以太坊如何计算交易成本

在发送比特币交易时,其费用与其大小成比例。输入和输出越多,它就越贵。再加上未决交易的因素,交易费用可能仅基于这两个因素就会飙升。

对于以太坊,鉴于我们正在谈论协议中的编程语言,对于非常少的文本或代码(在BTC中可能非常便宜的东西),可能对计算要求非常高。 让我们来看看这个循环,例如:

1
while (i++ < 1000) { j = j + i; }

这个循环意味着只要i小于1000,将其增加1然后将i和j相加并将结果写入j ,然后再次执行。如果i为0,则此循环将执行1000次,或者更多,如果它是负数。

为了以公平的方式支付这种计算成本,因为它必须立即在所有矿工的机器上执行,并且他们将资源和时间花在它上面,这里引入了gas的概念。gas用于支付EVM内部所谓的智能合约(以太坊计划)的执行费用。例如,上面的i+j是一个求和运算,每次执行时需要3个gas,因此如果执行1000次则需要3000个gas,因此如果执行1000次则需要3000个gas。

为了正确解释gas ,我们首先介绍EVM 。

EVM

EVM代表以太坊虚拟机 。但是什么是虚拟机呢?

虚拟机

虚拟机是在特定计算机上运行的软件,其包含完全封装在主计算机内的另一操作系统。例如,虚拟机允许您在Linux内部运行Windows,在Windows内部运行Windows,在macOS上运行Windows,如下图所示,或任何其他组合。

我们使用虚拟机将我们日常使用计算机的环境与我们工作或编程的环境分开。这样我们就可以防范病毒(它们无法破坏虚拟机并进入主操作系统),有助于防止无限循环崩溃我们的主操作系统,并保持硬盘驱动器损坏,如臭名昭着的WannaCry勒索软件。此外,VM允许我们在Linux上使用Windows游戏,或者允许我们轻松地在相同编程语言环境的不同版本中编程,而不会混淆它们。

EVM

以太坊虚拟机内置于以太坊协议上运行的软件中。它执行智能合约——以Solidity语言编写的以太坊程序。EVM包含在以太坊网络的完整节点中,在其中执行这些以太坊用户编写的程序。

以太坊的任何矿工同时执行智能合约代码。这意味着以太坊程序(dapps - 去中心化应用程序)同时在每个人的计算机上执行(去中心化的)。

但是,这些程序的执行并不是免费的。矿工们用自己的电力,时间和硬件来做这件事。为了支付他们执行计算机指令的努力(例如“将值5存储到变量X中”),引入了gas的概念。

gas,ether,GWei

gas是计算机需要执行的特定操作的成本单位,并且当我们广播包含以太坊程序以运行dapp的交易时,它执行该指令。例如,总计两个数字需要3个gas。乘以它们需要5个gas。将256位字存储到区块链中需要20000个gas,这意味着存储1kb的数据需要640000个gas。

就像美元有美分一样,以太也有自己的基本单位:wei。 如果我们将wei作为以太的基本单位,我们得到下面的定义表:

这就是在以太网单元之间的单位转换。

根据这个信息网站,目前的天然气平均价格是10GWei(10千兆wei)。看到1GWei是以太网的十亿分之一,上述存储1kb字的成本是640000*10,即640万GWei。这相当于0.0064eth,每个以450美元的价格,约为2.88美元。

从上表开始到文章的这个位置的文本大约是1kb。因此,将这一小段文本存储到区块链中实际上需要2.88美元。但是,这只是存储成本!我们的智能合约也可能有一些逻辑,如求和或乘以然后存储数字,或在特定的挖掘块上激活的触发器等。显然,将数据存储到区块链本身是非常昂贵的。BigchainDB或IPFS中的存储效果更好,而区块链是全局处理和验证数据的更好解决方案。

为什么需要gas?

为什么直接支付gas而不是ether的成本?

EVM可以执行的所有可能操作的所有gas价格都在以太坊协议和我们连接到它的客户端(程序)中进行硬编码,如Geth,Eth,Parity等。如果代码在以太网中列出,那么每当以太的价值波动时我们就必须更新代码,以便将计算工作的价格保持在正常范围内并保持系统可用,这显然是不可持续的。

通过在成本之上添加这个gas层,并用GWei支付gas费用,我们可以选择改变交易中使用的gas量以及支付的金额。它完全在我们的控制之下,不会使系统失去平衡。

这引导我们进入上一节。

限价/成本与价格

gas限制是我们愿意花在交易上的最大gas量。我们用于广播以太坊交易的大多数软件都能够自动估算执行功能所需的gas量。它通常会立即建议一个值。例如,简单的货币A-> B交易通常只需要21000个gas。更复杂的那些称为特定智能合约功能的可能会遇到数十万甚至数百万的gas。消耗的gas量称为gas成本。

作为用户,我们可以修改我们想要在交易上花费的gas数量并减少它,但如果交易在执行期间耗尽了gas,我们就会丢失我们发送的gas。它已被花费并且交易被拒绝。另一方面,如果我们提供的gas量超过需要的数量,剩余部分将退还给我们。因此,发送比执行交易所需的更多gas总是更好。

gas成本是每单位gas的GWei价格。

因此,以太坊交易的总成本实际上是必需gas的数量乘以GWei每gas单位的价格。这是我们支付的最高交易费用; 任何额外的gas都会退还,因此费用往往被高估。

我们来看一个例子。

在上图中,我们正在执行一项交易,由于其复杂性,估计它将需要135963gas。以25GWei的价格,我们支付的最高交易费是1.57美元,这在查看我们发送的总金额时是微不足道的(0.38eth = 178美元)。如果我们将天然气的价格提高到250GWei,那么交易成比例地变得更加昂贵:

较高的费用可以有效地鼓励矿工在队列中的其他人之前处理我们的交易,从而加快执行速度。如果我们不急,我们可以将gas价格保持在起始值,交易确认不应超过10分钟。但如果我们匆忙并希望在几秒钟内完成(例如,如果我们正在处理拍卖),那么很容易提高gas价格并牺牲一些钱来保证成功。

结论

gas是以太坊虚拟机中每次计算操作所花费的工作单位。这是以太币,以太坊协议的代币,并且每个计算操作都有不同的gas成本。gas价格(GWei或以太网的十亿分之一)根据网络拥塞和用户对快速确认的偏好而变化。

对于我们想要在以太坊网络上部署的智能合约,两个术语很重要:gas限制和gas价格。gas限制是我们愿意花在执行交易上的最大gas量。实际需要的gas量(仅在交易执行后才知道)称为gas成本。gas价格是每单位gas的价格,以GWei(或以太网的十亿分之一)表示。交易总成本将是gas成本和gas价格的乘积,而最高交易费用将是gas限价减去gas价格的乘积。差额退还给交易的发件人以保持系统公平和可用。

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