以太坊交易手续费上涨逻辑

以太坊网络的手续费在历史 5 年多时间里出现了多次大幅度涨落，并跨越 5 个数量级尺度，单笔简单交易（消耗 21KGas）手续费突破 10 美元，如图 2 所示。

下面尝试基于前述手续费增长归因模型给出手续费上涨的逻辑。从图 4 我们可以明显地识别出四个区间：

1. 2016 年 3 月中旬之前，GasPriceBase 约等于 50 GWei；
2. 2016 年 3 月中旬至 2017 年 10 月中旬，GasPriceBase 约等于 22 GWei；
3. 2017 年 10 月中旬至 2020 年 4 月底，GasPrice 呈现更频繁的日常波动，GasPriceBase 在 11GWei 上下；
4. 2020 年 5 月初至 2021 年 3 月中旬，GasPrice 呈现明显的单边上行趋势。

图 2. 以太坊手续费模型依赖因子的时间序列及简单交易手续费与以太币价格的关系

这意味着从 2020 年 5 月初开始， GasPriceBase 随时间有一个递增关系。这也可以从图 4 最下方手续费和以太币价格的对数回归中体现。假定公式（1）表述的费用模型中，GasPrice 在一常数附近涨落，那么忽略涨落噪声，手续费只和以太币价格呈一次方关系。前三个阶段印证了这一点：手续费和以太币价格在对数坐标下呈线性分布，且斜率为 1±0.1，说明手续费的涨落基本由以太币价格决定，而公式（1）中的 GasPrice 在各阶段在一个常数（GasPriceBase）附近波动。而到了第四个阶段，手续费和以太币价格在对数坐标下的线性关系斜率约为 1.9，说明公式（4）中的 GasPriceBase 不能视为常数了。

接下来可以做一些有趣的推导。我们若大胆地假定以太币价格主要由网络规模 n 的平方表征，在 2020 年 5 月份之前，以太坊网络单位 Gas 所需支付的手续费可近似表示为：

而 2020 年 5 月份之后，前述手续费归因模型中提及的由于网络规模扩张超过承载极限导致 GasPriceBase 抬升的作用开始体现：

基于上述非常粗略的估算和推导，我们可以大致估计 k 约等于 1.8。而图 3 所示的网络使用率图表显示从 2020 年 5 月初开始，以太坊区块链就进入长达 10 个多月的满负荷运行状态，正好印证了前述推导中关于第四个阶段网络规模已超过网络承载能力的假设。

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