡意運行無限循環代碼等。因此可以說，鏈上手續費對保障區塊鏈網絡的正常運行有著十分必要且積極的作用。

Coinbase：為了進一步加快采用速度，行業需要簡化投資概念，提高可及性:金色財經報道，Coinbase Institutional發推稱，機構一直在加速采用數字資產，特別是與他們開始使用衍生品所花費的時間相比，為了進一步加快采用速度，行業需要簡化投資概念，提高可及性，并將技術更好地集成到現有系統中。不同國家監管特殊資產類別的方式一直存在差異。但是，國家與國家之間的差異從來沒有像今天的加密貨幣那樣大。

此外，BTC 和 ETH 上周都在今年最窄的區間內交易，并且實現了各自的 30 天波動率均降至 36% 左右。在宏觀方面，我們的研究團隊認為，在市場關注債務上限的同時，美國銀行體系的動蕩更值得關注。我們的交易團隊認為，如果美國在沒有就提高債務上限達成協議的情況下接近違約邊緣，BTC 可能會突破其交易區間。[2023/5/25 10:38:24]

但是一些復雜的鏈上流程也給用戶帶來了較高的鏈上手續費成本。以以太坊的數字藏品市場為例，用戶通常在創建、掛牌授權、轉移等多個環節中均需要消耗 gas，例如在轉移環節通常就需要用戶消耗 0.02 ETH 左右的 gas（根據當時的 gas price 而有所不同。gas price 指鏈上手續費單價）。當一些數字藏品應用的活動時間比較集中時，以太坊的整體 gas price 也曾飆升。

Argo Blockchain 2022年凈虧損為2.4億美元:金色財經報道，加密貨幣礦商 Argo Blockchain 在一份聲明中表示，2022 年凈虧損為 1.942 億英鎊（2.4 億美元），而去年同期的凈收入為 3080 萬英鎊。

此前，Argo Blockchain 同意以 6500 萬美元的價格將其位于得克薩斯州狄更斯縣的 Helios 采礦設施出售給 Galaxy Digital 后，該公司避免申請破產保護。它還與投資者 Michael Novogratz 的以加密貨幣為重點的金融服務公司談判了一筆新的 3500 萬美元貸款，并以其采礦設備為擔保。[2023/4/28 14:33:20]

8 月 26 日，數字藏品應用使 gas price 一度飆升至 1,429 GWei，約為平時的十倍以上

這些 gas 一般都需要數字藏品應用的用戶來支付。顯然，過高的 gas 會阻礙數字藏品市場的進一步使用與發展，而且還可能影響區塊鏈網絡的其他應用的使用（例如 2017 年底以太貓的應用就曾讓以太坊網絡擁堵）。目前數字藏品市場已經對節省和降低 gas 進行了一些技術探索。

數字藏品的 gas 過高問題，在一定程度上是由數字藏品自身的數據量大、業務流程復雜、以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展性仍需提高所導致的。為解決這些問題，相應的可以參考解決擴展性技術、提高效率的各類辦法。目前的一些技術探索方向包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2 以及跨鏈方式等。

比特幣全網未確認交易數量為3463筆:金色財經報道，據BTC.com數據顯示，目前比特幣全網未確認交易數量為3463筆，全網算力為228.19 EH/s，24小時交易速率為3.21交易/s，目前全網難度為35.36T，預測下次難度下調6.87%至32.93 T，距離調整還剩6天8小時。[2022/12/29 22:13:09]

數字藏品市場降低 gas 的方案（來源：邊界研究院）

鏈外方式

既然 gas 產生于鏈上，最自然的思路是盡量采用鏈外的方式。主要解決辦法包括兩類：將原有鏈上的部分流程放在鏈外處理、將鏈上一些流程推遲進行。

結合使用鏈外流程處理，來減少一些鏈上步驟。以 Nifty Gateway 為例，通過將一些交換的步驟放在鏈外進行以減少鏈上處理步驟，達到降低成本目標。例如原先總共需要 10 步鏈上操作的交換，通過 Nifty Gateway 的交換流程優化，可將其中 3 到 4 步放在鏈外進行；鏈上僅保留必須在區塊鏈上共識確認的步驟，以此來降低整體的鏈上處理成本。

部分流程推遲

推遲部分流程執行，讓業務流程先運行起來，使數字藏品創作者以更低成本先行創作及發布，是一種鼓勵性辦法，可以為創作者提供更為友好的體驗。這類方案的典型代表是 OpenSea 的 Lazy Minting。它采用了中心化的方式，支持創作者先免費創作內容并上架開售，由 OpenSea 使用中心化的方式先來存儲和處理，在成交等環節中再在鏈上確認（產生 gas 消耗），此時買賣雙方才通過區塊鏈共識來完成數字藏品交割。

電子商務平臺BigCommerce通過與BitPay合作接受加密貨幣支付:9月15日消息，Shopify 競爭對手、電子商務平臺 BigCommerce 今天宣布與加密貨幣領導者BitPay和CoinPayments建立戰略合作伙伴關系，為選定國家/地區的 BigCommerce 商家提供加密貨幣支付解決方案。通過BitPay，商家可以接受各種加密貨幣，包括BTC、ETH、DOGE、BCH、SHIB、WBTC、LTC、XRP和5種與美元掛鉤的穩定幣（BUSD、DAI、GUSD、USDC和USDP）。[2022/9/15 6:59:33]

但這類方式并不能完全解決成本問題。Lazy Minting 主要是將 mint 的時機推遲并讓買家來承擔，嚴格意義上并沒有降低整體成本。

本鏈優化

優化代碼編寫

Gas 的產生主要由于智能合約的運行過程中耗費了計算和存儲等區塊鏈資源。數字藏品創建前，對代碼編寫上的優化在一定程度上可以減少 gas 的成本。一些優化的辦法包括，在開發時選擇使用合適的代碼庫（例如使用 ERC721A 而避免使用 ERC721Enumerable），在編譯時使用 Truffle 等工具的優化等。

批量聚合

對于已部署在鏈上的數字藏品，可以采用批量、聚合等方式來降低整體的成本。以 Genie 為例，該聚合工具是支持將不同市場上針對不同數字藏品的多個操作打包在一個事務里，同時綜合使用一些鏈外等方式來降低單個操作的平均成本。?

LayerZero與歐元Stablecoin Angle Protocol集成:8月11日消息，多鏈互操作性協議LayerZero宣布與歐元Stablecoin協議Angle Protocol實現集成，agEUR目前已經可以在以太坊、Polygon、Optimism和Arbitrum之間轉移，且所有流動性池已經實現統一。[2022/8/11 12:19:10]

多鏈

除了在本鏈進行計算、存儲的各方面優化，一種比較直接簡便的辦法是在應用端集成多個區塊鏈網絡；用戶在使用時可以選擇合適的網絡。

以 OpenSea 為例，除以太坊平臺外 OpenSea 還提供了 Polygon 網絡的選項。當以太坊網絡成本較高時，用戶可以在 OpenSea 的應用上選擇切換到 Polygon 網絡。

側鏈/Layer 2 方式

除了在應用層面直接集成多鏈網絡外，另一種應用方案的選擇是從區塊鏈協議層入手，將數字藏品的許多業務和流程轉移到側鏈或 Layer2 上進行，以降低成本等。通常，這類解決方案也會提供側鏈、Layer2 與原鏈之間的跨鏈轉移工具。

側鏈通常指與主鏈并行、有雙向橋接功能的區塊鏈網絡。以太坊的側鏈包括 xDai、Skale、POA Network 等。目前一些數字藏品市場會選擇側鏈的方式來降低主鏈上的數字藏品成本。

一個比較典型的案例是 nifty.ink。它支持用戶在 xDai 側鏈上創作和管理藝術作品，包括鏈上的創建（mint）、轉移（transfer）等等。而如果用戶希望將數字藏品作品轉移到以太坊上，可以通過 AMB 橋接工具轉移（upgrade）到以太坊上，例如發布到 OpenSea 市場上。

其他類似的案例還包括的 Axie Infinity 使用 Ronin 側鏈等。

與側鏈較為類似的是，一些數字藏品市場選擇了 Layer2 的技術路線來降低成本。其中較為典型的案例有專為數字藏品應用設計、基于 ZK Rollup 的 Immutable X 及其自有的數字藏品市場。其他的一些解決方案還包括選擇 Arbitrum 上的各類數字藏品市場及應用等。

跨鏈

跨鏈技術，除了解決價值和數據流轉問題外，也可以作為解決數字藏品成本難題的方案之一。解決區塊鏈的可擴展性問題以及“不可能三角”悖論，跨鏈協議+應用專有鏈的方案是一種非常好的選擇。

與側鏈和 Layer2 解決思路類似的，可以將數字藏品市場部署在一個使用成本較低的應用專有鏈上；而當需要在更大范圍內轉移時，再通過跨鏈協議進行流轉。

當前的一些跨鏈數字藏品方案主要還是采用中心化的網關或跨鏈橋的方式。不過基于完全去中心化驗證的 IBC/TIBC 跨鏈協議已經可以支持非同質化數據內容的跨鏈轉移。例如，2021 年 中國傳統文化數字化藝術品 IDA 在 BSN 文昌鏈上鏈登記確權后，以跨鏈形式依靠 TIBC 跨鏈協議及跨鏈樞紐，從 BSN 文昌鏈經由跨鏈服務樞紐跨鏈轉移至全球市場。

數字藏品的鏈上成本問題在一定程度上是以以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展問題的縮影。值得高興的是，Layer2、跨鏈等底層技術在近年來的長足發展、鏈上應用和生態的繁榮為當前的數字藏品應用提供了切實可行的方案。目前方案包括中心化的推遲處理、本鏈進行處理上的優化、部署多鏈、鏈外采用側鏈和 Layer2 擴展技術以及跨鏈協議等多種方式。

應當指出，當前的一些技術實現上仍然存在著過度中心化（例如一些跨鏈橋）、技術安全隱患等值得改進之處；基于 IBC/TIBC 等完全去中心化的數字藏品跨鏈方式嶄露頭角，有待進一步支持更多應用；基于 Rollup 的數字藏品支持技術還有改進空間。

不過隨著區塊鏈可擴展性、跨鏈技術的不斷研發與改進，相關技術對數字藏品應用的支持也會更加完善，技術方案也將更加豐富多樣。

參考資料

https://decrypt.co/87515/nifty-gateway-ethereum-gas-fees-nft-trading-investing

?https://mirror.xyz/davidcai.eth/cO1XOsvg0NvW9um1unIip7okeK6r1LaZ5FzbhTG9CSg

https://medium.com/@kaymonft/optimizing-nft-smart-contracts-to-reduce-gas-usage-7f4e819eb49d

https://genielabs.notion.site/Genie-FAQ-aaa4c154dc52451fbcb3451e7ab7364f

https://newsletter.banklesshq.com/p/how-to-collect-nfts-on-layer-2

https://docs.tokenbridge.net/amb-bridge/about-amb-bridge

https://newsletter.banklesshq.com/p/the-arbitrum-nft-scene

TIBC 跨鏈協議及跨鏈樞紐支持的一體化數字藝術品

?https://twitter.com/VitalikButerin/status/1435413681588736007

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