Gas 費一度超以太坊主網 Arbitrum 暴露了哪些問題？_TRU

北京時間 6 月 29 日晚，在 Arbitrum 奧德賽（Odyssey）活動第二階段啟動的第一天，由于鏈上的繁重負載導致高于正常的 gas 費用，Arbitrum 宣布暫停奧德賽活動。

據 L2 Fees 數據，在這一天，Arbitrum 網絡進行每筆交易的平均 gas 費用最高時飆升超過 9 美元，高于同期以太坊主網的 gas 費兩倍。

Arbitrum 作為最受歡迎的以太坊二層擴展網絡之一，其最主要的目標是大幅降低 gas 費用以提升用戶體驗，但出現這樣的事情無疑令人啼笑皆非。那么，Arbitrum 網絡究竟發生了什么？

事件首先要 Arbitrum 的奧德賽活動說起，此前 Arbitrum 宣布推出為期 8 周的 Arbitrum 生態項目探索活動，激勵玩家參與生態項目交互，包括跨鏈橋、 DeFi 、NFT 和游戲等，第一周活動集中在跨鏈橋上，大部分交易都是從其它鏈發起并直接到賬，僅部分跨鏈橋需要手動 withdraw，因此并未引起 Arbitrum 網絡異常。

數據：DuDuLab NFT過去24小時合約Gas消耗、銷毀量攀升至第二:11月16日消息，據歐科云鏈OKLink多鏈瀏覽器數據顯示，過去24小時百度孵化的NFT項目DuDuLab NFT合約Gas消耗排名第二，已消耗超171.01枚ETH；ETH銷毀量排名第二，銷毀超140.16枚ETH。[2022/11/16 13:11:21]

奧德賽的第二周活動包括固定利率借貸協議 Yield Protocol 和去中心化交易平臺 GMX 的體驗任務，這些協議的操作則相對繁雜，其中 GMX 平臺的任務要求用戶完成 3 次交互，然而高昂的 gas 費讓用戶感到不適，并促使用戶在各種途徑尋找其中原因。

據 GMX 社區成員反映，GMX 在前一天最小的交易費用為 0.0006 ETH，當前卻設置為 0.005 ETH（setMinExecutionFee = 0.005ETH）。該費用不屬于 gas 費，而是用于啟動和關閉 GMX 交互合約時的費用。在大量用戶發現此原因并強烈反對之后，GMX 將費用下調至 0.002 ETH。

實時Web3基礎設施Blocknative與Polygon合作提供Polygon Gas估算器:6月1日消息，實時Web3基礎設施Blocknative宣布與Polygon合作提供Polygon Gas估算器。Polygon生態用戶可使用Blocknative的Gas平臺，通過Gas API或使用瀏覽器插件查看實時Gas。[2022/6/1 3:55:47]

不過需要注意的是，在此期間 Arbitrum 上絕大多數應用 gas 費并沒有明顯提升。以 Uniswap 為例，以太坊主網費用為 0.005 ETH ，Arbitrum 上 gas 費用是其一半 ——0.0025 ETH（2.75 美元）；此外，Arbiscan 數據顯示，Arbitrum 絕大多數鏈上事務交易費用為 0.002 ETH～0.003 ETH（3 美元以下）之間，也沒有達到 6 美元以上。

也就是說，Arbitrum 高昂的 gas 費用主要是被 GMX 平均出來的，「二層網絡 gas 費大幅高于以太坊主網」更多地是一種假象。同時，這些數據似乎將矛頭指向 GMX，有人甚至指責 GMX 暗自調高費用大賺一筆。

數據：最近3小時OpenSea上交易花費的Gas費占比超9%:Etherscan數據顯示，最近3小時OpenSea上交易花費的Gas費占比超9%，達到9.29%，僅次于Uniswap v3。花費的Gas費總額為60ETH（約合13.7萬美元）。[2021/7/28 1:19:57]

而對于調整參數的原因，GMX 在 Discord 頻道上回應，用戶在 GMX 上開倉和平倉的過程涉及兩部分交易，分別為發送請求開倉 / 平倉、keeper 執行請求，這些交易的成本取決于當前 Arbitrum 的 Gas 價格。在過去幾個小時里，由于與 Odyssey 相關的鏈上活動大幅增加，Arbitrum 的 Gas 價格出現了飆升，但發送請求開倉 / 平倉的手續費用只用于執行交易；而 keeper 執行請求的手續費用，GMX 沒有也不會從此類費用中賺取任何收益。

在 GMX 官方解釋之后，整個 Arbitrum 網絡的 gas 費仍然居高不下。Arbitrum 于晚上 11 點左右宣布由于鏈上的繁重負載導致高于正常的 gas 費用，因此決定暫停暫停奧德賽活動并部署 Nitro 增加其容量并降低交易成本，以便 Arbitrum 內的所有社區和項目繼續擁有最佳體驗。但沒有公布明確的 Nitro 上線的具體日期。

Vitalik發起EIP-3298提案 gas費回歸正常:2月28日消息，Vitalik在昨天發起EIP 3298提案，提案內容為在倫敦升級中移除“執行SELFDESTRUCT獲得gas費減少獎勵”的規則。

據悉，以太坊網絡的gas費受以太坊狀態（節點存儲的合約和地址信息集合）大小的影響，以太坊狀態越膨脹，全網gas就會相應上漲。而“SELFDESTRUCT（自毀）”是虛擬機級別的操作碼，通過執行該操作碼銷毀合約，以太坊虛擬機會向用戶退回一部分gas費，從而激勵以太坊狀態收縮。但是一部分開發者在gas費較低時將gas存儲到合約中，在gas費較高時執行“SELFDESTRUCT”來進行套利，這種事先填充“便宜的gas”的行為其實導致了網絡膨脹。Vitalik發起該提案后，以太坊gas已經回到幾十Gwei水平。[2021/2/28 18:00:26]

以太坊上的 POW 機制讓用戶飽受網絡擁堵的困擾，在大規模的交易或者轉賬時期極易發生網絡擁堵，用戶必須支付高于平常的 gas 費用才能打動礦工幫忙處理交易。

以太坊改進提案EIP-2876試圖優化交易所充值流程中的Gas消耗:比特幣技術愛好者JonathanUnderwood為以太坊提出改進提案EIP-2876，試圖優化中心化交易所的充值流程，減少整體的Gas消耗。文檔指出，兼容EIP-2876的錢包應用可以向兼容的存款系統發送ETH，以減少以太坊網絡整體Gas的消耗量，因為兩筆交易需要花費4.2萬Gas，但是一個簡單的ETH轉發合約僅需要花費約3萬Gas。而且對于這套存款系統來說，可以直接將所有存款轉發到交易所的冷錢包，不需要手動操作來歸集多個外部賬戶的存款。[2020/8/17]

然而，Layer 2 也有相似的競價機制。據 GoPlus Security 對 Arbitrum Gas 費飆升的分析，Layer 2 的費用分兩部分，一部分是 L1 數據提交費，理論上是用戶越多，均攤到每個用戶的費用越便宜；另一部分是 Layer 2 本身 Sequencer 的運行費用，則是人越多越貴。

因此，造成 Arbitrum 網絡 gas 費過高的真正原因是奧德賽活動太火爆，超出了 Arbitrum 網絡預設的承受能力。目前 Arbitrum 網絡中負責處理交易的節點（Sequencer）有每秒 120,000 arbgas 的帶寬限制。arbgas 是用于計算（computationa）和儲存（storage）交易數據的計量單位，大量的用戶涌入將 computational gas 拉升最高超過 1000 倍，使得每筆交易的 computational gas 占用過多的帶寬，在節點數量不變的情況下，整個網絡處理交易的能力大幅下降。

同時，每筆交易中 arbgas 的定價由節點全權定義，理論上節點可以將 arbgas 下調至 0 以保持 Layer 2 低手續費的性能，但是如此操作會導致節點來不及處理大量交易事件，最終結果仍然是網絡擁堵。在這種情況下，Arbitrum 最好的應急方案是暫停奧德賽活動，而根本的解決方案是啟動 Nitro 以擴大網絡帶寬。

據了解，Arbitrum Nitro 基于 WASM 技術構建并且將以太坊客戶端 Geth 的核心編譯到 Arbitrum 中，還提供了跨鏈通信以及新的批處理和壓縮系統。，因此與 EVM 更兼容且比當前的技術快一個數量級。官方團隊預計 Arbitrum Nitro 運行后第 2 層執行速度將提高 20 至 50 倍，成本會大幅下降。

GoPlus Security 還表示，所有的 Layer2 網絡都會存在這個問題。GoPlus Security 給出的解決方案是，優化計費模型和降低 Computational 的實際成本。

Layer2 擴容主要方向是 Rollup，即在二層網絡上把多筆交易打包起來，然后作為一個整體提交到主網進行驗證結算以提升交易速度。Arbitrum 等 Rollup 四大天王被市場寄予厚望，但 Optimism 和 Arbitrum 網絡相繼遭遇重大問題，這反映出 Layer 2 仍然處于非常早期的階段，隨著用戶的涌入，各種 bug 的出現可能會成為常態化事件。

此前在 6 月初，Optimism 開放空投代幣 OP 的領取，然而大規模用戶造成的高負載導致主網和遠程調用（RPC）出現嚴重延遲等現象，Optimism 通過部署 10 名工程師來維護公共端點正常運行，同時將 Optimism 的容量增加一倍來緩解網絡延遲的狀態。事后 Optimism 反思大大低估了空投會產生的流量，需要將公共端點的容量提高 7 倍，而得到的教訓還包括定期執行負載測試、用過度供應取代 drop、要求合作伙伴提前擴大容量、優先考慮并發批量提交等等。

還有 StarkNet v0.9.0 版本升級，導致之前的錢包地址將作廢，測試網的所有早期項目參與者面臨白名單不可用、活動歷史記錄丟失、資產轉移繁瑣等問題。

盡管多個 Layer2 協議都提出了進一步提升性能的解決方案，但其開發速度能夠滿足賽應用的快速增長的需求？目前，已經有頭部應用選擇探索其它公鏈。6 月 22 日，衍生品龍頭協議 dYdX 宣布將之后的 v4 版本作為基于 Cosmos SDK 和 Tendermint 共識的獨立區塊鏈推出。其原因是 Stark 技術開發周期長、L2 方案 Node Operator 網絡完全去中心化還需要很長時間。

Layer 2 需要做好充足的準備以迎接用戶的到來，不能每次都低估了用戶的參與程度和高估了網絡性能。Cinneamhain Ventures 合伙人 Adam Cochran 個人社交平臺發表了觀點：Layer2 不是萬能的，對于 Arbitrum，他們的 Nitro 已在批處理和壓縮方面做出了巨大的提升。

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